Descubren un material ocho veces más resistente que el grafeno

Investigadores han desarrollado un nuevo material bidimensional de carbono, conocido como carbono amorfo monocapa (Mac), que es ocho veces más resistente que el grafeno, según ha publicado la revista científica Matter. Este avance supone un hito en la búsqueda de materiales ultrafinos y robustos, resolviendo uno de los mayores inconvenientes del grafeno: su fragilidad ante la propagación de grietas.

El MAC fue sintetizado por el equipo de Barbaros Özyilmaz en la Universidad Nacional de Singapur (NUS) y posteriormente analizado por científicos de la Universidad Rice (Estados Unidos) y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Los resultados revelan que su estructura compuesta, que combina regiones cristalinas y amorfas, le otorga una dureza y resistencia sin precedentes entre los materiales 2D.

Un diseño que frena las grietas
A diferencia del grafeno, cuyas láminas de átomos se disponen en una red hexagonal perfecta, el MAC integra zonas ordenadas y desordenadas. Esta combinación impide que las grietas se propaguen rápidamente, un defecto que ha limitado las aplicaciones prácticas del grafeno pese a su enorme resistencia teórica.

Bongki Shin, investigador de la Universidad Rice y primer autor del estudio, explica que la estructura mixta permite que el MAC absorba más energía antes de romperse: “Este diseño único evita que las grietas avancen con facilidad, lo que refuerza la tenacidad del material”.

Un paso hacia materiales ultrafinos más fiables
Los materiales bidimensionales, como el grafeno, han revolucionado la electrónica, la energía y los sensores, pero su fragilidad ha sido un obstáculo constante. Jun Lou, profesor en la Universidad Rice, destaca que este hallazgo abre la puerta a aplicar la combinación de regiones cristalinas y amorfas en otros materiales ultrafinos, creando compuestos más resistentes sin perder ligereza.

El estudio detalla que los investigadores emplearon microscopía electrónica de barrido y simulaciones moleculares en el MIT para observar en tiempo real cómo el MAC resistía la propagación de fracturas. Este enfoque ha permitido analizar a escala atómica cómo la interacción entre las zonas ordenadas y desordenadas disipa la energía.

Hacia una nueva generación de nanomateriales
Yimo Han, otro de los autores del estudio, subraya que las técnicas recientes de síntesis y visualización atómica han hecho posible este avance, superando los límites que impedían hasta ahora trabajar con materiales desordenados de un solo átomo de grosor.

El MAC se postula así como un candidato clave para desbloquear el verdadero potencial de los materiales 2D en aplicaciones que requieren tanto flexibilidad como resistencia, desde dispositivos electrónicos ultradelgados hasta estructuras avanzadas en sectores como el aeroespacial.