Debido a sus propiedades intrínsecas, los científicos de todo el mundo se están apresurando a derivar nuevos tipos de objetos a partir del grafeno. La creación de grafeno es un proceso complejo y costoso y solo da como resultado pequeños volúmenes. Aún así, las combinaciones con otras sustancias brindan a los investigadores muchas vías para materiales con propiedades únicas. Caso en cuestión: el nuevo compuesto de grafeno de algas marinas de la Universidad de Brown , que forma un material inteligente más fuerte que el acero.
En realidad, el artículo de investigación trata de solucionar el problema de la fragilidad en los hidrogeles mediante la adición de hojas de óxido de grafeno. Como resultado de estos experimentos, los investigadores encontraron que la adición de nanohojas GO puede hacer que cualquier material sea más rígido o más blando en respuesta a diferentes tratamientos químicos, permitiendo que las sustancias reaccionen a su entorno en tiempo real. El material que los investigadores derivan de las algas se llama alginato. Forma una mezcla que repele los aceites y, una vez sometida a estereolitografía, se vuelve más dura que el acero.
“ Un factor limitante en el uso de hidrogeles de alginato es que son muy frágiles, tienden a desmoronarse bajo carga mecánica o en soluciones bajas en sal ”, dijo Thomas Valentin, Ph.D. estudiante de la Escuela de Ingeniería de Brown. » Lo que mostramos es [que] al incluir nanohojas de óxido de grafeno, podemos hacer que estas estructuras sean mucho más robustas «.
Impresión de óxido de alginato-grafeno
La rigidez adicional permitió a los investigadores imprimir estructuras que tenían voladizos significativos. Una mezcla de alginato por sí sola lo habría dificultado debido a su fragilidad. Además, a pesar del aumento de la rigidez, el alginato-GO conservó su capacidad de reaccionar a los estímulos externos de forma muy similar a como lo hace el alginato por sí solo. Los investigadores demostraron que, al bañar los materiales en sustancias químicas que eliminan sus iones, la mezcla se hincha y se vuelve mucho más blanda.
Los materiales recuperan la rigidez al restaurar sus iones mediante la exposición a sales iónicas. Los experimentos mostraron que la rigidez de los materiales se podía ajustar en un factor de 500 variando su entorno iónico externo. Esto le confiere también una especie de aspecto de impresión 4D, ya que puede reaccionar a diversos estímulos y, por tanto, asumir nuevos propósitos al alterar su rigidez.
Anteriormente, un equipo de científicos creó otra mezcla derivable de grafeno y algas marinas para procesos de filtrado de agua. Este proyecto dio un gran uso a las capacidades iónicas de un compuesto similar de alginato, hierro y GO a base de algas. La resistencia del material y su capacidad para bloquear aceites y metales lo hacen ideal para la limpieza del océano. El compuesto de algas marinas de grafeno tiene muchas otras aplicaciones potenciales considerando todos sus rasgos como la conductividad y la rigidez. No podemos esperar a ver qué nuevas aplicaciones descubren los investigadores a continuación.
Imagen destacada cortesía de Brown University.
