Láser y óxido de grafeno
En este artículo, cubriremos cómo esta tecnología es capaz de grabar con láser el óxido de grafeno. Repasaremos los diferentes tipos de tecnología láser, qué es el óxido de grafeno (GO) y cómo puede utilizar el tratamiento térmico y el grabado láser para hacer su propio óxido de grafeno.
Grabado láser de óxido de grafeno
El grabado láser de óxido de grafeno es un proceso de corte o grabado de la superficie de un material mediante un láser. En esta técnica, el rayo láser se enfoca sobre la superficie del material a grabar. El rayo láser calienta la superficie del material, que vaporiza una parte del mismo y deja una línea o patrón inscrito.
Tipos de tecnología láser
La tecnología láser puede dividirse en dos categorías:
- la tecnología de diodos láser: utiliza semiconductores para generar una corriente eléctrica que produce luz.
Los láseres de estado sólido emiten pulsos cortos de radiación coherente (luz láser), mientras que los láseres de gas requieren menos energía y tienen una mayor divergencia del haz que los de estado sólido.
Los láseres de electrones libres son dispositivos altamente especializados que generan una potencia de pulso extremadamente alta con poco ruido y una calidad de haz excepcional utilizando efectos ópticos no lineales en gases o plasmas para amplificar la salida del láser de semilla.
- Aplicaciones del láser: Los láseres tienen muchas aplicaciones en los campos industrial, científico, sanitario y militar porque producen haces muy concentrados de fotones intensamente energéticos.
Las partículas fundamentales de la luz visible y otras radiaciones electromagnéticas como los rayos X- y pueden enfocarse fácilmente en objetivos pequeños, como átomos individuales o puntos diminutos en chips de ordenador.
¿Qué es el óxido de grafeno?
El óxido de grafeno es un material hecho de grafito. Es una forma de carbono y es un alótropo del carbono, lo que significa que puede existir en determinadas formas. También es un polímero, una molécula grande con unidades repetitivas en su estructura, que además y tiene una gran superficie.
Esa superficie es la que da al óxido de grafeno su gran reclamo: la conductividad. De hecho, este material conduce el calor 10 veces mejor que el cobre y la electricidad 1.000 veces mejor que el cobre.
Por eso se utiliza como aditivo para las baterías (mejoran su capacidad) o incluso para las células solares (aumentan su eficiencia).
Tratamiento térmico y grabado láser del óxido de grafeno
El grabado por láser del óxido de grafeno es un proceso que utiliza la luz láser para quemar la superficie del material y exponer la capa subyacente. En este caso, el tratamiento térmico puede realizarse a unos 300 °C durante 30 minutos en condiciones de vacío o sin oxígeno para aumentar su conductividad.
A continuación, se realiza el grabado láser con un láser Nd: YAG pulsado ultrarrápido (longitud de onda de 1064 nm) con una duración de pulso de entre 2 y 3 ns. Las zonas grabadas se exponen eliminando hasta 50 nm de su superficie mientras se dejan intactas las partes protegidas con capas de enmascaramiento fotorresistentes.
El efecto de la intensidad del láser en el grabado láser del óxido de grafeno
La intensidad del láser es la cantidad de potencia del láser por unidad de superficie. Cuanto mayor sea la intensidad del láser, más rápido será el grabado. Cuanto menor sea la intensidad del láser, más lento será el grabado.
El proceso es similar al de la impresión por chorro de tinta, pero el equipo utilizado es diferente. Las máquinas de grabado láser de óxido de grafeno son más potentes que las impresoras de chorro de tinta y no pueden utilizarse con fines comerciales.
El éxito del grabado láser del óxido de grafeno depende de varios factores, como el tipo de láser utilizado, la intensidad y el tiempo del láser, el tiempo transcurrido entre la limpieza y el grabado, así como el número de capas del grafeno.
Este estudio ha demostrado que el éxito del grabado láser del óxido de grafeno depende de varios factores, como el tipo de láser utilizado, la intensidad y el tiempo del láser, el tiempo transcurrido entre la limpieza y el grabado, así como el número de capas de grafeno.
Intensidad del láser
En general, cuanto mayor sea la intensidad del láser, mejor.
La investigación está aún en sus primeras fases, pero los resultados son prometedores. Podría ayudar a los científicos a crear nuevas aplicaciones para el grafeno, como la fabricación de aparatos electrónicos flexibles más fáciles de usar.
Además de ser más duradero que el silicio, el grafeno tiene propiedades únicas que lo hacen ideal para una serie de usos.
Cuanto más intenso sea el láser y más tiempo esté encendido, más probable será que deje una marca. Pero si eres cuidadoso con tu trabajo, puedes grabar cualquier cosa, desde madera hasta plástico e incluso metal.
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