Una nueva forma de dividir los materiales en capas para dar al átomo un forma delgada como "nanoláminas", ha sido descubierto. Esto ha llevado a una serie de nuevos nanomateriales, en dos dimensiones con propiedades químicas y electrónicas, que tienen el potencial de permitir nuevas tecnologías de almacenamiento de energía y electrónica. La investigación colaborativa internacional * dirigido por el Centro de Investigación sobre Nanoestructuras de adaptación y Nanodispositivos (CRANN), Trinity College de Dublín, Irlanda, y la Universidad de Oxford, ha publicado en esta semana de la Ciencia. La investigación ha sido financiada por la Fundación Científica de Irlanda.
Los científicos han inventado un método versátil para la creación de estos nanoláminas delgadas de átomos, con una serie de materiales que utilizan disolventes comunes y la ecografía, la utilización de dispositivos similares a los utilizados para limpiar joyas. El nuevo método es sencillo, rápido y de bajo costo, y podría ser ampliado para trabajar a escala industrial.
"De las muchas aplicaciones posibles de estos nuevas nanoláminas, quizás la más importante son los materiales termoeléctricos. Estos materiales, cuando se fabricaron en los dispositivos, se puede generar electricidad a partir del calor residual. Por ejemplo, en las plantas eléctricas de gas aproximadamente el 50% de la energía producida se pierde como calor residual, mientras que para las plantas de carbón y el petróleo la cifra es de hasta un 70%. Sin embargo, el desarrollo de dispositivos termoeléctricos eficientes, permitiría que este calor residual, se recicla de forma barata y sencilla, algo que ha estado más allá de nosotros, hasta ahora, "explicó el profesor Jonathan Coleman, investigador principal en CRANN y la Escuela de Física de la Trinidad College de Dublín, quien dirigió la investigación junto con el Dr. Nicolosi Valeria en el Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford.
El profesor Jonathan Coleman, investigador principal en CRANN y la Escuela de Física.
Esta investigación puede ser comparada con el trabajo sobre el material de grafeno bidimensional, que ganó el Premio Nobel en 2010. El grafeno, ha generado un gran interés porque cuando se separa en escamas individuales, tiene excepcionales propiedades electrónicas y mecánicas que son muy diferentes a los de sus padres cristal, grafito. Sin embargo, el grafito es uno de los cientos de capas de materiales, algunos de los cuales puede permitir nuevas y potentes tecnologías.
El trabajo de Coleman se abrirá más de 150 materiales en capas de manera similar y exóticos, tales como nitruro de boro, disulfuro de molibdeno, bismuto y teluro, que tienen el potencial de ser metálicos, semiconductores o aislantes, dependiendo de su composición química y la forma en que sus átomos están ordenados. Esta nueva familia de materiales se abre toda una gama de nuevos "super" materiales.
Durante décadas los investigadores, han tratado de crear nanoláminas a partir de materiales en capas, con el fin de desbloquear sus inusuales propiedades electrónicas y termoeléctricas. Sin embargo, los métodos anteriores se consume mucho tiempo, laborioso o de bajo rendimiento y por lo inadecuado para la mayoría de aplicaciones.
"Nuestro nuevo método ofrece bajos costos, con un rendimiento muy alto y un rendimiento muy grande: en un par de horas, y con sólo 1 mg de material, miles y miles de millones de nanoláminas de un átomo de espesor, se pueden hacer al mismo tiempo de una gran variedad de exóticos materiales en capas ", explicó el Dr. Nicolosi, de la Universidad de Oxford.
Estos nuevos materiales también son aptos para su uso en las baterías de próxima generación - "supercondensadores" - que pueden generar energía más rápida, miles de veces, que las baterías estándar, permitiendo nuevas aplicaciones como los coches eléctricos. Muchos de estos nuevos materiales en capas atómicas son muy fuertes y se puede agregar a los plásticos para producir compuestos súper fuerte. Estos serán de utilidad en una amplia gama de industrias, desde simples plásticos estructurales a la aeronáutica.
Acerca de CRANN:
CRANN es el Centro de Investigación sobre adaptación Nanoestructuras y Nanodispositivos en Trinity College de Dublín, Irlanda. CRANN, creada en 2004 es un Science Foundation Ireland instituto de investigación financiado por la nanociencia basada en el Trinity College de Dublín, Irlanda. Nanociencia es una disciplina de investigación que sustenta las innovaciones clave en muchos sectores. CRANN, con más de 250 investigadores, lleva a cabo investigaciones en colaboración con más de 60 empresas y universidades de más de 30 países de todo el mundo.
* El trabajo de investigación se titula "Dos dimensiones nanoláminas producida por la exfoliación líquido de los materiales en capas, y publicado en la edición del 4 de febrero de la revista Ciencia .
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