Un nuevo tipo de cinta adhesiva sensible a la luz ultravioleta hace que sea más fácil y económico transferir materiales bidimensionales como el grafeno a diferentes superficies. Según sus desarrolladores con sede en Japón, la nueva técnica de cinta podría revolucionar la transferencia de materiales 2D, acercándonos a la integración de dichos materiales en dispositivos.

Los materiales 2D forman la base de muchos dispositivos electrónicos y optoelectrónicos avanzados. Sin embargo, debido a que tienen solo unos pocos átomos de espesor, estos materiales son difíciles de transferir a las superficies del dispositivo. Los métodos actuales son muy complejos y a menudo implican grabar un sustrato con ácidos corrosivos. La extrema delgadez de los materiales también significa que a menudo necesitan una película de polímero para sostenerlos durante el proceso de fabricación. Esta película debe eliminarse posteriormente con disolvente, lo que es lento y costoso, y puede dañar el material introduciendo defectos no deseados que degradan sus propiedades electrónicas y mecánicas.

Una nueva cinta funcional

Investigadores liderados por Hace Hiroki of Universidad de Kyushu dicen que ahora han encontrado una solución alternativa. La nueva cinta funcional, que el equipo desarrolló con la ayuda de inteligencia artificial (IA), está hecha de una película de poliolefina y una fina capa adhesiva. Antes de exponerse a la luz ultravioleta, la cinta presenta fuertes interacciones de van der Waals con el grafeno (una forma bidimensional de carbono) y se adhiere a él. Después de la exposición a los rayos UV, estas interacciones se debilitan para que el grafeno pueda liberarse y transferirse fácilmente a la superficie objetivo. La cinta también se endurece ligeramente después de la exposición a los rayos UV, lo que hace que sea aún más fácil quitarle el grafeno.

Trabajando en colaboración con expertos de la firma de fabricación japonesa. Nitto DenkoDespués, los investigadores desarrollaron cintas de transferencia para otros materiales 2D de importancia tecnológica. Estos incluyen el nitruro de boro hexagonal (hBN), al que a veces se hace referencia como grafeno blanco o “primo del grafeno”, y dicalcogenuros de metales de transición (TMD), que se muestran prometedores para la electrónica post-silicio. En las imágenes obtenidas con microscopios ópticos y de fuerza atómica, las superficies de estos materiales después de la transferencia con cinta parecían más suaves y contenían menos defectos que los transferidos mediante métodos convencionales.

Flexible y fácil de cortar a medida

Dado que la cinta UV es flexible y (a diferencia de las películas protectoras de polímeros) no es necesario eliminarla con disolventes orgánicos después de la transferencia, se puede utilizar con sustratos curvados o sensibles a dichos disolventes, como los plásticos. Ago cree que esto podría ampliar las aplicaciones de la cinta, y él y sus colegas lo demostraron fabricando un dispositivo de plástico que utiliza grafeno para detectar la radiación de terahercios. "Un dispositivo de este tipo podría ser prometedor para la obtención de imágenes médicas o la seguridad de los aeropuertos, ya que esta radiación puede atravesar objetos, al igual que los rayos X", explica.

La cinta UV también es fácil de cortar al tamaño requerido, lo que facilita la transferencia de la cantidad justa de material 2D. Este proceso de “cortar y transferir”, como lo llaman los investigadores, minimizará el desperdicio y reducirá los costos.

Una colaboración que se mantuvo

Antes de desarrollar la nueva cinta, el grupo de investigación de Ago trabajó durante más de 10 años en la deposición química de vapor como medio para sintetizar grafeno, hBN y TMD de alta calidad. Durante ese tiempo, dice, muchos investigadores solicitaron sus muestras, pero la mayoría tuvo problemas para transferir estos materiales 2D a sus sustratos. “Por lo tanto pensé: ¿y si pudieran hacer esta transferencia fácilmente por sí mismos? Por eso empezamos a intentar fabricar nuestras cintas de materiales 2D”, afirma Ago.

Para avanzar en la técnica, Ago colaboró ​​con Nitto Denko, que fabrica una amplia variedad de cintas adhesivas. Como estas cintas se utilizaban más a menudo para materiales gruesos como el papel, la colaboración tuvo dificultades al principio, pero el trabajo dio sus frutos: "Después de una extensa investigación, finalmente logramos desarrollar cintas UV y procesos de transferencia adecuados para la transferencia limpia de materiales 2D". hace dice Mundo de la física.

Hacia procesos de fabricación a gran escala de materiales 2D

Ago dice que la aplicación más directa de la técnica, que el equipo describe en Electrónica de la naturaleza, Sería integrarlo en procesos de fabricación a gran escala de materiales 2D. A partir de ahí, añade, “personalmente espero el desarrollo de dispositivos avanzados de vanguardia con nuestra cinta de transferencia UV porque podemos transferir varios tipos de materiales 2D e incluso apilar estos materiales juntos en diferentes orientaciones, un proceso que permite que surjan nuevas propiedades electrónicas."

Aunque el proceso de transferencia es relativamente fluido, Ago y sus colegas reconocen que produce algunas arrugas y burbujas en los materiales 2D. Están trabajando en mejoras en la composición de la capa adhesiva que podrían ayudar a solucionar este problema. Otro foco de mejora es aumentar el tamaño de los materiales 2D transferidos más allá de las obleas de 4 pulgadas (102 mm) que utilizan actualmente.

"También quiero desarrollar la fabricación de dispositivos más sofisticados utilizando diferentes tipos de materiales 2D y cintas UV", revela Ago. "Esto podría cambiar sustancialmente la forma en que se producen los dispositivos electrónicos y fotónicos". Colaboraciones adicionales con el mundo académico y la industria, afirma, podrían permitir al equipo "mejorar esta técnica única de transferencia de cinta e impulsar la realización de productos comerciales utilizando materiales 2D".

• Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
• PlatoData.Network Vertical Generativo Ai. Empodérate. Accede Aquí.
• PlatoAiStream. Inteligencia Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
• PlatoESG. Carbón, tecnología limpia, Energía, Ambiente, Solar, Gestión de residuos. Accede Aquí.
• PlatoSalud. Inteligencia en Biotecnología y Ensayos Clínicos. Accede Aquí.
• Fuente: https://physicsworld.com/a/sticky-uv-sensitive-tape-makes-2d-material-transfers-easier/