jueves, 30 de diciembre de 2010

Q2010: Nano creciente.



  1. Q2010: Un año memorable para la química
  2. Q2010: Moléculas extraterrestres
  3. Q2010: Una vida diferente
  4. Q2010: Juegos de luz
  5. Q2010: Nano creciente
  6. Q2010: Máquinas moleculares



La nanotecnología nos cambiará el futuro y en este año ha dado nuevos pasos para conseguirlo. 2010 ha sido el año del grafeno, culminando con el premio Nobel de física a dos de sus descubridores, Andre Geim y Kyosta Novoselov.

[12] Precisamente el grupo de Geim en la Universidad de Manchester, Nair et al., fabricó una especie de Teflón de 2 dimensiones al ser capaz de fluorar completamente capas de grafeno sin dañar su estructura. El fluorografeno resultante es mecánicamente fuerte y química y térmicamente estable y, aparte de usarse como si fuese Teflón también podría emplearse como un aislante delgado en electrónica orgánica o encontrar un uso en los LED o las pantallas.

[13] Hablando de pantallas, Bae et al. consiguieron fabricar películas de grafeno lo suficientemente grandes como para poder incorporarlas a pantallas táctiles. Los investigadores doparon el grafeno con ácido nítrico para conseguir que funcionase como un enorme electrodo transparente, ideal para aplicaciones táctiles, y mucho más resistente y ecológico que el óxido de indio y estaño que se emplea actualmente para las pantallas táctiles.

Aparte de láminas grandes, varios grupos de investigación informaron del desarrollo de diversos métodos para construir circuitos usando grafeno. [14] Cai et al. fabricaron nanocintas de grafeno de abajo arriba, en vez de cortando una lámina de grafeno. Los investigadores consiguieron nanocintas de aproximadamente 1 nm de ancho a partir de un radical precursor depositado en una lámina metálica. La técnica permite controlar el ancho y la forma de las nanocintas. No sólo eso, se pueden conseguir cintas de formas idénticas, lo que indica que las propiedades electrónicas también son controlables, ideal para la nanoelectrónica.

[15] Wei et al. han demostrado que los circuitos de grafeno también se pueden hacer con la punta caliente de un microscopio de fuerza atómica (MFA) que va “grabando” en óxido de grafeno. La punta del MFA reduce el óxido de grafeno y deja detrás líneas conductoras de grafeno. La misma punta después puede “leer” lo que ha escrito, lo que es fantástico para el control de calidad.

[16] Chuvilin et al. consiguieron, usando un microscopio electrónico de transmisión, no sólo curvar una lámina de grafeno para hacer fulerenos, además lo vieron en tiempo real. Este resultado viene a refutar las teoría en vigor hasta ahora sobre cómo se hacen los fulerenos, que asume que hace falta prácticamente carbón atómico. El microscopio electrónico de transmisión y cálculos químicocuánticos ponen de manifiesto que, cuando se quita un átomo del borde de un copo de grafeno de entre 60 y 100 átomos de carbono, los dos carbonos que quedan enlazados solamente a dos átomos vecinos se unen entre sí, formando un pentágono. Esto hace que la lámina se curve y que, conforme se quitan más carbonos, la lámina tome primero a forma de un cuenco y después la de una bola. Aunque estos fulerenos se consiguen usando el haz electrónico del microscopio, el calor empleado en la producción de fulerenos podría tener la misma función.

[17] Miembros del equipo anterior, y también usando microscopía electrónica de transmisión, consiguieron imágenes de átomos de metal enjaulados dentro de fulerenos que se mantenían en el interior de un nanotubo de carbono. El vídeo de Chuvilin et al. mostraba cómo los átomos de metal se liberaban de los fulerenos antes de agruparse y atacar al nanotubo mismo. Este resultado demuestra que el interior de los nanotubos no es siempre tan químicamente inerte como se piensa.

Referencias:

[12]

Nair, R., Ren, W., Jalil, R., Riaz, I., Kravets, V., Britnell, L., Blake, P., Schedin, F., Mayorov, A., Yuan, S., Katsnelson, M., Cheng, H., Strupinski, W., Bulusheva, L., Okotrub, A., Grigorieva, I., Grigorenko, A., Novoselov, K., & Geim, A. (2010). Fluorographene: A Two-Dimensional Counterpart of Teflon Small, 6 (24), 2877-2884 DOI: 10.1002/smll.201001555

[13]

Bae, S., Kim, H., Lee, Y., Xu, X., Park, J., Zheng, Y., Balakrishnan, J., Lei, T., Ri Kim, H., Song, Y., Kim, Y., Kim, K., Özyilmaz, B., Ahn, J., Hong, B., & Iijima, S. (2010). Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes Nature Nanotechnology, 5 (8), 574-578 DOI: 10.1038/nnano.2010.132

[14]

Cai, J., Ruffieux, P., Jaafar, R., Bieri, M., Braun, T., Blankenburg, S., Muoth, M., Seitsonen, A., Saleh, M., Feng, X., Müllen, K., & Fasel, R. (2010). Atomically precise bottom-up fabrication of graphene nanoribbons Nature, 466 (7305), 470-473 DOI: 10.1038/nature09211

[15]

Wei, Z., Wang, D., Kim, S., Kim, S., Hu, Y., Yakes, M., Laracuente, A., Dai, Z., Marder, S., Berger, C., King, W., de Heer, W., Sheehan, P., & Riedo, E. (2010). Nanoscale Tunable Reduction of Graphene Oxide for Graphene Electronics Science, 328 (5984), 1373-1376 DOI: 10.1126/science.1188119

[16]

Chuvilin, A., Kaiser, U., Bichoutskaia, E., Besley, N., & Khlobystov, A. (2010). Direct transformation of graphene to fullerene Nature Chemistry, 2 (6), 450-453 DOI: 10.1038/nchem.644

[17]

Chuvilin, A., Khlobystov, A., Obergfell, D., Haluska, M., Yang, S., Roth, S., & Kaiser, U. (2009). Observations of Chemical Reactions at the Atomic Scale: Dynamics of Metal-Mediated Fullerene Coalescence and Nanotube Rupture Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.200902243