ES2575711B2 - Método para la obtención de láminas de grafeno - Google Patents

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Abstract

Método para la obtención de láminas de grafeno.#La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener láminas de grafeno, de nitruro de boro hexagonal, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o láminas de mezclas de los mismos a partir del polvo de dichos materiales. Dichas láminas están formadas por un conjunto de tiras, donde dichas tiras consisten en de una a cinco capas. Dichas capas son capas de grafeno, nitruro de boro hexagonal, disulfuro de molibdeno o disulfuro de tungsteno que tienen un grosor monoatómico o monomolecular. Además, la invención se refiere a un procedimiento para recubrir una superficie con láminas de grafeno, de nitruro de boro hexagonal, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o láminas de mezclas de los mismos.

Description

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DESCRIPCION
METODO PARA LA OBTENCION DE LAMINAS DE GRAFENO CAMPO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un procedimiento para obtener laminas de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o laminas de mezclas de los mismos. La invencion tambien describe un procedimiento para recubrir una superficie con laminas de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o laminas de mezclas de los mismos.
ANTECEDENTES
El grafito, el nitruro de boro, el disulfuro de molibdeno y el disulfuro de tungsteno son conocidos en el estado de la tecnica como materiales con estructuras organizadas en forma de capas a nivel molecular con fuerzas de union debiles entre dichas capas. Estas capas son capaces de deslizarse unas sobre otras con pequenas fuerzas de traccion. En este texto se denominan “materiales multicapa”.
Los metodos mas utilizados para la exfoliacion del material multicapa mas popular, el grafito en capas de grafeno, comprenden el uso de disolventes.
El articulo de Janowska (Janowska, I, Carbon, 2012, volumen 50, paginas 3106-3110) divulga la obtencion de grafeno y grafeno de pocas capas mediante la ablacion mecanica de las minas de los lapices que estan hechas de grafito y de aglutinantes. Dicha ablacion no consiste solamente en el deslizamiento de capas de grafeno sino tambien en la rotura y separacion de capas. Dicho proceso se realiza haciendo friccionar las minas de los lapices contra un disco de cuarzo. En dicho disco de cuarzo se deposita una lamina de grafeno. El disco se sumerge en un bano con un disolvente y se hace sonicar para retirar las laminas de grafeno de la superficie del cuarzo. Dichas laminas tienen un tamano medio de 2 ^m. En las laminas multicapa se obtienen capas de grafeno con el entramado hexagonal perfecto, otras
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con el entramado hexagonal con huecos o con ondas. Con este procedimiento se obtienen laminas que contienen desde monocapas hasta cincuenta capas.
El documento de Chabot y colaboradores (Chabot, V. y col., Scientific Reports, 3, Article number: 1378, publicado el 12 de marzo de 2013) describe la obtencion de laminas de pocas capas de grafeno, alrededor de siete capas, mediante la sonicacion de polvo de grafito (de 5 a 15 ^m) con goma arabica.
Respecto a metodos que no emplean disolventes, la solicitud de patente EP 2567938 A1 describe el recubrimiento de una superficie con grafenos multicapa, dicho recubrimiento se obtiene a partir de la laminacion de grafenos multicapa directamente sobre la superficie que se quiere recubrir. Los grafenos multicapa que se emplean estan formados por la agregacion de muchos grafenos multicapa que pueden tener un grosor de desde 0,34 a 10 nm. Este documento explica diferentes metodos de laminacion de los grafenos multicapa. Uno de dichos metodos de laminacion consiste en hacer friccionar los grafenos multicapa contra la superficie que se quiere recubrir donde dicha superficie es una superficie metalica, papel, carbon vrtreo, o zafiro.
No se conoce en el estado de la tecnica un procedimiento que permita obtener una lamina de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno o de disulfuro de tungsteno o una lamina de mezclas de los mismos que no emplee disolventes y en el que las laminas se obtenga de forma facil y economica a partir del polvo de los materiales, es decir, a partir de polvo de grafito, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno o de disulfuro de tungsteno.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
Los inventores de la presente invencion han desarrollado un procedimiento para obtener laminas formadas por una red de tiras, donde dichas tiras comprenden a su vez de una a cinco capas, donde cada capa tiene un grosor de un atomo o de una molecula de un material seleccionado del grupo que consiste en grafeno, nitruro de boro, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno, donde dicho proceso comprende hacer friccionar al menos un polvo de material multicapa seleccionado de entre polvo de grafito, polvo de nitruro de boro, polvo de disulfuro de molibdeno o polvo de disulfuro de tungsteno entre dos
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sustratos. Sobre al menos uno de los sustratos se va a formar la lamina de material de tiras de pocas capas del material. Las laminas asi formadas estan libres de ondas o huecos.
El procedimiento comprende hacer friccionar entre s^ dos sustratos que tienen emplazado entre ellos un polvo de un material multicapa seleccionado del grupo que consiste en grafito, nitruro de boro, preferiblemente nitruro de boro hexagonal, disulfuro de molibdeno, disulfuro de tungsteno y mezcla de los mismos, de manera manual o mecanica, preferiblemente a condiciones de temperatura y presion ambientales.
El proceso de la presente invencion disminuye los costes de la produccion de estas laminas formadas a partir de materiales multicapa, en particular disminuye los costes de la produccion de laminas formadas por capas de grafeno. Ademas disminuye el tiempo de produccion, y evita el uso de reactivos quimicos, disolventes o de complicados aparatos tecnologicos. Con la tecnologia de la presente invencion se pueden obtener laminas, o materiales recubiertos con dichas laminas, que permiten el desarrollo de aplicaciones como aparatos electronicos flexibles, aparatos electronicos basados en papel o plastico, electrodos transparentes, etc.
Por tanto, en un aspecto la presente invencion se refiere a un procedimiento para obtener una lamina de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o una lamina de mezclas de los mismos; donde dicha lamina esta formada por un conjunto de tiras, donde dichas tiras consisten en de una a cinco capas de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno o de disulfuro de tungsteno, donde dichas capas presentan un espesor monoatomico o monomolecular, y donde dicho procedimiento comprende:
a) emplazar polvo de al menos un material multicapa seleccionado del grupo que consiste en grafito, nitruro de boro, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno, entre dos sustratos solidos, y
b) hacer friccionar las superficies de dichos sustratos entre ellas y con dicho polvo, estando emplazado dicho polvo entre ellas,
para formar la mencionada lamina sobre la superficie de al menos uno de los sustratos solidos.
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En una realizacion preferida el procedimiento ademas comprende retirar la lamina del sustrato solido sobre el que se ha formado.
En otro aspecto la invencion se refiere a un procedimiento para recubrir un sustrato con una lamina de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o con una lamina de mezclas de los mismos; donde dicha lamina esta formada por un conjunto de tiras, donde dichas tiras consisten en de una a cinco capas de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno o de disulfuro de tungsteno, donde dichas capas presentan un espesor monoatomico o monomolecular, y donde dicho procedimiento comprende:
a) emplazar polvo de al menos un material multicapa seleccionado del grupo que consiste en grafito, nitruro de boro, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno, entre dos sustratos solidos, siendo al menos uno de ellos el sustrato cuya superficie se quiere recubrir, y
b) hacer friccionar las superficies de dichos sustratos entre ellas y con dicho polvo, estando emplazado dicho polvo entre ellas,
para formar la lamina sobre la superficie del sustrato solido que se quiere recubrir.
En una realizacion preferida la superficie solida de al menos un sustrato tiene una rugosidad de entre 0,2 nm y 2 nm, preferiblemente de entre 0,3 nm y 0,5 nm.
En una realizacion los dos sustratos son del mismo material y en otra realizacion los dos sustratos son de diferente material.
En una realizacion el sustrato donde se deposita la lamina tiene una dureza de entre 4,5 y 10 en la escala de Mohs, preferiblemente el sustrato donde se deposita la lamina tiene una dureza de al menos 7 en la escala de Mohs.
En otra realizacion el sustrato donde se deposita la lamina se selecciona de entre: a) materiales inorganicos, como por ejemplo,
(i) materiales semiconductores,
(ii) materiales dielectricos; y
(iii) metales; o
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b) otros materiales seleccionados del grupo que consiste en plastico, papel y madera.
En una realization las capas tienen entre 5nm y 50 ^m de ancho.
En una realizacion particular el polvo de material multicapa tiene un tamano medio de particula de entre 5 nm y 50 ^m.
En una realizacion preferida el polvo de material multicapa empleado como material de partida es polvo de grafito y la lamina obtenida tras el procedimiento de la presente invention esta formada por tiras de una a cinco capas de grafeno donde cada capa tiene un espesor de un atomo de carbono.
En una realizacion preferida el polvo de material multicapa empleado como material de partida es polvo de grafito cristalino y la lamina obtenida tras el procedimiento de la presente invencion esta formada por tiras de una a cinco capas de grafeno donde capa tiene un espesor de un atomo de carbono.
En una realizacion preferida el polvo de material multicapa empleado como material de partida es polvo de nitruro de boro, preferiblemente polvo cristalino de nitruro de boro, mas preferiblemente polvo cristalino de nitruro de boro hexagonal, y la lamina obtenida tras el procedimiento de la presente invencion esta formada por tiras de una a cinco capas de nitruro de boro, preferiblemente son capas de nitruro de boro hexagonal donde capa tiene el grosor de la molecula de nitruro de boro, preferiblemente de nitruro de boro hexagonal.
En otra realizacion el polvo de material multicapa empleado como material de partida es una mezcla de polvo de al menos dos materiales seleccionados del grupo que consiste en grafito, nitruro de boro, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno. En una realizacion preferida el polvo de material multicapa empleado como material de partida es una mezcla de polvo de grafito y polvo de nitruro de boro.
En una realizacion la friction se realiza de forma manual. En otra realizacion la friction se realiza de forma mecanica.
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Estos aspectos y realizaciones preferidas de la misma se definen tambien adicionalmente en las reivindicaciones.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Figura 1. Micrografia optica (5x) de tiras de grafeno monocapa y de pocas capas (de entre 2 y 4 capas) sobre una oblea de silicio obtenidas mediante friccion de polvo de grafito emplazado entre dos obleas de silicio durante 500 ciclos circulares con una presion aproximada de 200 Pa (presion realizada con los dedos de la mano).
Figura 2. Imagenes SEM (siglas de Scanning Electron Microscopy, Microscopia electronica de barrido) de nanotiras de grafeno monocapa y de pocas capas sobre una oblea de silicio, dichas tiras obtenidas mediante friccion de polvo de grafito emplazado entre dos obleas de silicio durante a) 400 ciclos circulares o b) 800 ciclos circulares con una presion aproximada de 200 Pa (presion realizada con los dedos de la mano).
Figura 3. Imagen AFM (siglas de Atomic Force Microscopy, Microscopia de fuerza atomica) 15 ^m x 15 ^m (a) y b)), 5 ^m x 5 ^m (c)) de tiras de grafeno monocapa y de pocas capas (entre 2 y 4 capas) sobre una oblea de silicio, obtenidas mediante friccion de polvo de grafito emplazado entre dos obleas de silicio durante 500 ciclos circulares con una presion aproximada de 200 Pa (presion realizada con los dedos de la mano).
Figura 4. Espectro Raman de tiras de grafeno monocapa y de pocas capas (entre 2 y 4 capas) sobre una oblea de silicio, obtenidas mediante friccion de polvo de grafito emplazado entre dos obleas durante 500 ciclos circulares con una presion aproximada de 200 Pa (presion realizada con los dedos de la mano).
Figura 5. Micrografia optica (20x) de tiras de grafeno monocapa y de pocas capas (entre 2 y 4 capas) sobre una oblea de silicio, dichas tiras obtenidas mediante friccion de polvo de grafito emplazado entre dos obleas de silicio durante 200 ciclos circulares con una presion aproximada de a) 100 Pa (baja) y b) 3 kPa (alta).
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Figura 6. Micrografias opticas (50x) de tiras de grafeno monocapa y de pocas capas (entre 2 y 4 capas) sobre una oblea de silicio, dichas tiras obtenidas mediante friccion de polvo de grafito emplazado entre dos obleas de silicio a una presion de aproximadamente 200 Pa (presion realizada con los dedos de la mano) y diferente numero de ciclos de friccion: a) 250, b) 500, c) 1000 y d) 2000.
Figura 7. Micrografias opticas a) (5x), b) (100x) de tiras de nitruro de boro monocapa y de pocas capas (entre 2 y 4 capas) sobre una oblea de silicio, dichas tiras obtenidas mediante friccion de polvo de nitruro de boro emplazado entre dos obleas de silicio durante 1000 ciclos de friccion circulares con una presion aproximada de 200 Pa (presion realizada con los dedos de la mano).
Figura 8. Micrografia optica (20x) de tiras de grafeno y nitruro de boro sobre una oblea de silicio, tras 1000 ciclos circulares de friccion para el polvo de nitruro de boro y 800 ciclos circulares de friccion para el polvo de grafito (metodo 1, ejemplo 4).
Figura 9. Espectro Raman de 1) polvo de nitruro de boro; 2) tiras de pocas capas (entre 2 y 4 capas) de nitruro de boro, y; 3) tiras monocapa de nitruro de boro, sobre una oblea de silicio, dichas tiras obtenidas mediante 1000 ciclos circulares de friccion con una presion aproximada de 200 Pa (presion obtenida mediante presion con los dedos de la mano).
Figura 10. Tira de grafeno monocapa o multicapa transferido de la superficie del sustrato de silicio a otro sustrato de silicio con la superficie limpia mediante el uso de cinta adhesiva comunmente denominada papel celo o fixo.
Figura 11. Curva intensidad-voltaje (I-V) de a) tiras de grafeno de pocas capas (entre 2 y 4 capas), y b) y c) tiras de grafeno monocapa sobre una oblea de silicio, dichas tiras obtenidas mediante 1000 ciclos circulares de friccion con una presion aproximada de 200 Pa (presion obtenida mediante presion con los dedos de la mano).
Figura 12. Difraccion de rayos-X de grafito comercial (Gr0n) y molido (Gr3n). Segun la ecuacion de Debye-Scherrer, a partir de los valores del ancho del pico de difraccion a la mitad de la maxima intensidad (restando la contribution instrumental a este ancho de pico),
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se obtuvieron los siguientes valores del tamano de cristal en cada caso: Gr0n: 47,1 nm; Gr3n: 19,5 nm.
Fig. 13. Micrografias opticas (a) 20x, b) 100x) de nano-bandas monocapa y de unas pocas capas de grafeno y nitruro de boro en obleas de silicio (presion aplicada con los dedos, aproximadamente 200 Pa), obtenidas mediante una mezcla al 50% de polvo de grafito y polvo de nitruro de boro. El numero de ciclos de friccion concentricos es de 800.
Fig. 14. Micrografia optica (5x) de tiras de grafeno monocapa, de pocas capas (de entre 2 y 4 capas) y multicapa sobre una oblea de silicio obtenidas mediante friccion de polvo de grafito emplazado entre una oblea de silicio y una oblea de mica durante 500 ciclos circulares con una presion aproximada de 200 Pa (presion realizada con los dedos de la mano).
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
En el contexto de la presente invention los siguientes terminos tienen los siguientes significados:
El termino “lamina” se refiere a un material bidimensional. Normalmente la superficie de la lamina es continua, sin huecos y sin ondas. Las dimensiones de la lamina se obtienen en el proceso y pueden obtenerse laminas de las dimensiones que se deseen. El limite superior de las dimensiones de la lamina viene dado por las dimensiones de la superficie del sustrato que cubre durante el procedimiento. En una realization la lamina tiene la misma dimension que la superficie del sustrato que cubre. En otra realizacion la lamina cubre parcialmente la superficie del sustrato. Los terminos “recubrir” y “cubrir” son equivalentes en la presente invencion.
En esta invencion los terminos “tira” y “banda” son equivalentes y se refieren a un material con una dimension mas larga que la otra. Estas tiras estan formadas por de una a cinco capas de un material seleccionado de entre grafeno, nitruro de boro, preferiblemente nitruro de boro hexagonal, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno. En particular, debido a la naturaleza del grafeno y del nitruro de boro hexagonal, sus capas en la presente
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invention tienen un espesor monoatomico. Las capas de disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno son de grosor molecular. Las tiras que estan formando la lamina pueden estar superpuestas y/o cruzadas o en cualquier disposition relativa entre ellas, por ejemplo, organizadas paralelamente en la lamina.
El ancho de las tiras puede variar entre 5nmy 50 ^m, entre 10 nm y 20 ^m, entre 50 nm y 200 nm, preferiblemente de desde 55 nm a hasta 180 nm, y mas preferiblemente de desde 60 hasta 150 nm. Debido a sus dimensiones en el rango de los nanometros pueden denominarse tambien "nano-bandas” o "nano-tiras”.
En una realization la lamina esta formada por tiras del mismo material. En otra realization la lamina esta formada por tiras de diferentes materiales, lo que se denomina heteroestructura o heterolamina. En una realizacion preferida la heterolamina esta formadas por tiras de grafeno y tiras de nitruro de boro, preferiblemente tiras de nitruro de boro hexagonal. En otra realizacion la heterolamina esta formada por tiras de grafeno y tiras de disulfuro de molibdeno. En otra realizacion la heterolamina esta formada por tiras de grafeno y tiras de disulfuro de tungsteno.
Cuando el procedimiento se realiza para obtener una heterolamina, la presente invencion presenta dos posibles metodos:
En un primer metodo la heterolamina se obtiene emplazando, en el paso a), polvo de al menos dos materiales multicapa seleccionados de entre el grupo que consiste en grafito, nitruro de boro (preferiblemente tiras de nitruro de boro hexagonal), disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno.
En un segundo metodo, la heterolamina se obtiene realizando el procedimiento de la invencion empleando polvo de un solo material multicapa. Tras haber obtenido la lamina de dicho material, se ubica polvo de un segundo material multicapa entre dos sustratos solidos donde al menos uno comprende la lamina del primer material obtenida anteriormente.
En esta invencion el termino "capa” se refiere a cada estructura bidimensional de un atomo o molecula de espesor, es decir, de grosor monoatomico o monomolecular. Por ejemplo, una
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capa de grafeno se refiere a una capa con un grosor de un atomo de carbono y corresponde al grosor de una sola capa de grafeno.
Las tiras pueden comprender una, dos, tres, cuatro o cinco capas, lo que en esta invention se refiere a tiras "de pocas capas”.
El termino “multicapa” en esta invencion se refiere a mas de 5 capas.
El ancho de las capas puede variar de desde 5 nm hasta 50 ^m, entre 10 nm y 20 ^m, preferiblemente de desde 50 nm a hasta 200 nm, preferiblemente de desde 55 nm a hasta 180 nm, y mas preferiblemente de desde 60 hasta 150 nm.
En una realization preferida la lamina esta formada por tiras y estas a su vez por capas de grafeno. El grafeno es una sustancia formada de carbono puro, con atomos dispuestos en patron regular hexagonal en una hoja de un atomo de espesor. Los terminos “hoja” y “capa” se pueden emplear de forma equivalente en la presente invencion. En la presente invencion, una lamina formada por tiras de una a cinco capas de grafeno se denomina “lamina de grafeno”, y una tira formada por de una a cinco capas de grafeno se denominan “tira de grafeno”.
En otra realizacion la lamina esta formada por tiras y estas a su vez por capas de nitruro de boro hexagonal. El nitruro de boro hexagonal tiene una estructura hexagonal donde los atomos de nitrogeno y boro estan unidos por enlaces covalentes en el mismo plano. Asi, por ejemplo, el espesor de una capa de nitruro de boro hexagonal es de caracter atomico.
En otra realizacion la lamina esta formada por tiras y estas a su vez por capas de disulfuro de molibdeno. En el disulfuro de molibdeno el molibdeno presenta una esfera de coordination trigonal prismatica a la que se unen los atomos de azufre, y cada atomo de azufre se une de forma piramidal a tres atomos de molibdeno, formando una estructura laminar donde los atomos de molibdeno se encuentran entre los atomos de azufre. Esta estructura laminar es a la que se refiere esta invencion cuando se refiere a una capa de disulfuro de molibdeno.
En otra realizacion la lamina esta formada por tiras y estas a su vez por capas de disulfuro de tungsteno (o tambien llamado disulfuro de wolframio). El disulfuro de tungsteno tambien
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tiene una estructura laminar que es a la que se refiere esta invention cuando se refiere a una capa.
Los terminos “grosor” y “espesor” se emplean indistintamente en esta invencion para indicar la menor de las dimensiones de la capa o de la lamina. El “grosor” o “espesor” de las tiras se define en numero de capas.
La expresion “emplazar el polvo” significa poner, situar, colocar o ubicar el polvo del material multicapa entre los sustratos.
La masa o cantidad de polvo a utilizar depende del area superficial de al menos un sustrato sobre el que se va a formar la lamina.
En una realization preferida la cantidad de polvo de material multicapa de partida es de entre 0,25 ng/mm2 y 5 ng/mm2. En otra realizacion se emplean entre 0,5 ng/mm2 y 2,5 ng/mm2. En otra realizacion se emplean al menos 0,75 ng/mm2 de polvo. En otra realizacion se emplea al menos 1 ng/mm2. Por ng/mm2 se entiende ng de polvo por mm2 de area superficial de sustrato sobre el que se va a formar la lamina.
A modo ilustrativo, en los ejemplos de la presente invencion, se emplean obleas de silicio pre-cortadas en fragmentos cuadrados de 10mm de lado (superficie = 100mm2). Por lo tanto, si en un ejemplo se utilizaron 25 ng de polvo de grafito, la masa por unidad de superficie empleada fue 25 ng /100mm2 = 0,25 ng/mm2. Es de destacar que, debido a la perdida de material durante el proceso de friction, siempre es conveniente poner mas cantidad que la cantidad teorica necesaria para formar una monocapa de grafeno cubriendo toda la superficie. Dicha cantidad teorica esta calculada en el estado de la tecnica. Segun dicho calculo un gramo de grafeno (monocapa) cubre teoricamente 2630 m2 de superficie (2630 m2/gr, vease por ej. B. Kuchta et al. Journal of American Chemical Society, 2012, 134, 15130-15137).
El termino “polvo” se refiere a “polvo de material multicapa” y se refiere preferiblemente a polvo cristalino. A su vez el polvo cristalino puede ser policristalino o monocristalino. Por lo tanto, en una realizacion el polvo es policristalino. En otra realizacion el polvo es monocristalino. El polvo esta constituido por lo que se pueden denominar como granos,
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particulas o nanoparticulas de polvo, por lo que cuando esta invention se refiere a "el tamano del polvo” significa "el tamano de los granos, particulas o nanoparticulas del polvo”. En esta invencion, los terminos granos, particulas y nanoparticulas de polvo pueden ser equivalentes, ya que los granos o particulas tienen un tamano en el rango de los nm, donde dicho rango en esta invencion se define de entre 5 nm y 500 nm, dichas particulas o granos se consideran nanoparticulas.
En una realization el tamano del polvo del material multicapa es de entre 50 ^m y 5 nm. En otra realizacion, el polvo del material multicapa tiene un tamano de entre 20 ^m y 10 nm. En otra realizacion el polvo del material multicapa tiene un tamano de entre 10 ^m y 20 nm, y en otra realizacion es de entre 50 ^m y 50 nm, preferiblemente de desde 55 nm a hasta 180 nm, y mas preferiblemente de desde 60 hasta 150 nm. En cualquiera de estas realizaciones el polvo de material multicapa puede ser polvo cristalino.
Los metodos para medir el tamano del dominio cristalino son conocidos en el estado de la tecnica. Por ejemplo se puede emplear la formula de Scherrer a partir de los valores de la difraccion de rayos-X. Una particula de polvo cristalino puede constar de un solo dominio cristalino o de varios, por lo que el tamano de dominio cristalino es el tamano mmimo del material. El tamano del dominio cristalino es de entre 5 nm y 200 nm, preferiblemente entre 10 nm y 60 nm, y mas preferiblemente de entre 15 nm y 60 nm.
En una realizacion preferida se emplea polvo de grafito. Normalmente, las particulas o granos de polvo de grafito comercial tienen un tamano con un limite superior de 50 ^m, ya que se hacen pasar por un tamiz de este tamano. Dichas particulas o granos de polvo de grafito pueden ser el resultado de la agregacion de varias particulas de menor tamano o de nanoparticulas.
Por otra parte, en una realizacion el tamano del dominio cristalino del grafito es de entre 5 nm y 200 nm, en otra realizacion es de entre 10 nm y 60 nm, y preferiblemente de aproximadamente 50 nm. Las particulas o granos de polvo de grafito cristalino pueden ser el resultado de la agregacion de varias particulas o de nanoparticulas.
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Tanto el polvo de grafito como el polvo de grafito cristalino se pueden moler para obtener tamanos inferiores de particula.
El tamano de estos granos/particulas/nanoparticulas en el polvo cristalino de grafito se puede medir mediante difraccion rayos X. Una particula de polvo de grafito puede constar de un solo dominio cristalino o de varios, por lo que el tamano de dominio cristalino es el tamano mmimo del material, es decir, las particulas de polvo de grafito pueden tener tamanos hasta de 5 nm.
Por lo tanto, en una realization el tamano del polvo de grafito es de entre 50 ^m y 5 nm. En otra realizacion, el tamano del polvo de grafito es de entre 50 ^m y 10 nm. En otra realizacion el tamano del polvo de grafito es de entre 50 ^m y 15 nm. En otra realizacion el tamano del polvo de grafito es de entre 50 ^m y 50 nm.
En otra realizacion particular el polvo de grafito es grafito pirolrtico de alto ordenamiento (conocido en la tecnica por sus siglas en ingles: HOPG).
En otra realizacion se emplea polvo de nitruro de boro. En una realizacion se emplea polvo de nitruro de boro comercial tamizado con un tamiz de 10 ^m. En una realizacion el tamano de dominio cristalino esta entre 50-200 nm, en otra realizacion el tamano del dominio cristalino se encuentra entre 100-200 nm y mas preferiblemente entre 150-180nm. El polvo de nitruro de boro se puede moler para disminuir su tamano. En una realizacion el tamano del polvo de nitruro de boro es de entre 50 ^m y 5 nm. En otra realizacion el tamano del polvo de nitruro de boro es de entre 50 ^m y 10 nm, preferiblemente de entre 50 ^m y 50 nm y mas preferiblemente entre 10 ^m y 100 nm.
El procedimiento de la presente invention no emplea disolventes.
El “sustrato” de la presente invencion es solido. Los terminos “sustrato solido” y “sustrato” se emplean indistintamente en este texto. En una realizacion los dos sustratos solidos entre los cuales se emplaza el polvo de material multicapa son de distinto material. En otra realizacion preferida, los dos sustratos solidos entre los cuales se emplaza el polvo de material
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multicapa son del mismo material. Los sustratos pueden estar formados por los siguientes materiales:
a) materiales inorganicos, como por ejemplo,
(i) materiales semiconductors,
(ii) materiales dielectricos;
(iii) metales; o
b) otros materiales.
En una realization preferida, el sustrato sobre el que se forma la lamina es inorganico.
En una realizacion al menos un sustrato esta formado por un material semiconductor. En una realizacion preferida el material semiconductor se selecciona del grupo que consiste en silicio y carburo de silicio. En una realizacion al menos un sustrato esta formado por cristal de silicio.
En una realizacion al menos un sustrato esta formado por un material dielectrico. En una realizacion preferida el material dielectrico se selecciona del grupo que consiste en ceramica, mica y vidrio. Los materiales ceramicos pueden ser de tipo oxido, no-oxido o compuesto. En una realizacion preferida el material ceramico es porcelana. En una realizacion particular el material ceramico es de tipo oxido, preferiblemente de oxido metalico de metal de transition. En una realizacion particular el material ceramico es de tipo oxido y se selecciona de entre alumina, oxido de berilio, oxido de cerio, oxido de zinc y zirconia (tambien llamado dioxido de zirconio).
En una realizacion al menos un sustrato esta formado por un material metalico (de metal), donde el metal puede ser cobalto, cobre, plata, oro, hierro, platino o paladio, preferiblemente cobalto.
En otra realizacion al menos un sustrato esta formado por otro material diferente a los materiales inorganicos descritos anteriormente seleccionado del grupo que consiste en plastico, papel y madera.
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La superficie original del sustrato sobre la que se va a formar la lamina con el proceso de la invention tiene una rugosidad de entre 0,2 y 2 nm, preferiblemente menor de 1 nm, preferiblemente de entre 0,3 nm y 0,5 nm, y mas preferiblemente menor de 0,5 nm. La superficie es preferiblemente plana.
El sustrato puede tener cualquier dureza, por ejemplo mayor de 1 en la escala de Mohs. En una realization preferida, el sustrato tiene una dureza de entre 4,5 y 10 en la escala de Mohs. En una realizacion mas preferida, el sustrato tiene una dureza al menos de 7 en la escala de Mohs.
El grosor del sustrato es irrelevante para la presente invencion. El area superficial del sustrato es relevante para calcular la cantidad de polvo necesaria para obtener una lamina de material formada por tiras de entre 1 a 5 capas.
En una realizacion preferida al menos un sustrato es una oblea de cristal de silicio. En otra realizacion preferida, los dos sustratos son obleas de cristal de silicio.
La friction entre las superficies de los sustratos se puede realizar en cualquier direction, por ejemplo circular, lineal, formando triangulos, cuadrados, etc. y en cualquier angulo respecto a la superficie terrestre, en vertical o en horizontal.
No se necesita mucha fuerza para realizar la presion. Por ejemplo, la presion que realizan dos dedos de una misma mano (por ejemplo, pulgar e mdice) sobre los sustratos al realizar el movimiento de friccion de manera manual es suficiente para obtener las laminas de la presente invencion. Es decir, la presion minima podria tener un valor de alrededor de 0.1 kPa (100 Pa), que es la que se conoce que pueden hacer los dedos de la mano. En una realizacion la friccion se realiza de forma manual. En otra realizacion la friccion se realiza de forma mecanica.
La friccion se realiza en varios ciclos de friccion. Un "ciclo de friccion” se define como el movimiento de friccion que se realiza entre los sustratos para volver a una position inicial y que se repite consecutivamente. El numero de repeticiones o ciclos depende de las siguientes caracteristicas:
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• La presion o fuerza aplicada al realizar la friccion:
La presion y el numero de ciclos son inversamente proporcionales.
o En una realization particular donde se hace la friccion de manera manual, es decir, entre 0.1 kPa y 1 kPa, se pueden obtener tiras sueltas con 20-50 ciclos, pero para obtener las laminas de la invention son necesarios entre 400 y 1000 ciclos, preferiblemente mas de 500 ciclos. o En una realizacion particular donde se hace la friccion de manera mecanica, por ejemplo, con una presion de entre 1.1 kPa y 500 kPa, se necesitan pocos ciclos para obtener las laminas de la invencion, preferiblemente menos de 100 ciclos, mas preferiblemente menos de 50 ciclos.
• El tamano del polvo de material multicapa:
En una realizacion en la que se emplean sustratos de silicio, la friccion se realiza de forma manual y el polvo de grafito tiene un tamano de entre 50 nm y 50 ^m, el numero de ciclos puede variar de desde 10 hasta 2000 ciclos respectivamente.
• La cantidad de polvo y la dureza del sustrato.
Se emplea la cantidad de polvo calculada en funcion del area superficial, tal y como se ha comentado anteriormente. Se hace notar que en el caso de que se empleen sustratos de gran dureza, es decir, sustratos con una dureza mayor de 4, preferiblemente mayor de 4,5 en la escala de Mohs, por ejemplo el silicio que presenta una dureza de 7 en la escala de Mohs, si se anade mas cantidad de polvo de material multicapa no es tan importante ya que el polvo sobrante caera de entre los sustratos durante el procedimiento de friccion. Sin embargo, cuando se emplean sustratos de baja dureza, es decir una dureza menor de 4 en la escala de Mohs, por ejemplo la mica que presenta una dureza de 2,8 en la escala de Mohs, el uso de la minima cantidad de polvo en relation con la superficie de sustrato es imprescindible para evitar que se formen aglomeraciones de polvo sobre el sustrato. Ademas, cuando se emplean sustratos de baja dureza es preferible emplear presiones bajas de friccion, preferiblemente 200 Pa o menores.
• La velocidad de los ciclos de friccion.
De los ejemplos realizados los investigadores consideran que el aumento en la velocidad de la friccion podria tener un efecto similar al del aumento de la presion, es decir, al aumentar la velocidad de la friccion aumenta el numero de tiras por ciclo de
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friccion y disminuye el numero de ciclos necesarios. Ademas, parece haber otra similitud, y es que cuando se utilizan dos sustratos de silicio y se aumenta mucho la velocidad y/o la presion no se pueden realizar los ciclos de friccion necesarios para obtener las laminas dado que durante la friccion las dos laminas formadas en cada uno de los sustratos tienden a unirse, bloqueandose por tanto la friccion.
La velocidad de friccion preferida es de entre 5 y 100 cm/s, en otra realization la velocidad de friccion es de entre 10 y 50 cm/s. En otra realizacion la velocidad de friccion es de entre 10 y 30 cm/s. Estas velocidades son aproximadas y estan calculadas para sustratos con un area superficial de 1 cm2.
En una realizacion preferida, en el procedimiento se realiza adicionalmente un paso c) que comprende retirar la lamina obtenida tras el paso b) sobre el al menos un sustrato solido sobre el que se ha formado dicha lamina. Dicho paso c) se puede realizar por cualquier metodo de transferencia conocido en la tecnica, preferiblemente por el metodo conocido en la tecnica de la cinta adhesiva (papel celo o fixo) (ver ejemplo 6).
Tal como se usa en el presente documento, el termino “aproximadamente” significa una ligera variation del valor especificado, preferiblemente dentro del 10 por ciento del valor especificado. No obstante, el termino “aproximadamente” puede significar una mayor tolerancia de variacion dependiendo de, por ejemplo, la tecnica experimental usada. El experto entiende dichas variaciones de un valor especificado y estas se encuentran dentro del contexto de la presente invencion. Ademas, para proporcionar una descripcion mas concisa, algunas de las expresiones cuantitativas facilitadas en el presente documento no van calificadas con el termino “aproximadamente”. Se entiende que, se use o no de manera explicita el termino “aproximadamente”, cada cantidad dada en el presente documento pretende referirse al valor dado real, y tambien pretende referirse a la aproximacion de tal valor dado que se deduciria de manera razonable basandose en la experiencia comun en la tecnica, incluyendo equivalentes y aproximaciones debidas a las condiciones experimentales y/o de medicion para tal valor dado.
Estos aspectos y realizaciones preferidas de la misma se definen tambien adicionalmente en las reivindicaciones.
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Con el fin de facilitar la comprension de las ideas precedentes, se describen a continuation algunos ejemplos de los procedimientos experimentales y ejemplos de realization de la presente invention. Dichos ejemplos son de caracter meramente ilustrativo.
EJEMPLOS
Ejemplo 1. Influencia de la friccion en la formacion de nano-bandas y laminas de grafeno obtenidos mediante el procedimiento de la presente invencion
Se colocan al menos 200 ng (2 ng/mm2) de grafito en polvo (tamano de dominio cristalino = 19,5 nm, obtenido por un proceso de molienda) o polvo de tamano de dominio cristalino = 47,1 nm (calidad comercial Merck)) entre 2 obleas de silicio (rugosidad media de 0,5 nm en 15 micras y dureza 7 en la escala Mohs). Las obleas de silicio presentan una capa de dioxido de silicio inferior a 5nm.
Las obleas de silicio de los ejemplos son obleas de silicio de 4 pulgadas de diametro pre- cortadas en fragmentos cuadrados de 10mm de lado (superficie = 100 mm2) (en concreto, se venden pre-cortadas en 55 fragmentos).
Por lo tanto, la concentration de polvo por unidad de superficie es 200ng/100mm2= 2 ng/mm2. La friccion se realiza manualmente de manera concentrica con diferentes ciclos de friccion: 250 (Fig. 6a), 400 (Fig. 2a), 500 (Fig. 1 and 6b), 800 (Fig. 2b), 1000 (Fig. 6c) y 2000 (Fig. 6d) y tambien con diferente presion aplicada durante la friccion: 100 Pa (Fig. 5a), 200 Pa (Fig. 1-4 y 6) y 3 kPa (Fig. 5b).
La Fig. 2a muestra que en el caso de pocos ciclos de friccion (400 o menos) se forman sobre la oblea de silicio puntos de grafito, asi como nano-bandas de grafeno multicapa o de pocas capas (<5) (ver tambien Fig. 6a). Al incrementar el numero de ciclos de friccion, los puntos de grafito desaparecen y aumenta el numero de nano-bandas de grafeno (Fig. 2b y Figura 6a y 6b). Despues de 500 ciclos de friccion o mas se obtienen unicamente laminas de grafeno monocapa o de pocas capas (Fig. 1).
Las figuras 1 a 3 muestran la formacion sobre obleas de silicio de nano-bandas monocapa y de pocas capas (Fig. 2a y 3) y laminas (Fig. 1 y Fig. 2b), las cuales se pueden diferenciar mediante microscopia optica (Fig. 1, 5 y 6), microscopia electronica de barrido (Fig. 2), microscopia de fuerzas atomicas (Fig. 3), espectroscopia Raman (Fig. 4) y caracterizacion electrica (curvas I-V, Fig. 11).
Estos resultados confirman que la formacion de nano-bandas y laminas de grafeno depende del numero de ciclos de friccion.
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Ejemplo 2. Influencia de la presion aplicada sobre la formacion de nano-bandas de grafeno obtenidos mediante el procedimiento de la presente invencion
En la Fig. 5 se muestra que la aparicion de nano-bandas de grafeno monocapa y de pocas capas (<5) sobre las obleas de silicio depende de la presion aplicada durante la friccion. En el caso de presiones pequenas aplicadas manualmente (aprox. 200 Pa) se obtienen principalmente puntos de grafito y unas pocas nano-bandas de grafeno sobre la oblea de silicio (Fig. 5 a). Al aumentar la presion aplicada (aprox. 3 kPa) y para el mismo numero de ciclos de friccion, desciende la cantidad de puntos de grafito y se forman principalmente nano-bandas de grafeno sobre la oblea de silicio (Fig. 5 b).
Estos resultados confirman que el numero (densidad) de las nano-bandas depende de la presion aplicada.
Por lo tanto, el numero de nano-bandas de grafeno depende tanto del numero de ciclos de friccion como de la presion aplicada en la friccion.
Ejemplo 3. Influencia de los ciclos de friccion y de la presion aplicada sobre la formacion de nano-bandas de nitruro de boro obtenidos mediante el procedimiento de la presente invencion
Se colocan al menos 200 ng (200ng/100mm2= 2 ng/mm2) de nitruro de boro hexagonal en polvo (tamano de dominio cristalino = 184nm, calidad comercial Goodfellow) entre dos obleas de silicio (de 10 mm de lado (superficie = 100 mm2), rugosidad aproximada = 0,5 nm en 15 micras; dureza en la escala Mohs = 7) con una capa de dioxido de silicio con espesor inferior a 5nm y se realizan manualmente 1000 ciclos de friccion.
La Fig. 7 muestra que se forman sobre la oblea de silicio nano-bandas de nitruro de boro, tanto monocapa como de unas pocas capas. Estas nano-bandas de nitruro de boro de una capa (monocapa), de pocas capas (entre 2 y 4 capas) o muliticapas se pueden diferenciar mediante microscopia optica (Fig. 7) y espectroscopia Raman (Fig. 9).
Las caracteristicas de las nano-bandas de nitruro de boro depende, al igual que ocurre con las nano-bandas de grafeno, de la presion aplicada y del numero de ciclos de friccion.
Por lo tanto, estos resultados confirman que esta tecnologia es universal y permite la obtencion de nano-bandas y laminas de grafeno, nitruro de boro y cualquier otro material bidimensional.
Ejemplo 4. Formacion de nano-bandas de diferentes materiales atomicos bidimensionales en la misma oblea de silicio obtenidos mediante el procedimiento de la presente invencion
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Metodo 1
Se colocan al menos 200 ng (2 ng/mm2) de nitruro de boro hexagonal en polvo (tamano de dominio cristalino = 184nm, calidad comercial Goodfellow) entre dos obleas de silicio (de 10mm de lado (superficie = 100 mm2), rugosidad aproximada = 0,5 nm en 15 micras; dureza en la escala Mohs = 7) con una capa de dioxido de silicio con espesor inferior a 5 nm y se realizan manualmente 1000 ciclos de friccion. Despues de la formation de estas nano- bandas de nitruro de boro, se paran los ciclos de friccion y se coloca 200 ng (2 ng/mm2) (o mas) de grafito en polvo (obtenido por molienda del producto comercial Merck; tamano de dominio cristalino = 19,5nm) sobre la oblea de silicio conteniendo las nano-bandas de nitruro de boro. Se continua con el proceso de friccion manual (800 ciclos). Como resultado, se obtienen sobre la misma oblea de silicio tanto nano-bandas de nitruro de boro como de grafeno (Fig. 8).
En la Fig. 8 se muestran las nano-bandas de grafeno y de nitruro de boro sobre una oblea de silicio (presion aplicada con los dedos, aproximadamente 200 Pa). El numero de ciclos de friccion concentricos son de 1000 para el nitruro de boro y de 800 para el polvo de grafito. Metodo 2
Se hace una mezcla homogenea al 50% de polvo de nitruro de boro hexagonal (calidad comercial Goodfellow; tamano de dominio cristalino = 184 nm) y de polvo de grafito (obtenido por molienda del producto comercial Merck; tamano de dominio cristalino = 19,5 nm). Esta mezcla se coloca entre dos obleas de silicio (rugosidad aproximada = 0,5 nm en 15 micras; dureza en la escala Mohs = 7) con una capa de dioxido de silicio con espesor inferior a 5 nm y se realizan manualmente 800 ciclos de friccion. Como resultado, se obtienen conjuntamente nano-bandas de nitruro de boro y de grafeno (Figura 13).
En la figura 13 se muestran nano-bandas de grafeno y de nitruro de boro sobre una oblea de silicio. El numero de ciclos de friccion es de 800. La friccion se realiza en una mezcla al 50% de polvo de nitruro de boro hexagonal y de polvo de grafito.
Estos resultados confirman que la metodologia propuesta en la presente invention permite obtener nano-bandas de diferentes materiales atomicos bidimensionales en el mismo substrato.
Ejemplo 5. Formacion de heteroestructuras y superredes de diferentes materiales atomicos 2D obtenidos mediante el procedimiento de la presente invencion
Despues de obtener nano-bandas de grafeno y la posterior friccion de polvo de nitruro de boro hexagonal sobre la misma oblea de silicio mediante el procedimiento de la presente
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invencion, se observa la formacion de nanoestructuras mixtas de grafeno / nitruro de boro en las zonas de cruce entre las nano-bandas de grafeno y las de nitruro de boro (Figuras 8 y 13). Por lo tanto, queda de manifiesto que mediante la repeticion continuada del proceso de friccion con polvos de diferentes materiales atomicos bidimensionales se forman heteroestructuras en las areas de cruce entre nano-bandas.
Es posible obtener laminas de diferentes materiales atomicos bidimensionales sobre una lamina de grafeno (Figura 1) mediante la friccion posterior con otros materiales pulverulentos, formandose superredes de materiales atomicos bidimensionales que consisten en varias laminas de grafeno, nitruro de boro u otros materiales atomicos bidimensionales.
Ejemplo 6. Transferencia de nano-bandas de materiales atomicos 2D obtenidos mediante el procedimiento de la presente invencion de un sustrato a otro.
Las nano-bandas obtenidas sobre obleas de silicio pueden retirarse de la oblea mediante el uso de cinta adhesiva (celo). Para ello, la cinta adhesiva se pega en la superficie de la oblea de silicio que contiene nano-bandas y se retira de la superficie. Durante este proceso, las nano-bandas se pegan a la cinta adhesiva. Despues de pegar la cinta adhesiva sobre la superficie limpia de otra oblea de silicio, se observa que las nano-bandas de grafeno son transferidas a esta segunda oblea de silicio.
En la Fig. 10 se muestran nano-bandas de grafeno monocapa transferidas desde la superficie de la oblea de silicio a otra superficie limpia (de silicio u otro material) mediante el uso de cinta adhesiva.
Estos resultados confirman que es posible transferir nano-bandas de grafeno o de otro material atomico bidimensional obtenido por el procedimiento que se ha descrito en esta invencion desde una superficie de silicio a otro sustrato mediante el uso de cinta adhesiva. Ejemplo 7. Procedimiento empleando sustratos de diferente material: silicio y mica Se colocan al menos 200 ng (2 ng/mm2) de grafito en polvo (tamano de dominio cristalino = 19,5 nm, obtenido por un proceso de molienda) o polvo de tamano de dominio cristalino = 47,1 nm (calidad comercial Merck)) entre 1 oblea de silicio (rugosidad media de 0,5 nm en 15 micras y dureza 7 en la escala Mohs) y un disco de mica (moscovita grado V1, 9,5 mm de diametro y dureza 2,8 en la escala Mohs). La oblea de silicio presenta una capa de dioxido de silicio inferior a 5nm.
Por lo tanto, la concentration de polvo por unidad de superficie es 200ng/100mm2 = 2 ng/mm2. La friction se realiza manualmente de manera concentrica con diferentes ciclos de friction: 250,400, 500 (Fig. 13), 800, 1000.
En la figura 13 se pueden observar tiras de grafeno monocapa y de pocas capas (de entre 2 5 y 4 capas), asi como tambien alguna tira multicapa. Las tiras multicapa se eliminan al aumentar el numero de ciclos de friccion.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para obtener una lamina de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o una lamina de mezclas de los mismos; donde dicha lamina esta formada por un conjunto de tiras, donde dichas tiras consisten en de una a cinco capas de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno o de disulfuro de tungsteno, donde dichas capas presentan un espesor monoatomico o monomolecular, y donde dicho procedimiento comprende:
    a) emplazar polvo de al menos un material multicapa seleccionado del grupo que consiste en grafito, nitruro de boro, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno, entre dos sustratos solidos, y
    b) hacer friccionar las superficies de dichos sustratos entre ellas y con dicho polvo, estando emplazado dicho polvo entre ellas,
    para formar la mencionada lamina sobre la superficie de al menos uno de los sustratos solidos.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1 que comprende adicionalmente una etapa c) que comprende retirar la lamina obtenida tras el paso b) sobre la superficie del al menos uno de los sustratos solidos sobre el que se ha formado dicha lamina.
  3. 3. Procedimiento para recubrir un sustrato con una lamina de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno, de disulfuro de tungsteno o con una lamina de mezclas de los mismos; donde dicha lamina esta formada por un conjunto de tiras, donde dichas tiras consisten en de una a cinco capas de grafeno, de nitruro de boro, de disulfuro de molibdeno o de disulfuro de tungsteno, donde dichas capas presentan un espesor monoatomico o monomolecular, y donde dicho procedimiento comprende:
    a) emplazar polvo de al menos un material multicapa seleccionado del grupo que consiste en grafito, nitruro de boro, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno, entre dos sustratos solidos, siendo al menos uno de ellos el sustrato cuya superficie se quiere recubrir, y
    b) hacer friccionar las superficies de dichos sustratos entre ellas y con dicho polvo, estando emplazado dicho polvo entre ellas,
    5
    10
    15
    20
    25
    para formar la lamina sobre la superficie del sustrato solido que se quiere recubrir.
  4. 4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde al menos uno de los sustratos solidos tiene una rugosidad de entre 0,2 nm y 2 nm.
  5. 5. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde los dos sustratos solidos entre los cuales se emplaza el polvo de material multicapa son del mismo material o son de distinto material.
  6. 6. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde al menos uno de los sustratos solidos tiene una tiene una dureza de entre 4,5 y 10 en la escala de Mohs.
  7. 7. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde al menos uno de los sustratos solidos es de un material seleccionado del grupo que consiste en:
    a) materiales inorganicos, seleccionados del grupo que consiste en
    (i) materiales semiconductores,
    (ii) materiales dielectricos; y
    (iii) metales; o
    b) otros materiales seleccionados del grupo que consiste en plastico, papel y madera.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7 donde el sustrato solido es un material semiconductor seleccionado del grupo que consiste en silicio y carburo de silicio.
  9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 7 donde el sustrato solido sobre el cual se forma la lamina es un material inorganico de metal seleccionado del grupo que consiste en cobalto, cobre, plata, oro, hierro, platino y paladio.
  10. 10. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde las tiras y/o las capas tienen entre 5 nm y 50 ^m de ancho.
  11. 11. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el polvo de material multicapa tiene un tamano medio de particula de entre 5 nm y 50 ^m.
  12. 12. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la lamina de grafeno esta formada por una red de tiras, donde dichas tiras comprenden a su vez una, dos, tres, cuatro o cinco capas de espesor monoatomico de grafeno.
  13. 13. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el polvo de 5 material multicapa es polvo de grafito.
  14. 14. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1-11 donde el polvo de material multicapa es una mezcla de polvo de al menos dos materiales seleccionados del grupo que consiste en grafito, nitruro de boro, disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno.
  15. 15. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde se emplean 10 entre 0,25 y 5 nanogramos de polvo por mm2 de area superficial del sustrato sobre el que se
    va a formar una lamina.
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