Parte de lo que hace que el grafeno sea tan increíblememte útil, es su delgadez, de tan sólo un átomo de espesor.

Un grupo de científicos ha encontrado ahora, cientos de materiales más, que son igualmente delgados, con tal vez tanto potencial como el grafeno.

El equipo analizó datos provenientes de fuentes públicas, en busca de materiales con similitudes estructurales a las del grafeno, con la ayuda de un programa informático.

Buscaban materiales con enlaces químicos fuertes en un plano (la capa de átomos 2D) y enlaces relativamente débiles en el plano perpendicular. Es esta combinación la que permite pelar hojas de grafeno del grafito.

Comenzando con un grupo de más de 100 mil estructuras de cristal, el equipo de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza fue capaz de reducir la selección a 1,825 compuestos con el potencial de formar láminas de un solo átomo de espesor.

«Los materiales bidimensionales ofrecen oportunidades para aventurarse en regiones inexploradas en el mundo de los materiales», explican los investigadores en su estudio.

«Por un lado, su delgadez final los hace extremadamente prometedores para aplicaciones electrónicas. Por otro lado, las propiedades físicas de las monocapas, a menudo cambian drásticamente respecto a las de sus materiales 3D padres, revelando novedosas propiedades físicas.»

Para el caso del grafeno y el grafito, el grafito se mantiene unido por una interacción electrostática relativamente débil conocida como fuerza de van der Waals. Ésta es lo suficientemente fuerte como para mantener el material unido, pero permite extraer el grafeno.

Queda por ver si eso también será cierto para los 1,825 materiales identificados. Por lo pronto han demostrado que son estructuralmente similares en términos de ubicaciones de átomos y de enlaces químicos. Algunas de estas estructuras nunca se han visto antes.

Mediante cálculos aplicados a 258 de los productos químicos menos complejos de la lista, los investigadores encontraron que 166 son semiconductores, con una diversa variedad de voltajes. Mientras tanto, 92 materiales fueron identificados como metálicos, y otros 56 probablemente tengan propiedades magnéticas inusuales.

Incluso si sólo una pequeña subsección de estos nuevos materiales termina funcionando como lo hace el grafeno, eso daría muchas más opciones para crear materiales con fines específicos en electrónica y otras áreas. El siguiente paso es probar cómo funcionan estos compuestos tanto en forma de hoja como en capas muy compactas.

Lo que sí sabemos, gracias a esta búsqueda avanzada de bases de datos, es que estos materiales son exfoliables, es decir, capaces de pelarse en capas superdelgadas, como lo es el grafeno. Será emocionante ver qué sucede después con los materiales de la lista.

Los resultados de la investigación han sido publicados en Nature Nanotechnology.