Dime con quien te juntas y te diré como reaccionas


El grafeno, ese material que está haciendo las delicias de físicos y químicos vuelve a sorprender. Ahora se destapa con un comportamiento que será útil y que es impresionante.

De lo que vamos a hablar aquí se encuentra en el artículo:

Chemical reactivity imprint lithography on graphene: Controlling the
substrate influence on electron transfer reactions

Este artículo ha aparecido publicado en Nature Chemistry.  Yo me enteré en Twitter gracias a @EDocet del blog Experientia Docet.

Resumiendo mucho, el grafeno, dependiendo del soporte sobre el que se situe, puede cambiar la reactividad a ciertas moléculas (grupos funcionales). Pero es que además lo puede hacer localmente, lo cual abre un inmenso campo de aplicaciones para este material (por si eran pocas).

El grafeno

El grafeno es un compuesto formado por átomos de carbono en una estructura hexagonal en monocapa. Literalmente sólo hay una capa de átomos en una lámina de grafeno.

Sus propiedades son diversas, algunas de ellas son:

1.-  Los electrones en sus orbitales se comportan como si fueran relativistas solo que la velocidad que emula la velocidad de la luz en este material es de sólo 10^6m/s. Hablamos de esto en el blog en la entrada: Es normal que utilicemos un lápiz para escribir sobre cuántica y relatividad.

2.-  La movilidad de los electrones es muy alta. Lo que significa que presenta poca resistencia eléctrica aún a temperatura ambiente.

Todo esto se explica por la curiosa estructura que presentan sus orbitales atómicos.

Hablemos sobre química

Antes de nada, quisiera disculparme. Yo no soy químico así que posiblemente no sea el más adecuado para hablar de lo que sigue. Sin embargo, a espera de una mejor explicación me gustaría comentar lo que he entendido de este artículo. Sólo espero que no esté muy desencaminado.

Lo que discuten en el artículo mencionado es lo siguiente:

1.-  Para hacer crecer el grafeno se necesita un sustrato.

2.- Dependiendo del compuesto elegido para hacer el papel de sustrato las propiedades químicas del grafeno cambian.  Es decir, se puede hacer que reaccione mucho con unas moléculas o casi nada con las mismas moléculas sin más que cambiar el sustrato.

Esto no sería muy espectacular porque es bien sabido que el medio en el que se desarrolla una reacción química puede afectar a su desarrollo. El caso es que en esto se va un paso más allá.

Los sustratos pueden presentar impurezas, hablando groseramente, podemos tener sitios donde el sustrato tenga mayor o menor densidad de carga. Se ha visto que esto induce a cambios en la reacctividad del grafeno justo en la zona que está sobre esta impureza.  Esto sí es espectacular.

Es decir, podemos hacer un mapa litografiado (literalmente impresión en el material, tal y como se hacen los circuitos integrados) en el sustrato de forma que ganemos o perdamos capacidad de hacer reaccionar al grafeno en esa zona con determinadas moléculas.

Un sustrato litografiado. Sobre este sustrato se dispondrá el grafeno y habrá zonas del mismo en contacto con el sustrato base y otras que no lo estén.

Visión de las diferentes regiones de reactividad del grafeno sobre un sustrato dado. Las zonas que están sobre el sustrato aumentan su reactividad y las zonas que no están en contacto con él prácticamente no reaccionan.

Esto implica que podemos diseñar sensores químicos, o biológicos (podemos sembrar el grafeno con anticuerpos o proteinas) y saber exactamente dónde se situarán las moléculas que nos interesan.

Las aplicaciones posibles sólo están por descubrir. Sin duda, el grafeno ha sido una buena noticia.

Nos seguimos leyendo…

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