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Investigadores de CINE e IPEN desarrollaron nano hojas de nitruro de boro, más conocido como grafeno blanco, utilizando solo una bobina de Tesla modificada en la operación
Investigadores brasileños crearon una técnica simple, utilizando una bobina de Tesla modificada para la producción de hojas de uno de los materiales bidimensionales (2D) más prometedores para la óptica y electrónica, el grafeno blanco. Los materiales bidimensionales, como la molibdenita y el grafeno, están convirtiéndose cada vez más en importantes; sin embargo, producirlos a escala industrial, manteniendo sus propiedades, sigue siendo uno de los grandes obstáculos.
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Investigadores brasileños crean método rápido para obtener grafeno blanco
Rodrigo de Souza y sus colegas del Centro para la Innovación en Nuevas Energías (CINE) y del Instituto de Pesquisas Energéticas y Nucleares (IPEN) trabajaron con otro material 2D, el nitruro de boro, que se está utilizando para desarrollar sinapsis artificiales para computadoras neuromórficas e incluso qubits para computadoras cuánticas.
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Rodrigo y sus colegas desarrollaron un método rápido, escalable, limpio y sencillo para obtener nano hojas de nitruro de boro hexagonal, un material compuesto por capas planas de átomos de boro y nitrógeno dispuestos en forma de hexágonos.
Para aprovechar todas las propiedades del material en su versión bidimensional, es necesario exfoliarlo, es decir, extraer hojas de pocas capas atómicas de espesor a partir de un cristal macroscópico. Llamado grafeno blanco, el nitruro de boro hexagonal es similar al material de carbono en diversos aspectos, sin embargo, es mucho más difícil de exfoliar.
Bobina de Tesla es utilizada por los investigadores con éxito
El equipo logró extraer las nano hojas de grafeno blanco utilizando el plasma creado por una bobina de Tesla modificada, actuando sobre el material que queda atrapado en un tubo. La bobina de Tesla es un aparato simple, que incluso puede ser construido artesanalmente, capaz de producir descargas de alta tensión, creando arcos voltaicos.
Estas descargas eléctricas ionizan el ambiente, generando el conocido plasma frío, donde los electrones están en un estado energético más alto que el resto de las partículas. La exfoliación del grafeno blanco ocurre cuando los electrones son disparados contra una muestra macroscópica de nitruro de boro. Parte de la energía de los electrones es transferida a la estructura del cristal, aumentando así la distancia de enlace entre las capas atómicas hasta un punto en que el enlace se rompe y la hoja se suelta de forma natural depositándose en el recipiente.
El grafeno blanco también se utiliza en investigaciones para la generación y almacenamiento de energía limpia, en procesos de fotocatálisis y catálisis y en dispositivos como celdas de combustible y supercapacitores.
Grafeno blanco puede ser útil en la sostenibilidad
A pesar de no contener un solo átomo de carbono, el material tiene la capacidad de absorber, en un instante, productos químicos del agua contaminada. El grafeno blanco logra absorber todo tipo de contaminantes orgánicos, como productos químicos industriales e incluso aceite de motor.
Además, el material puede ser limpiado y reutilizado de manera más fácil que otros nanomateriales previamente sugeridos para usos similares. El secreto de esta ventaja del grafeno blanco radica en su estructura repleta de poros, lo que le permite absorber fácilmente las contaminaciones.
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