{"id":5215,"date":"2016-04-29T15:30:08","date_gmt":"2016-04-29T13:30:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.euroresidentes.com\/tecnologia\/nanotecnologia\/?p=5215"},"modified":"2016-05-16T14:15:43","modified_gmt":"2016-05-16T12:15:43","slug":"nuevo-material-2d-que-podria-reemplazar-al-grafeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.euroresidentes.com\/tecnologia\/nanotecnologia\/nuevo-material-2d-que-podria-reemplazar-al-grafeno\/","title":{"rendered":"Nuevo material 2D que podr\u00eda reemplazar al grafeno"},"content":{"rendered":"

Un f\u00edsico de la Universidad de Kentucky, EE.UU., trabajando en colaboraci\u00f3n con otros cient\u00edficos de Alemania y Grecia, ha descubierto un nuevo material plano de un \u00e1tomo de grosor que podr\u00eda desbancar al grafeno en su condici\u00f3n de \u201cmaterial maravilla\u201d<\/strong> y originar grandes avances en el campo de las tecnolog\u00edas digitales.<\/p>\n

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\"Nuevo<\/p>\n

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El nuevo material se compone de silicio, boro y nitr\u00f3geno<\/strong> \u2013los tres, elementos ligeros, baratos y abundantes<\/strong>\u2013 y es extremadamente estable<\/strong>, una propiedad de la que carecen muchas otras alternativas al grafeno. <\/p>\n

En la investigaci\u00f3n han participado: Madhu Menon<\/strong>, f\u00edsico del Centro de Ciencias Computacionales de la Universidad de Kentucky; Ernst Richter<\/strong>, de Daimler, en Alemania; y Antonis Andriotis<\/strong>, antiguo investigador postdoctoral del Departamento de F\u00edsica y Astronom\u00eda de la Universidad de Kentucky, que ahora se encuentra en el Instituto de L\u00e1seres y estructuras electr\u00f3nicas (IESL), en Grecia.<\/p>\n

Utilizando c\u00e1lculos te\u00f3ricos punteros, Menon y sus colaboradores han demostrado que, combinando esos tres elementos, es posible obtener un verdadero material 2D de un \u00e1tomo de espesor, con propiedades que se pueden ajustar con una gran precisi\u00f3n<\/strong> para adaptarlas a diferentes aplicaciones y que van m\u00e1s all\u00e1 incluso de lo que permite el grafeno.<\/p>\n

El grafeno<\/strong> est\u00e1 considerado el material m\u00e1s resistente del mundo y posee muchas propiedades \u00fanicas, que le han dado el apodo de \u201cmaterial maravilla\u201d por sus amplias posibilidades de aplicaci\u00f3n en numerosos campos. Sin embargo, carece de una propiedad muy importante para el sector de las tecnolog\u00edas digitales: no es semiconductor<\/strong>. <\/p>\n

La necesidad de buscar nuevos materiales 2D semiconductores llev\u00f3 a los investigadores a investigar una nueva clase de materiales de tres capas, llamados dicalcogenuros de metales de transici\u00f3n (TMDC<\/strong>, por sus siglas en ingl\u00e9s). Estos TMDC son, en su mayor\u00eda, semiconductores y permiten crear procesadores digitales mucho m\u00e1s eficientes que los fabricados con silicio. Sin embargo, son mucho m\u00e1s voluminosos<\/strong> que el grafeno y se componen de materiales que no siempre son baratos y abundantes<\/strong>.<\/p>\n

En b\u00fasqueda de un material alternativo mejor que, adem\u00e1s de semiconductor, fuese m\u00e1s ligero, abundante y barato, el equipo dirigido por Menon estudi\u00f3 diferentes combinaciones de elementos de la primera y segunda fila de la tabla peri\u00f3dica, dado que, si bien hay muchas maneras de combinar el silicio, el boro y el nitr\u00f3geno para formar estructuras planas, s\u00f3lo una disposici\u00f3n espec\u00edfica de estos elementos dio como resultado una estructura estable.<\/p>\n

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\u00abUtilizamos simulaciones para ver si los enlaces se romp\u00edan o desintegraban, pero no sucedi\u00f3\u00bb, se\u00f1al\u00f3 Menon. \u00abIncluso calentamos el material hasta alcanzar 1.000 grados cent\u00edgrados y a\u00fan as\u00ed no se rompieron\u00bb.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Al igual que en el grafeno, en esta nueva estructura, los \u00e1tomos se disponen en un patr\u00f3n hexagonal, pero<\/strong> ah\u00ed termina la similitud. Los tres elementos que conforman el nuevo material tienen diferentes tama\u00f1os; y los enlaces que conectan los \u00e1tomos son tambi\u00e9n diferentes<\/strong>. Como resultado, los lados de los hex\u00e1gonos formados por esos \u00e1tomos tambi\u00e9n son desiguales, a diferencia de los del grafeno.<\/p>\n

\"Madhu<\/p>\n

El nuevo material es met\u00e1lico, pero se puede convertir en semiconductor f\u00e1cilmente<\/strong> enlazando otros elementos en los \u00e1tomos de silicio.<\/p>\n

Adem\u00e1s, la presencia de silicio podr\u00eda facilitar una integraci\u00f3n perfecta con la tecnolog\u00eda actual<\/strong>, basada en este elemento, lo que permitir\u00eda a la industria abandonar el silicio poco a poco, de forma progresiva, en lugar de tener que eliminarlo por completo de repente.<\/p>\n

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\u00abSabemos que la tecnolog\u00eda basada en silicio est\u00e1 llegando a su l\u00edmite, porque estamos poniendo cada vez m\u00e1s componentes juntos y fabricando procesadores electr\u00f3nicos cada vez m\u00e1s compactos\u00bb, dijo Menon. \u00abPero sabemos que esto no puede durar indefinidamente; necesitamos materiales m\u00e1s inteligentes\u00bb.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Por otra parte, adem\u00e1s de crear un intervalo de banda electr\u00f3nica, la adici\u00f3n de otros elementos se puede aprovechar para cambiar, de forma selectiva, los valores de ese intervalo de banda<\/strong>; una clara ventaja con respecto al grafeno<\/a><\/strong> en campos como la conversi\u00f3n de la energ\u00eda solar<\/a> y otras aplicaciones electr\u00f3nicas.<\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os se han propuesto otros materiales como alternativa al grafeno,<\/strong> pero en su mayor\u00eda carecen de las ventajas del nuevo material descubierto por Menon y su equipo. El siliceno<\/strong>, por ejemplo, no tiene una superficie plana<\/strong> y acaba formando una superficie 3D, mientras que otros materiales se han mostrado altamente inestables<\/strong>, durando algunos apenas unas horas como m\u00e1ximo.<\/p>\n

Los c\u00e1lculos te\u00f3ricos de la investigaci\u00f3n se llevaron a cabo en los ordenadores del Centro de Ciencias Computacionales de la Universidad de Kentucky. <\/p>\n

El siguiente paso es tratar de crear el material en el laboratorio<\/strong>, para lo cual el equipo de Menon est\u00e1 colaborando ya con un equipo dirigido por Mahendra Sunkara, del Conn Center for Renewable Energy Research de la Universidad de Louisville, EE.UU.. Este equipo ya ha colaborado anteriormente con Menon en m\u00e1s de una ocasi\u00f3n.<\/p>\n

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\u00abEstamos muy ansiosos por crearlo en el laboratorio\u00bb, se\u00f1al\u00f3 Menon. \u00abLa prueba definitiva de cualquier teor\u00eda es la verificaci\u00f3n experimental, por lo que cuanto antes mejor\u00bb.<\/p>\n<\/blockquote>\n

En el art\u00edculo, publicado en la revista especializada <\/strong>Physical Review B<\/strong><\/em>, se describen algunas de las propiedades del nuevo material, como su capacidad para formar varios tipos de nanotubos. No obstante, Menon espera que surjan otras nuevas en posteriores estudios.<\/p>\n

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\u00abEste descubrimiento abre un nuevo cap\u00edtulo en la ciencia de los materiales, ofreciendo a los investigadores nuevas oportunidades de explorar la flexibilidad funcional y otras propiedades necesarias para nuevas aplicaciones\u00bb, a\u00f1adi\u00f3 Menon. \u00abPodemos esperar algunas sorpresas\u00bb.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Fuente: reveal.uky.edu<\/a><\/p>\n

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