El grafeno es un material extremadamente fino, flexible y resistente fabricado a partir de carbono puro. Forma capas que constan prácticamente de una sola capa de átomos de carbono. Para hacer que el grafeno sea tan denso como un cabello humano, habría que apilar miles de capas de este tipo una encima de otra.
Muchos investigadores están trabajando mucho con el grafeno. Hay una buena razón para ello, ya que las propiedades especiales del material prometen nuevas aplicaciones, por ejemplo en la electrónica o la tecnología energética.
Hacer que el grafeno sea permeable a otras moléculas
Para los científicos resulta especialmente interesante poder controlar la permeabilidad del grafeno a diferentes sustancias: “En la red de carbono del grafeno se pueden crear los llamados defectos”. Estos pueden considerarse como pequeños agujeros que hacen que la red sea permeable a los gases, dice Frank Werthner, profesor de química en la Julius-Maximilian-Universität (JMU) de Würzburg en Baviera, Alemania.
Aún no se ha observado la permeabilidad de otras sustancias, como iones como fluoruro, cloruro o bromuro. “Sin embargo, será de fundamental interés científico para aplicaciones como la purificación de agua, la detección o la purificación de mezclas de sustancias”, explica el profesor de Würzburg.
Defecto permite el paso de iones: publicación en Nature
Por primera vez, un equipo dirigido por Frank Werthner ha creado un sistema modelo con defectos que permiten el paso de los haluros fluoruro, cloruro y bromuro, pero no del yoduro. Esto se logró en una doble capa estable que consta de dos nanografenos que rodean una cavidad. Los iones de haluro que entran quedan atrapados en esta cavidad para medir el tiempo necesario para entrar. Los resultados se publican en la revista. la naturaleza.
El cloruro es un componente de la sal común, se encuentra en el agua de mar y juega un papel importante en los procesos vitales de todos los organismos vivos. El Dr. Kazutaka Shuyama, que inició y dirigió el proyecto con Frank Werthner, afirma: “La evidencia de una alta permeabilidad al cloruro por parte del nanografeno de una sola capa y la unión selectiva de haluros en el nanografeno de doble capa acerca algunas aplicaciones”. Dichas aplicaciones incluyen membranas de filtración de agua, receptores sintéticos y canales de cloruro.
El próximo objetivo son grandes cantidades de nanografeno.
En el siguiente paso, los químicos de Würzburg quieren producir grandes cantidades de su nanografeno. Quieren utilizarlos para investigar el flujo de iones y, por tanto, un proceso que se produce de forma similar en los canales iónicos biológicos.
La investigación se llevó a cabo en el Instituto de Química Orgánica y el Centro de Química de Nanosistemas de la JMU. Este trabajo fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG) como parte de dos subvenciones para el desarrollo de nanografeno equipado con grupos amida.
