Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) han desarrollado una novedosa técnica de exfoliación mecánica que podría revolucionar la producción de nanoláminas de materiales van der Waals, como el grafeno, haciéndola más económica y eficiente. Los hallazgos han sido publicados recientemente en la revista Small Methods.
Hasta ahora, la técnica convencional para obtener estas láminas implicaba el uso de cinta adhesiva aplicada sobre el material a exfoliar. Al separar la cinta, quedaban adheridas minúsculas capas con las propiedades deseadas. Aunque este método es económico y produce copos de alta calidad, su escalabilidad es limitada.
Para superar esta barrera, los investigadores han diseñado un sistema de rodillos enfrentados de polioximetileno recubiertos de cinta adhesiva. Colocando el material a exfoliar sobre estos rodillos, que giran en dirección opuesta, se replica a mayor escala el proceso manual. “Al final del proceso, la cinta adhesiva queda completamente cubierta de grafeno, disulfuro de molibdeno o cualquier otro material en capas”, explicó Carmen Munuera, una de las autoras del trabajo.
Se han utilizado rodillos con diámetros correspondientes a números primos grandes para evitar que se toquen siempre en el mismo punto. Esto asegura una distribución homogénea del material sobre la cinta adhesiva, según Andrés Castellanos-Gómez, autor principal del estudio. El dispositivo no solo es versátil y puede ser utilizado con diferentes materiales bidimensionales, sino que las láminas producidas tienen un buen tamaño lateral y se transfieren fácilmente.
“La técnica que hemos desarrollado logra un equilibrio notable entre costo, escalabilidad y rendimiento”, destacó Munuera, añadiendo que la ausencia de disolventes evita residuos que puedan afectar negativamente aspectos como la conductividad.
El dispositivo es compacto, permitiendo su uso en espacios reducidos, lo cual es crucial para trabajar con materiales sensibles a las condiciones ambientales. Además, los investigadores han compartido los planos del invento en su estudio para que otros laboratorios puedan reproducirlo y beneficiarse de su implementación.
“Este método abre oportunidades para la automatización y podría impulsar su uso comercial”, apuntó Munuera. “Presenta una opción atractiva para aplicaciones en electrónica, optoelectrónica y la fabricación de sensores y componentes electrónicos rentables para dispositivos flexibles”, concluyó Castellanos-Gómez.
