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En una investigación realizada por Dirk van Baarle en la Universidad de Leiden, Holanda, se estudió cómo el grafeno crece a escala atómica y qué determina la fricción con otros materiales.
El grafeno, el material ultra-delgado maravilla sólo un solo átomo de carbono de espesor, tiene la promesa de aplicaciones tan impresionantes como recubrimientos resistentes al desgaste y sin fricción.
Pero los primeros fabricantes tienen que ser capaces de producir grandes hojas de grafeno bajo condiciones controladas con precisión.
Un recubrimiento casi sin fricción y resistente al desgaste de la maquinaria podría generar enormes ahorros en combustible y mantenimiento. En el mundo de la nanotecnología, tales revestimientos probablemente tendrán aplicaciones que actualmente no podemos predecir. En su investigación de doctorado, Dirk van Baarle estudió un candidato para tales recubrimientos: el grafeno. Van Baarle: "Es muy difícil producir grafeno de una calidad predecible".
El grafeno es sólo súper fuerte si la malla de alambre de los átomos de carbono que componen el material son perfectamente regulares en su forma. Sin embargo, con los métodos de producción actuales, una lámina de grafeno en la práctica casi siempre se compone de un mosaico de piezas pequeñas que han sido injertadas una sobre otra. Van Baarle fue capaz de observar casi por átomo de carbono cómo las islas de grafeno crecen unas hacia otras y cómo este proceso está influenciado por la temperatura y el sustrato. Este es el primer paso hacia un método de producción para hacer hojas de grafeno más grandes e impecables.
Un hallazgo notable es que los procesos atómicos ocurren no sólo en la capa creciente del grafeno. En la práctica, la superficie del iridio no coincide perfectamente con las capas atómicas del sustrato. El iridio forma grandes pasos en la superficie, donde el grafeno crece sobre él. Pero estos pasos pueden seguir creciendo debajo del grafeno o pueden retirarse como resultado de que los átomos de iridio en el sustrato se realineen. Este proceso también debe controlarse estrechamente para permitir la formación de hojas perfectas de grafeno.
En la parte teórica de su investigación, Van Baarle desarrolló un modelo de cómo la fricción se produce a nivel atómico. Cuando dos superficies se deslizan una encima de la otra, los puntos de contacto reales son sólo nanómetros en tamaño, sólo unos pocos átomos. La fricción está en su máximo cuando la rigidez de los nano-protrusions es aproximadamente media: no demasiado blanda, pero tampoco demasiado rígida.
Fuente: Universidad de Leiden.
