Pesquisadores do Centro de Sistemas de Guerra Espacial e Naval do Pacífico (SSC Pacífico) desenvolveram uma nova maneira de contatar eletricamente o grafeno com metais líquidos, em vez de eletrodos rígidos típicos, como ouro e prata. Usando este novo método, a equipe demonstrou resistência de baixo contato com um material de grafeno que é comparável aos melhores exemplos publicados na literatura científica, mas com vantagens adicionais, como flexibilidade e baixo custo.

Este desenvolvimento, junto com pesquisas inovadoras sobre grafeno e detecção multiespectral, conquistou à equipe de cinco pesquisadores o Prêmio Regional Far West 2016 do Consórcio Laboratório Federal (FLC), na categoria Destaque em Desenvolvimento Tecnológico. O SSC Pacific é o laboratório de pesquisa e desenvolvimento naval encarregado de garantir a superioridade da Guerra de Informação.

Desde sua descoberta em 2004, o grafeno tem sido considerado o material do futuro devido às suas propriedades únicas e desejáveis ​​- peso leve, flexível, e um excelente condutor de eletricidade. A camada única de átomos de carbono do grafeno é um milhão de vezes mais fina que o papel, e ainda o material mais forte conhecido para seu tamanho.

O grafeno é produzido por um processo chamado deposição química de vapor (CVD). Tipicamente, o grafeno é cultivado em material de cobre durante o processo CVD, e então a amostra de grafeno-cobre é transferida para um substrato desejado onde o cobre é removido. Este processo de corrosão requer produtos químicos agressivos, e muitas vezes leva à contaminação do grafeno, tornando-o inutilizável. O novo procedimento da SSC Pacific utiliza um método de transferência de eletrólise mais limpo que separa suavemente o grafeno do cobre por meio de bolhas eletricamente induzidas em banho-maria.

Membros da equipe SSC Pacific, em colaboração com a Faculdade de Engenharia da Universidade do Havaí, pegue este grafeno puro e use galinstan (um metal líquido não tóxico) para fabricar limpo, contatos elétricos confiáveis. Devido à capacidade do metal líquido de se adaptar às superfícies, ele forma um melhor contato elétrico com materiais sólidos que levam a apenas graus nominais de rugosidade da superfície. O uso de metal líquido permite que os pesquisadores da SSC Pacific fabricem rapidamente protótipos de dispositivos, o que lhes permite focar nos novos fenômenos.

Eletrodos de metal líquido não só tornam a produção de sensores baseados em grafeno mais eficiente, as características flexíveis dos eletrodos também expandem significativamente as aplicações potenciais do material.

"Isso é especial porque nos permite explorar aplicativos em dispositivos flexíveis, "disse Richard Ordonez, um membro da equipe SSC Pacific. "Para o guerreiro, isso significa um flexível, material transparente e óptico. "

O prêmio FLC também reconheceu a pesquisa inovadora do grupo em grafeno e detecção multiespectral; os pesquisadores provaram - pela primeira vez - que o grafeno pode ser combinado com circuitos integrados para detectar sinais eletromagnéticos, o que significa que há potencial para produtos à base de grafeno que são capazes de alternar entre visíveis, infravermelho, e modos de radiofrequência.

Leva, por exemplo, os óculos de visão noturna que a equipe de grafeno está trabalhando para desenvolver. Em vez da versão volumosa que existe hoje, que tem visão periférica deficiente e capacidade de infravermelho limitada, os óculos do futuro seriam feitos de grafeno. Eles seriam leves, em conformidade com o rosto do usuário para uma ampla gama de visão, e ser sintonizável para trabalhar em uma variedade de espectros.

Outras aplicações navais da tecnologia podem incluir sensores de próxima geração, antenas reconfiguráveis, e roupas e equipamentos leves, incluindo material de camuflagem para cancelar ativamente os sinais de entrada. Existem também muitas oportunidades para usos comerciais do material, particularmente no mercado de vestíveis.

Os membros da equipe homenageados com o prêmio incluem Nick Kamin, Dr. James Adleman, Cody Hayashi, Richard Ordonez, e Dr. Carlos Torres.

Descrições mais detalhadas dos avanços científicos por trás do prêmio podem ser encontradas em um artigo publicado em Transações IEEE em dispositivos eletrônicos .

Pesquisas adicionais de grafeno da SSC Pacific sobre a operação de modo duplo de transistores de elétrons quentes de base material 2D foram publicadas recentemente em Relatórios científicos da natureza .