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Los nuevos materiales bidimensionales avanzan en una dirección nueva y prometedora

Beijing, 21/05/2019 (El Pueblo en Línea) - La investigación y desarrollo de materiales bidimensionales (2D) es una dirección nueva y prometedora de la ciencia de los materiales. Tales materiales tienen un espesor diminuto —menos de un nanómetro con frecuencia—. Por eso se los puede usarlos para crear heteroestructuras formadas por capas que se usan en los equipos electrónicos actuales: desde los transistores y sensores hasta los paneles solares y diodos emisores de luz, destaca Sputnik.

La característica principal del material bidimensional consiste en que todos sus átomos se encuentran en la capa superficial. En la química y la cristalografía esto quiere decir que cada elemento de la superficie del material tiene muchos enlaces libres o no compensados. Esta es la causa de una actividad química más alta de tales materiales y de una gran diferencia de las propiedades en comparación con el estado masivo. Los enlaces libres hacen posible cambiar sus funciones por modificar la superficie.

El material bidimensional más conocido es grafeno. En 2010, el Premio Nobel de Física se otorgó por su descubrimiento. El grafeno posee una alta conductividad térmica y eléctrica y una elevada resistencia a la tracción. Al mismo tiempo, forma pliegues y resulta inestable como una película aislada.

Los científicos estudian también estructuras bidimensionales más complicadas como MXene, que poseen varias propiedades únicas para materiales cerámicos, una conductividad alta y la capacidad de deformación plástica.

Los investigadores desarrollan hoy varios métodos para obtener los materiales bidimensionales. El método de sedimentación química de la fase gaseosa permite crear películas de buena calidad de muchos materiales bidimensionales (aunque es demasiado costoso). Los métodos de exfoliación química de materiales formadas por capas permiten obtener dispersiones y escamas cuyo espesor es de varias capas de átomos.

Existen métodos de molienda de alta energía en molinos planetarios y métodos combinados en que se obtienen fases intermedias y posteriormente el material se divide en escamas muy finas por acción química. El método de cavitación ultrasónica de alta intensidad hace posible obtener estructuras bidimensionales del estado masivo.

Los métodos de obtención de otros materiales están ensayando en laboratorios todavía, mientras, en cuanto los científicos encuentren la dirección más prometedora de su implantación, la tecnología se desarrollará rápidamente.