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El éxito del grafeno se ve obstaculizado por las partículas de silicio

16.12.2018

Al salir del laboratorio y pasar a la producción en masa, el grafeno iba a revolucionar. Sin embargo, tanto el grafeno como el óxido de grafeno se han producido a escala industrial durante varios años y no se ha producido el avance esperado. Los dispositivos que usan grafeno hasta ahora no han funcionado tan bien como se esperaba.

La materia prima para la producción industrial de grafeno es una variedad de grafito purificado de impurezas. Rouhollah Jalili, Dorna Esrafilzadeh y sus colegas de la Universidad Tecnológica Real de Melbourne y el Instituto de Investigación de Ciencias Básicas de Irán compararon dos grafenos: uno industrial y uno creado en el laboratorio a partir del grafito más puro. La microscopía electrónica de transmisión de barrido mostró que todas las muestras comerciales contienen impurezas de silicio. Las partículas de silicio ingresan al grafeno desde la materia prima, explican los autores en una publicación reciente en Nature. La situación se ve agravada por el hecho de que los productores comerciales de grafeno han cambiado a materias primas relativamente baratas, que contienen impurezas.

¿Y qué le hace daño al silicio al grafeno? Los expertos creen que el silicio, en particular, evita la interacción de las moléculas líquidas con la superficie de un material bidimensional. Como resultado, los sensores de humedad basados en grafeno resultan no ser tan sensibles como en teoría, y los condensadores de grafeno dopados tienen una capacitancia más baja. Los investigadores intentaron limpiar el grafeno comercial del silicio en una solución alcalina, pero la capa contaminante resultó ser fuerte y la solución cáustica alteró la estructura del material bidimensional.

Por lo tanto, la única forma de evitar la contaminación es utilizar materias primas ultrapuras. Los autores del trabajo crearon y probaron un sensor de humedad y un condensador hechos de grafeno, que es casi ideal en pureza. Las características del sensor resultaron ser mejores que las de cualquier otro sensor conocido hecho de material bidimensional, y el capacitor resultó tener una capacitancia récord, que casi coincidió con la predicha teóricamente.

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Los investigadores realizaron experimentos en ratones y encontraron que en el cuerpo de los roedores viejos existe una deficiencia de células T (linfocitos T), que atacan a los patógenos y también están involucradas en la formación de la memoria inmunológica. Los científicos simularon señales que alertan al sistema de defensa sobre patógenos invasores para activar las células T, pero en animales más viejos, la función de los linfocitos se debilitó. En particular, las células crecieron más lentamente, secretaron pocas moléculas de señalización y murieron rápidamente.

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