Imaxinade ter un edificio feito de pilas de pezas conectadas por pontes adaptables. Dándolle a un botón, podedes modificar as pontes e como resultado o edificio cambia de funcionalidade. Non sería xenial?
Un equipo de investigadores dirixido polo investigador Aitor Mugarza, do Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) e ICREA, xunto con Diego Peña, do Centro de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago de Campostela (USC), César Moreno, antigo membro do equipo do ICN2 e actualmente investigador na Universidade de Cantabria, e Aran García-Lekue, do Donostia InternationalPhysicsCenter (DIPC) e a Fundación Ikerbasque, fixo algo análogo, pero á escala dos átomos, co obxectivo de sintetizar novos materiais baseados en carbono con propiedades axustables.
Como se explica nun artigo que acaba de publicar a revista Journal of the American Chemical Society (JACS) e que aparece na portada do último número, esta investigación supón un avance significativo na enxeñería precisa de materiais de delgadez atómica –chamados “materiais 2D” pola súa reducida dimensionalidade–. A técnica de fabricación proposta abre novas e apaixonantes posibilidades para a ciencia de materiais e, en particular, para a súa aplicación en electrónica avanzada e futuras solucións para a enerxía sostible.
Os autores deste estudo sintetizaron unha nova estrutura de grafenonanoporoso conectando tiras de grafeno ultra estreitas, coñecidas como nanoribbons (é dicir, “nanocintas”), mediante “pontes” flexibles formadas por porcións de moléculas de fenileno. Modificando de forma continua a arquitectura e o ángulo destas pontes, os científicos poden controlar a conectividade cuántica entre as canles dos
nanoribbons e, en última instancia, afinar as propiedades electrónicas da nanoarquitectura de grafeno. O axuste podería tamén ser controlado mediante estímulos externos, como deformación ou campos eléctricos, o que ofrecería oportunidades para distintas aplicacións.
A investigación supón un avance significativo na enxeñería precisa de materiais de delgadez atómica
Estes achados pioneiros, froito da colaboración entre institucións españolas (CiQUS, ICN2, Universidade de Cantabria, DIPC) e a Universidade Técnica de Dinamarca (DTU), demostran que a estratexia de pontes moleculares proposta pode ter un gran impacto na síntese de novos materiais con propiedades deseñadas a medida e constitúe unha poderosa ferramenta para a realización de circuítos cuánticos. Estes realizan operacións similares ás dos circuítos convencionais, aínda que a diferenza destes, os circuítos cuánticos aproveitan os efectos e fenómenos cuánticos. O deseño e a implementación destes sistemas son extremadamente relevantes para o desenvolvemento de computadores cuánticos.
Pero as aplicacións potenciais da estratexia proposta neste estudo van máis aló dos futuros dispositivos electrónicos e computadores. En concreto, podería conducir tamén ao desenvolvemento de nanomateriais termoeléctricos, que poden ter un impacto importante na xeración de enerxía renovable e a recuperación de calor residual, abordando así outro reto social crucial.
Referencia: Molecular Bridge Engineering for Tuning Quantum Electronic Transport and Anisotropy in Nanoporous Graphene (Publicado en Journal of the American Chemical Society)
