Desarrollan un grafeno poroso para usar en electrónica, filtros o sensores

Investigadores españoles han desarrollado con éxito una membrana de grafeno con poros cuya medida, forma y densidad se pueden modificar con precisión atómica, lo que podrá tener aplicaciones en electrónica, filtros y sensores avanzados.

Este es el resultado de las investigaciones que han llevado a cabo conjuntamente el Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), el Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materials Moleculares (CiQUS) y el Donostia International Physics Center (DIPC) y que se publicarán mañana en la revista 'Science'.

En rueda de prensa, el investigador Aitor Mugarza, del ICN2, ha explicado que "nanoestructurar el grafeno con precisión atómica permitirá que tenga nuevas propiedades y nuevas aplicaciones, sobre todo en química y biología".

Según Mugarza, el grafeno "es un material de partida muy interesante", pero con el desarrollo de los poros, las propiedades del nuevo material "son muy distintas".

Hasta ahora, el grafeno había llegado al mercado en aplicaciones de baja tecnología, es decir, mecánicas, aunque también se han desarrollado pantallas de móviles flexibles, algo que los investigadores quieren mejorar con el grafeno poroso.

Para conseguir los poros en el material, han adoptado una estrategia 'ascendente', con la cual, en vez de perforar un material para lograr que sea poroso, han seguido los principios del autoensamblado molecular para, a partir de varias piezas, construir un gran puzzle.

La presencia de poros en el grafeno puede modificar sus propiedades básicas, por ejemplo, hacerlo permeable y útil como tamiz, y si se combina con las propiedades intrínsecas asociadas a este material, que es más fuerte que el diamante, lo convierte en un candidato excelente para desarrollar filtros más duraderos, selectivos y energéticamente eficientes para sustancias pequeñas, como gases de efecto invernadero, sales o biomoléculas.

En este sentido, el investigador del ICN2 César Moreno ha explicado que ya se ha demostrado en el laboratorio la aplicación de transistor que tiene el grafeno poroso, aunque ha asegurado que "es factible desarrollar otras aplicaciones que aún no están demostradas".

Entre ellas, este material permitiría secuenciar el ADN de forma muy rápida; utilizarlo como sensor o en las diálisis, ya que los poros pueden controlar qué moléculas pasan y cuáles no; en el tratamiento de aguas, por ejemplo para desalinizar, pues los poros pueden filtrar la sal; e incluso contemplan obtener agua de la niebla.

El grafeno poroso desarrollado por estos investigadores, que ya han solicitado una patente, presenta otros cambios con respecto al grafeno estándar, ya que pasa de ser un semimetal a un semiconductor, lo cual abre la puerta a su uso en dispositivos electrónicos, donde sustituiría a los componentes basados en silicio más voluminosos y rígidos que se usan hoy en día.

Según ha explicado Aran García-Lekue, del DIPC, es indispensable que un material para fabricar dispositivos electrónicos permita encender y apagar la corriente, es decir tener un 'on' y un 'off', algo con lo que sí cuenta el silicio pero que hasta ahora no tenía el grafeno.

"El grafeno estándar es un metal y por lo tanto solo tenía el 'on'; en cambio, el grafeno nanoporoso también tiene un 'off', y esto nos permite soñar con usarlo en el lugar del silicio, ya que el grafeno es más ligero, más resistente y más flexible", ha detallado García-Lekue.

Ahora los investigadores empezarán a probar todas las aplicaciones que puede tener y buscarán empresas para licitar este nuevo material o algunas de sus posibles aplicaciones.