{"id":160773,"date":"2014-10-14T19:23:13","date_gmt":"2014-10-14T22:23:13","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=160773"},"modified":"2015-11-23T14:10:00","modified_gmt":"2015-11-23T16:10:00","slug":"maleable-y-no-se-deforma","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/maleable-y-no-se-deforma\/","title":{"rendered":"Maleable y no se deforma"},"content":{"rendered":"

\"074-075_Nanoespuma_224\"<\/a>Asociada a otras mol\u00e9culas, la hoja de \u00e1tomos de carbono que le da forma al grafeno puede adquirir propiedades a\u00fan m\u00e1s sorprendentes. Un equipo de cient\u00edficos de la Universidad Rice (EE.UU.), con participaci\u00f3n de f\u00edsicos de la Universidad de Campinas (Unicamp), desarroll\u00f3 un tipo de esponja extremadamente liviana, resistente y maleable a partir de una reacci\u00f3n qu\u00edmica que junta una variante de ese material, el \u00f3xido de grafeno (GO), y la forma hexagonal del nitruro de boro (BN), un compuesto sint\u00e9tico empleado como lubricante y aditivo en cosm\u00e9ticos. Se comprimieron muestras de la esponja de unos pocos cent\u00edmetros de tama\u00f1o con monedas de un centavo de d\u00f3lar y recuperaron su forma inicial sin problemas. La estructura nanom\u00e9trica del nuevo material, denominado GO-0.5BN, se asemeja a las entra\u00f1as de un edificio en construcci\u00f3n: los pisos y las paredes se montan solos a partir de una base de hojas de \u00f3xido de grafeno reforzada con placas de nitruro de boro. La densidad del GO-0.5BN es 400 veces menor que la del grafito.<\/p>\n

El nitruro de boro, formado \u00fanicamente por uniones de \u00e1tomos de boro y nitr\u00f3geno, presenta una configuraci\u00f3n hexagonal simular a la del grafeno, en el cual se encaja sin mayores problemas y le confiere mayor resistencia y maleabilidad mec\u00e1nica. \u201cEl nuevo material es estable desde el punto de vista qu\u00edmico y t\u00e9rmico y puede emplearse en sistemas de almacenamiento de energ\u00eda, tales como supercapacitores y electrodos de bater\u00edas, y para absorber gases\u201d, dice Douglas Galv\u00e3o, del Instituto de F\u00edsica Gleb Wataghin, de la Unicamp, quien particip\u00f3 en el estudio. \u201cEl nitruro de boro refuerza la estructura del \u00f3xido de grafeno, que presenta algunos agujeros y puede volverse quebradiza en ciertos puntos\u201d, explica el f\u00edsico te\u00f3rico Pedro Alves da Silva Autreto, quien lleva adelante su posdoctorado en la Unicamp con beca de la FAPESP y pas\u00f3 una temporada en la Rice, donde realiz\u00f3 simulaciones computacionales sobre las caracter\u00edsticas del GO-0.5BN. El proceso empleado para obtener la esponja y sus propiedades se dieron a conocer en un art\u00edculo cient\u00edfico publicado el 29 de julio en la revista Nature Communications.<\/em><\/p>\n

El \u00f3xido de grafeno mantiene pr\u00e1cticamente las mismas propiedades del grafeno puro, pero su obtenci\u00f3n es m\u00e1s sencilla y m\u00e1s barata. Por eso los investigadores prefirieron usarlo en sus experimentos. Puede produc\u00edrselo en grandes cantidades mediante la exfoliaci\u00f3n qu\u00edmica del \u00f3xido de grafito. La presencia de \u00e1tomos de ox\u00edgeno en medio de la colmena hexagonal de carbonos de grafeno le confiere otra ventaja al compuesto: es m\u00e1s f\u00e1cil hacer pilas de hojas de \u00f3xido de grafeno \u2012para crear as\u00ed capas al mismo tiempo extremadamente resistentes y finas\u2013 que tan s\u00f3lo de grafeno. \u201cEsper\u00e1bamos que el agregado de nitruro de boro al \u00f3xido de grafeno generase una nueva estructura, pero no exactamente con el ordenamiento de capas que descubrimos\u201d, afirma la ingeniera el\u00e9ctrica Soumia Vinod, de la Universidad Rice, la primera autora del paper <\/em>sobre la esponja.<\/p>\n

Las placas de nitruro de boro hexagonal se encuentran distribuidas uniformemente por todos los pisos y las paredes de la estructura interna del material que compone la esponja. Su presencia mantiene unidas a las hojas de \u00f3xido de grafeno que funcionan como una especie de esqueleto del GO-0.5BN. Seg\u00fan Vinod, las placas absorben el estr\u00e9s ocasionado por la compresi\u00f3n y el estiramiento de la esponja, evitan que los pisos de \u00f3xido de grafeno se desmoronen o presenten rajaduras y aumentan la estabilidad t\u00e9rmica del compuesto.<\/p>\n

Sin patente
\n<\/strong>Hasta llegar a la formulaci\u00f3n qu\u00edmica de la esponja que presentaron en el art\u00edculo cient\u00edfico, los investigadores probaron versiones del nuevo material con distintas proporciones de sus dos ingredientes. Mientras que los de la Rice mezclaban diferentes cantidades de \u00f3xido de grafeno y de nitruro de boro, ambos compuestos en forma de polvo, Autreto realizaba simulaciones en la computadora intentando prever las propiedades del material en gestaci\u00f3n y suministrarles par\u00e1metros a sus colegas para que refinasen el trabajo de laboratorio. \u201cYo era el \u00fanico f\u00edsico te\u00f3rico entre 50 investigadores del \u00e1rea experimental del grupo del profesor Pulickel Ajayan\u201d, afirma Autreto, en referencia al tiempo durante el cual permaneci\u00f3 en la universidad estadounidense. La versi\u00f3n m\u00e1s estable de la esponja fue la que deb\u00eda la mitad del peso final a la presencia de nitruro de boro en la mezcla. El \u00f3xido de grafeno interact\u00faa con el nitruro de boro debido a la acci\u00f3n de catalizadores qu\u00edmicos. El producto final de la reacci\u00f3n, el material esponjoso, es liofilizado, es decir, est\u00e1 congelado y pierde su agua por sublimaci\u00f3n. La esponja presenta la forma del recipiente donde se la gener\u00f3. \u201cCuando tenemos en manos las cantidades necesarias de \u00f3xido de grafeno y de nitruro de boro hexagonal, tardamos entre dos y tres d\u00edas para producir la espuma\u201d, explica Vinod.<\/p>\n

Por ahora, la esponja nanoestructurada que no se deforma y puede almacenar energ\u00eda o absorber gases no se ha protegido con una patente comercial. La colaboraci\u00f3n de la Unicamp con la Rice continuar\u00e1 y seguramente redundar\u00e1 en nuevos trabajos. \u201cDos posdoctores de nuestro equipo se juntar\u00e1n al grupo del profesor Ajayan para dar continuidad a la colaboraci\u00f3n\u201d, afirma Galv\u00e3o, quien fue el director de la maestr\u00eda y del doctorado de Autreto y tambi\u00e9n supervisa su posdoctorado.<\/p>\n

Proyecto
\n<\/strong>Propiedades estructurales, mec\u00e1nicas y de transporte de grafeno y estructuras relacionadas (n\u00ba 11\/ 13259-7<\/a>); Modalidad <\/strong>Beca de posdoctorado; Investigador responsable<\/strong> Douglas Soares Galv\u00e3o (IFGW\/ Unicamp); Bolsista<\/strong> Pedro Alves da Silva Autreto; Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 139.310,43 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nVINOD, S. et al<\/em>. Low-density three-dimensional foam usings elf-reinforced hybrid two-dimensional atomic layers<\/a>. Nature Communications<\/strong>. 29 jul. 2014.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Espuma elaborada con \u00f3xido de grafeno y nitruro de boro resulta liviana y resistente","protected":false},"author":13,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[312],"coauthors":[101],"class_list":["post-160773","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160773","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=160773"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160773\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=160773"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=160773"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=160773"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=160773"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}