Las aplicaciones del grafeno pueden escalarse a nivel cuántico
El grafeno es ese material «milagroso» compuesto por una sola capa de átomos de carbono y que prometía cambiarlo todo. Al principio comenzó muy lento y existían suspicacias sobre su eficiencia, pero ahora no deja de sorprendernos. Desde su descubrimiento, ha revolucionado multitud de campos, y en Andro4all nos hemos hecho eco de sus increíbles propiedades en varias ocasiones. Por ejemplo, cuando se logró mezclarlo con oro para crear oro bidimensional, o cuando se combinó con diamante para potenciar aún más sus ya de por sí características bastante avanzadas.
Y ahora, el grafeno vuelve a la palestra, pero esta vez por resolver un viejo dilema científico que parecía no tener solución, abriendo la puerta a nuevas teorías y formas de actuación que pueden hacernos entender mucho mejor el mundo que nos rodea.
Un experimento revolucionario con átomos y grafeno
Un equipo de investigadores del German Aerospace Center y la Universidad de Viena ha dado un paso de gigante en la ciencia al conseguir, por primera vez, difractar átomos, concretamente helio e hidrógeno, a través de una monocapa de grafeno incidiendo de forma perpendicular sobre ella tal y como han publicado en un artículo disponible en Arxiv.
Por hacerlo un poco más gráfico y entendible, es como lanzar átomos a una velocidad muy elevada contra una lámina ultrafina de grafeno. Lo lógico sería pensar que la lámina se rompería o que los átomos la atravesarían sin más. Sin embargo, lo que observaron los científicos fue que los átomos se difractaban, es decir, se desviaban de su trayectoria original al interactuar con el grafeno, creando patrones similares a los que se obtienen al difractar la luz.
Este fenómeno, aparentemente contradictorio, se explica por el cortísimo tiempo de interacción entre los átomos y el grafeno. A pesar de la alta energía de los átomos, su paso a través del material es tan breve que apenas hay transferencia de momento. Es como si el grafeno, en lugar de ser una barrera sólida, actuara como una rejilla que desvía la trayectoria de los átomos sin destruirlos. De hecho, el grafeno, es exactamente eso, una rejilla hexagonal con una cierta distancia entre los átomos de carbono que la conforman. Es precisamente esta estructura la que le otorga funciones tan valiosas como las que hemos visto anteriormente, incluso para detener la congelación en invierno.
Los científicos también observaron que a medida que aumentaban la energía de los átomos, los patrones de difracción se iban debilitando. A la vez hicieron simulaciones por ordenador que confirmaban su estudio, abriendo así un nuevo campo de estudio hacia la decoherencia cuántica con las implicaciones que esto puede tener para la tecnología moderna.
Los autores del estudio comparan este éxito en la investigación con el primer experimento de transmisión de electrones a través de cristales realizados por Thomson, un evento que marcó un antes y un después en la física del siglo XX. Así, las implicaciones científicas que puede tener esto son bastante grandes. Para empezar, crear nuevos sensores de gran precisión, así como la detección de ondas gravitacionales, por lo que es un nuevo éxito que se puede adjudicar al grafeno, que, por cierto, ha sido encontrado de manera natural.
Fuente: lavanguardia.com