GRAFENO
¿Qué es el grafeno?
Es un material bidimensional compuesto de átomos de Carbono. Los átomos se encuentran unidos entre sí por fuertes enlaces covalentes formando una red hexagonal (los podemos imaginar colocados en los vértices de una red tipo panal de abejas). Es la membrana más fina posible, pues su grosor es de tan sólo un átomo, y tiene la apariencia de una tela transparente y flexible, a la par que extremadamente resistente y conductora de la electricidad.
Propiedades del grafeno
Entre las propiedades más destacadas de este material se incluyen:
- Alta conductividad térmica y eléctrica.
- Semiconductor.
- Alta elasticidad y dureza.
- Resistencia (el material más resistente del mundo).
- El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo.
- Soporta la radiación ionizante.
- Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.
- Menor efecto Joule, se calienta menos al conducir los electrones.
- Consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio.
*Computación cuántica
*Teléfonos móviles flexibles
*Paneles solares
*Industria del blindaje
¿Dónde se encuentra el grafeno?
De forma natural, el grafeno se encuentra en el grafito, material que encontramos cada día en las minas de los lápices. El grafito es una de las varias estructuras a las que da lugar el Carbono. El Carbono, del que está hecho el grafeno, es un elemento fascinante, pues si bien es muy común (nosotros mismos estamos compuestos en gran parte de Carbono), es capaz de dar lugar a muy diversos materiales tan sólo cambiando la forma en la que unos átomos se unen a los otros. Cuando se empaqueta densamente en una estructura tridimensional, tenemos un diamante. Cuando se organiza en una serie de capas bidimensionales débilmente unidas entre sí, tenemos grafito. Cada una de esas capas es grafeno. Estructuras un poco más sofisticadas se producen cuando esas capas bidimensionales se enrollan sobre sí mismas y generan nanotubos unidimensionales, o cuando se forman pequeñas pelotitas (cerodimensionales) llamadas fullerenos.
También es posible generar grafeno de forma artificial, por ejemplo creciéndolo a partir de un sustrato (carburo de silicio), o depositando un gas de átomos de Carbono sobre un metal, como el cobre.
¿Porqué no se disfrutó de sus ventajas desde hace tiempos si es un material común?
Para comprender desde un punto de vista teórico el grafito y sus derivados, los físicos llevaban cincuenta años estudiando las propiedades matemáticas del grafeno. Una de esas propiedades era precisamente la de que el grafeno no debería existir, es decir, se pensaba que si se consiguiese aislar una sola capa de grafito, estaría tan llena defectos que no podría considerarse una red cristalina, y por lo tanto un material propiamente dicho. Sin embargo, la gran sorpresa llegó en 2004 cuando Geim, Novoselov y colaboradores no sólo consiguieron aislar una de estas capas, sino prepararla en el laboratorio para poder hacer medidas de transporte electrónico (algo fundamental para construir un chip).
Curiosamente, antes del descubrimiento, ya existían experimentos en los que, de forma involuntaria, se generaban capas de grafeno sobre algunos metales. Pero por entonces, estas capas eran consideradas como contaminación de las muestras, y los investigadores trataban de deshacerse de ellas de la mejor manera.
4 métodos principales de obtencion del grafeno
1.Exfolación de grafito.
2. Deposición de átomos de carbono.
3. Oxidación de óxido de grafeno.
4. Obtención de grafeno de forma artificial.
Características
- Ofrece una extraordinaria conductividad eléctrica. Se comporta al mismo tiempo como un metal y como un semiconductor, en el que los electrones se mueven a muy alta velocidad. Ofrece también el llamado “efecto Hall cuántico”, esto implica que la conductividad del grafeno nunca será de cero ya que los electrones pueden moverse libremente por toda la lámina de grafeno y no se quedan aislados en zonas de las que no pueden salir.
- Es casi transparente y tan denso que ni el mismo helio es capaz de atravesarlo.
- Es hasta dos cientas veces más resistente que el propio acero y más duro que el preciado diamante.
- Ofrece la misma ligerez y e incluso más flexibilidad que las fibras de carbono.
- Ofrece unas excelentes propiedades como conductor térmico.
- Totalmente capaz de soportar la radiación ionizante.
- Se puede decir que prácticamente no ofrece el efecto Joule, es decir, pérdida de energía cinética de los electrones en forma de calor. Esto implica que se calienta menos al conducir electrones.
- Ofrece una muy buena movilidad de portadores, movilidad electrónica, también un bajo nivel de ruido, algo que permite que sea utilizado como canal en transistores de efecto de campo (FET).
- Se ha demostrado que puede reaccionar químicamente junto con otras sustancias para formar compuestos con distintas propiedades.
https://drive.google.com/open?id=1Z2DVXJyndB8XlMugdeiLrrNrDZalQ2xq
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