Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) han desarrollado una novedosa técnica de exfoliación mecánica que promete revolucionar la producción de nanoláminas de materiales de van der Waals, como el grafeno, de una manera mucho más económica. Los resultados del estudio han sido publicados recientemente en la revista Small Methods.
Hasta la fecha, para obtener láminas de estos materiales, se utilizaba un método basado en cinta adhesiva. Esta técnica consiste en aplicar la cinta sobre el material y, al retirarla, se adhieren a la cinta minúsculas capas que poseen las propiedades específicas del material. Aunque esta metodología es económica y produce láminas de alta calidad, su escalabilidad es limitada.
Para superar esta limitación, los investigadores han diseñado un sistema de rodillos con cilindros de polioximetileno, revestidos con cinta adhesiva y que giran enfrentados. Al poner el material sobre los rodillos y hacerlos girar, se replica a mayor escala el proceso manual de adherir y despegar, permitiendo una producción más eficiente.
«Al final del proceso, la cinta adhesiva queda completamente cubierta de grafeno, disulfuro de molibdeno o cualquier otro material en capas», explica Carmen Munuera, investigadora del ICMM-CSIC y coautora del estudio. Andrés Castellanos-Gómez, también científico del ICMM-CSIC y autor principal, destaca que los rodillos fueron diseñados con diámetros correspondientes a números primos grandes para evitar que se alineen en el mismo punto constantemente, asegurando una distribución homogénea del material en la cinta adhesiva.
El dispositivo ofrece no solo versatilidad al poder utilizarse con diversos materiales bidimensionales, sino también resultados óptimos, con láminas de buen tamaño lateral y fácil transferencia del material. Otro de los puntos fuertes de la técnica es que, al no usar disolventes, no se dejan residuos que podrían afectar negativamente propiedades esenciales como la conductividad, apunta Munuera.
Además, el equipo cuenta con un tamaño compacto, adecuado para trabajar en espacios reducidos, lo cual es crucial al manipular materiales susceptibles a degradarse en condiciones ambientales. Los investigadores han facilitado los planos del dispositivo en el estudio para que otros laboratorios puedan reproducirlo.
«Esta técnica abre la puerta a la automatización, lo que podría impulsar su uso en la industria», afirma Munuera, quien también resalta la potencialidad del método para aplicaciones en electrónica, optoelectrónica y la fabricación de sensores y componentes electrónicos para dispositivos flexibles, concluye Castellanos-Gómez.
