Cortar, doblar y estirar papel. En eso se basa el kirigami, un ancestral arte japonés que ahora puede aplicarse al grafeno para construir nanomáquinas.
El kirigami es un arte japonés, similar al origami, en el que en lugar de jugar con papel plegado, éste se recorta para doblarlo y estirarlo luego, recreando curiosas formas. Y si el origami había servido como inspiración para construir puentes para catástrofes, baterías deformables o incluso paneles solares, el arte del kirigami no se iba a quedar atrás. Científicos de la Universidad de Cornell lo han utilizado para doblar, recortar y estirar grafeno, unas capacidades que en el futuro podrían ser clave para la fabricación de nanomáquinas.
Pero si el kirigami se desarrolla con la ayuda de papel y tijeras, ¿cómo consiguieron los investigadores de Estados Unidos aplicar este arte a la manipulación y transformación del grafeno? Según los resultados publicados en la revista Nature, el kirigami puede ser utilizado en la nanoescala para doblar y estirar grafeno como si de papel se tratara.
Ambos artes, de acuerdo a los científicos, pueden ser escalados a un nivel imperceptible para el ojo humano. En la nanoescala, el grafeno puede llegar a funcionar como si de una simple hoja de papel se tratara, de forma que sus propiedades mecánicas también se pueden adaptar según qué queramos fabricar con este material. Para comprobar si el grafeno podía ser manipulado con técnicas del kirigami, los investigadores de Cornell estudiaron primero el número Föppl–von Kármán, un parámetro que les ayudó a calcular la rigidez y flexibilidad del grafeno fuera y dentro del mismo plano.
Una vez realizadas las estimaciones teóricas, los científicos jugaron con el grafeno como si fuera papel. De esta manera, concluyen en su publicación, algunas de las ideas del kirigami pueden ser aplicadas en el desarrollo de metamateriales con los que fabricar electrodos extensibles o bisagras. Con el objetivo de demostrar esta afirmación, los investigadores manipularon láminas de grafeno de sólo 10 micrómetros (el grosor de un pelo es de sólo 70 micrómetros).
Estas láminas son realmente «pegajosas» en esas escalas, por lo que para comprobar su personalización con el kirigami, los investigadores tuvieron que humedecer y emplear materiales tensoactivos. De esta manera, las finas estructuras de grafeno se recubrieron de una suerte de agua jabonosa, cuya manipulación era mucho más sencilla.
Sus resultados permiten soñar con un futuro en el que podamos crear dispositivos de manera más sencilla, empleando técnicas y artes tan ancestrales como el origami y el kirigami. Además, el grafeno demostró ser muy resistente, ya que al ser doblado y estirado más de 10.000 veces, el material permaneció intacto y con las mismas propiedades que presentaba antes de ser deformado. Como si de una simple hoja de papel se tratara.
Imágenes | Cornell University
