Se sumerge una lámina de grafeno en una disolución de sulfato de sodio, una sal común parecida a la de mesa. Junto a la superficie, el agua deja de ser homogénea: se organiza en capas, como una pila de tortitas. Entre estas capas y dentro de ellas se distribuyen los iones, las partículas cargadas en las que se disocia la sal.
Durante mucho tiempo se pensó que junto al grafeno se acumulaban preferentemente los iones positivos de sodio, mientras que los iones negativos de sulfato se mantenían más alejados. Pero experimentos recientes mostraron algo extraño: los iones de sulfato también se acercan a la superficie. Los autores del trabajo construyeron un modelo informático que reproduce el comportamiento de cada átomo y observaron qué ocurre en la interfaz entre la disolución y el grafeno a concentraciones de 0,1 a 2 moles por litro.
Los iones de sulfato cambian la orientación de las moléculas de agua en la segunda capa: estas giran de modo que la señal láser procedente de la interfaz se intensifica y se desplaza hacia el rojo. Esto coincide con las mediciones experimentales. Así pues, los iones no solo flotan cerca, sino que se separan en capas según la profundidad, y esta estratificación controla las propiedades del agua en la superficie.
Esta estructura en capas es importante para dispositivos en los que el grafeno está en contacto con una disolución, desde baterías hasta sensores. Saber cómo se ordenan exactamente los iones junto a la lámina permite ajustar con mayor precisión su funcionamiento.
En la superficie del grafeno, el agua se separa en «tortitas» individuales de una molécula de espesor, y los iones ocupan capas estrictamente definidas, como los pasajeros de un avión: cada uno en su asiento.