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Un material eléctricamente conductor, con capas que se asemejan al grafeno (láminas de grafito), se sintetizó en condiciones suaves utilizando una molécula bien conocida, que permite un buen acoplamiento electrónico de iones de níquel y materiales orgánicos. El nuevo material poroso presenta una alta conductividad eléctrica como material, que es potencialmente modulable y tiene una dependencia de la temperatura inusual, lo que sugiere una nueva física.

El nuevo material poroso es un sólido cristalino, estructuralmente conductor eléctrico modulable con elevada área superficial;tales materiales son buscados para aplicaciones en el almacenamiento de energía y para la investigación de la física fundamental de materiales en capas bidimensionales.

Las estructuras metal-orgánico (MOF) son materiales híbridos orgánico-inorgánico que tradicionalmente han sido estudiados para almacenamiento de gas o aplicaciones de separación debido a su gran área superficial. Lograr buenos conductores eléctricos a partir de estos materiales aislantes, normalmente ha sido un desafío, como conductores intrínsecos altamente porosos podrían ser utilizados para una variedad de aplicaciones, incluyendo el almacenamiento de energía. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de Harvard han demostrado que la combinación de una molécula orgánica, 2,3,6,7,10,11-hexaiminotrifenileno (abreviado como HITP), con iones de níquel en solución acuosa de amoníaco y aire, origina el automontaje de un polvo negro poroso altamente conductor, Ni3 (HITP)2. El nuevo material se compone de pilas de hojas de dos dimensiones infinitas, que se asemejan al grafito, con una conductividad eléctrica a temperatura ambiente de ~ 40 S/cm.

La conductividad de este material es comparable a la de grafito y entre las más altas de las MOF conductoras reportados hasta la fecha. Además, la dependencia de la temperatura de la conductividad muestra una relación lineal entre 100 K y 500 K, lo que sugiere un mecanismo de transporte de carga inusual que no ha sido observado anteriormente en semiconductores orgánicos, y por lo tanto queda por investigar. En su forma original, el material podría ser utilizado para supercondensadores y aplicaciones de electrocatálisis. Tras la exfoliación, es decir, despegando las capas sucesivas, se espera que el material se comporte como un análogo de grafeno con banda prohibida modulable y propiedades electromagnéticas, sugiriendo nuevos usos y propiedades cuánticas exóticas en la física de estado sólido.

Fuente:»High electrical conductivity in Ni₃(2,3,6,7,10,11-hexaiminotriphenylene)₂, a semiconducting metal-organic graphene analogue,» Journal of the American Chemical Society 136, 8859–8862, 2014. DOI: 10.1021/ja502765n