Los diamantes hechos de grafeno han sido una realidad desde el año pasado, cuando un equipo del Instituto de Ciencias Básicas de Corea del Sur convirtió químicamente una lámina de esta forma cristalina de carbono que se puede describir mejor como lámina de diamante. Pero, desde 2014, los científicos de la American Rice University ya sabían cómo hacer esto, pero sin química; ahora tienen.
Dirigido por el científico de materiales Boris Yakobson, el equipo sintetizó con éxito nanodiamantes (llamados diamantes) uniendo dos capas de grafeno en una red cúbica utilizando, además de calor, presión y la reacción del material en sí, incluso en el proceso (mecanoquímica).
“Hasta ahora, los diamantes se hacían mediante la conversión de grafeno de dos capas mediante la química. Combinarlos usando la presión local y la mecanoquímica que desencadena el proceso parece una vía prometedora para probar ”, dice Yakobson.
Química a escala industrial
Los diamantes forman una película delgada, flexible y casi irrompible como los diamantes, con aplicaciones en nanoelectrónica y nanoóptica, como semiconductores. Su producción aún se encuentra a escala nanométrica: se insertan dos láminas de grafeno entre capas de hidrógeno o flúor.
Luego, desde un solo punto de presión, los átomos de hidrógeno o flúor se unen covalentemente a las superficies, generando conexiones carbono-carbono entre las capas, en una reacción que se propaga por todo el material.
Un solo punto de presión puede desencadenar conexiones entre las capas de grafeno, reorganizando su estructura de diamante cúbico.La fuente: Rice University / Pavel Sorokin / Divulgación
Publicado en la revista Pequeño, el proceso funcionó en una doble capa de grafeno, pero ahora el equipo de Rice espera poder repetirlo con un número cada vez mayor de hojas. En el siguiente paso, que es obtener diamantes a escala industrial, es posible que se necesite química.
“En películas más gruesas, la barrera aumenta rápidamente con el número de capas. Puede reducirlo usando presión externa, pero eso y la química también tienen que trabajar juntos para obtener un diamante 2D ”, agregó el coautor del estudio, el científico de materiales Pavel Sorokin.