Tendencias21

El grafeno recuerda su forma original, revela un estudio

Científicos de China y Australia han descubierto que el grafeno posee memoria de forma, es decir recuerda su forma original. Para ello basta con aplicar una combinación de campo eléctrico y fuerza mecánica. El hallazgo tendría importantes implicaciones para la nanotecnología y la programación de materiales que funcionen como máquinas. Por Ana Alonso.

El grafeno recuerda su forma original, revela un estudio

El grafeno es un material que consta estrictamente de una capa de carbono, es decir, forma una superficie de 2 dimensiones ya que sólo posee un átomo de espesor. Esta capa tiene una estructura hexagonal similar al grafito. Su hallazgo en 2004 les valió un premio Nobel a Novoselov y Geim en 2010.
 
Este nuevo material tiene propiedades que le hacen sumamente interesante, como por ejemplo su extremada dureza, que se combina con una gran flexibilidad y elasticidad. También es muy ligero, muy buen conductor (tanto de electricidad como de calor) y es capaz de generar electricidad a partir de la luz que recibe.

Otras características interesantes son su capacidad de autorrepararse y la posibilidad de cambiar su comportamiento dopándolo con impurezas, entre otras muchas cosas. El conjunto de estas propiedades no se da en ningún otro material, por lo que mejoraría cualquiera de los existentes.
 
Gran parte del comportamiento del grafeno se debe al tipo de enlaces que se producen entre sus atómos y los orbitales moleculares que los átomos forman entre ellos (son las regiones que describen el comportamiento de ondas de los electrones en las moléculas).
 
Con todo esto, resulta muy interesante el estudio de este material de cara al futuro desarrollo tecnológico, ya que tiene gran utilidad para ordenadores, teléfonos móviles, cámaras de fotos, equipos de música, coches, aviones o para la medicina. También tiene una buena perspectiva en nanotecnología (diseño de materia a nivel de átomos), pero todavía queda mucho camino por recorrer.

Materiales con memoria de forma
 
Por otro lado, existen materiales que poseen lo que se denomina “memoria de forma”, esta propiedad se basa en la posibilidad de recuperar su forma después de una deformación del material por un estímulo externo, es decir, el material “recuerda” su forma original.  Para que se produzca dicho efecto, el material necesita un estímulo físico externo (que suele ser térmico)
 
Este fenómeno se debe a una transición de fase (forma de pasar de una región con el mismo comportamiento a otra diferente) reversible denominada efecto de memoria de forma.
 
Estos materiales tienen también una importante aplicación médica y tecnológica en sistemas parecidos a los enumerados anteriormente, y además proporcionan la posibilidad de que puedan programarse y utilizar así el material como una máquina, siguiendo una secuencia predeterminada.

Recientemente, existe un gran interés en utilizar estos materiales también para nanotecnologías, pero no había podido reducirse su tamaño a esas escalas, ya que dichas propiedades desaparecen a un cierto tamaño.
 
El grafeno vuelve a abrirnos posibilidades
 
Una vez más, el grafeno parece resolver nuestros problemas, pues un equipo de investigadores de China y Australia acaba de descubrir un efecto de memoria de forma en una capa de grafeno. 

Al realizar un análisis en profundidad, han visto que el origen estructural de este efecto reside en la interacción química entre los electrones de valencia del oxígeno y los orbitales del carbono.
 
El estímulo externo necesario para que exista una transición de fase reversible que permita deformar este material y que recupere su forma es la aplicación de una combinación de campo eléctrico y fuerza mecánica.

De hecho, han encontrado, no sólo una, sino dos transiciones de fase, lo que permite no sólo el recuerdo de un cambio de forma, sino de dos. Esto permite programar el material en formas transitorias diferentes.
 
El efecto de memoria hallado, no sólo es de escala nanométrica, sino que además posee unas propiedades superiores del mismo efecto, ya que  los límites de deformación del material también son mayores que en materiales previos. También supera las limitaciones que tenían los estímulos utilizados anteriormente, puramente térmicos, como la actuación a sólo a pequeñas frecuencias.
 
Esta investigación abre así la puerta a una nueva propiedad del grafeno que le confiere memoria de forma a nanoescala, gracias a la actuación de un campo eléctrico y fuerza mecánica.

Referencia bibliográfica:

Zhenyue Chang, Junkai Deng, Ganaka G. Chandrakumara, Wenyi Yan and Jefferson Zhe Liu, Two-dimensional shape memory graphene oxideNature Communications  (2016). DOI:10.1038/ncomms11972.
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • ¿Estamos a las puertas de la superhumanidad? Se dispara el movimiento de la “mejora humana” 23 marzo, 2025
    Un nuevo movimiento está ganando impulso en todo el mundo para trascender los límites biológicos mediante tecnologías de vanguardia que podrían transformar la base de lo que significa ser humano. Un desafío ético que sobrepasa a los poderes públicos.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Usan tatuajes electrónicos para medir la actividad cerebral 23 marzo, 2025
    Un equipo de investigación ha logrado crear una tinta líquida que se puede "imprimir" directamente en el cuero cabelludo como si se tratara de un tatuaje, poniendo en actividad sensores para controlar la actividad cerebral con fines terapéuticos y de investigación. El tatuaje temporal ofrece una solución sencilla y confortable para medir las ondas cerebrales.
    Pablo Javier Piacente
  • Estados Unidos abre una nueva ontología militar con el lanzamiento del avión F-47 22 marzo, 2025
    El F-47 que desarrollará Boeing para el Pentágono redefine el concepto de superioridad aérea, fusionando avances en inteligencia artificial, sistemas furtivos de vanguardia y capacidades de combate colaborativo con drones autónomos.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Descubren por qué algunas personas no pueden imaginar prácticamente nada 22 marzo, 2025
    La capacidad de visualizar un lugar, objeto o situación a pedido varía significativamente entre individuos. Pero algunas personas no pueden evocar imágenes mentales en absoluto: este rasgo se conoce como afantasía, literalmente "un defecto de la imaginación". Ahora, un nuevo estudio revela que estas personas tienen la capacidad de asociar un concepto con su representación […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las montañas esconden los mayores reservorios de energía limpia 21 marzo, 2025
    Una nueva investigación sugiere que podrían existir reservas masivas de gas de hidrógeno natural escondiéndose en las cadenas montañosas del planeta: estos recursos podrían darnos acceso a una enorme fuente de energía limpia, capaz de solucionar la crisis energética actual.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Un anillo con IA optimiza la comunicación de personas con problemas auditivos 21 marzo, 2025
    Investigadores de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, han desarrollado un innovador dispositivo llamado SpellRing: se trata de un anillo potenciado por Inteligencia Artificial (IA) que utiliza tecnología de microsonar para rastrear en tiempo real el deletreo manual en el Lenguaje de Señas Americano (ASL). Este avance podría transformar la forma en que las […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Identifican la vía química que regula cómo tienen sexo los ratones 21 marzo, 2025
    Una aceitada maquinaria química marca el ritmo sexual de los ratones machos: la dopamina y la acetilcolina van cumpliendo diferentes papeles desde antes del coito y hasta la eyaculación. Los descubrimientos podrían habilitar nuevas instancias terapéuticas para trastornos sexuales en humanos, como por ejemplo la eyaculación precoz.
    Redacción T21
  • Un nuevo mapa revela el paisaje oculto bajo el hielo de la Antártida y la vulnerabilidad del continente helado 21 marzo, 2025
    Un nuevo mapa elaborado por científicos británicos revela por primera vez con precisión milimétrica las sorprendentes características del paisaje oculto bajo el hielo antártico y confirma el enorme riesgo climático que supone el deshielo acelerado en la región.
    Redacción T21
  • Descubren que la base del lenguaje humano se desarrolló hace 135.000 años 20 marzo, 2025
    Los humanos hablamos más de 7.000 idiomas en la actualidad, muy diferentes entre ellos: sin embargo, un nuevo estudio ha descubierto que todas estas variantes idiomáticas provienen de un solo árbol genealógico lingüístico, que surgió antes de que nuestra especie se dividiera en poblaciones distintas hace 135.000 años. Solo 35.000 años después, el lenguaje habría […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Nace el primer periódico creado íntegramente por la Inteligencia Artificial 20 marzo, 2025
    Por primera vez en la historia, un periódico italiano ha publicado una edición especial en la que cada palabra, titular y cita han sido generados exclusivamente por IA. Así nace Il Foglio AI, un proyecto que promete revolucionar la forma en que concebimos las noticias.
    Redacción T21