EL GRAFENOEl grafeno es un material que pertenece al dominio de la Física Cuántica, hasta el momento es considerado uno de los materiales más fuertes en el mundo y es visto como un material que puede revolucionar los avances más importantes en la tecnología.

El grafeno es un conductor de la electricidad aún mejor que el cobre, es resistente, delgado y puede ser el reemplazo del silicio, es un material capaz de convertirse en un monitor y un procesado.

Pero el grafeno también ha deslumbrado a los físicos por las oportunidades de investigación basica que ofrece.

Su uso permitiría estudiar fenómenos relacionados con la Mecanica Cuántica.

Sus propiedades conductoras permiten suponer que los transistores del grafeno serán más rápidos que los del silicio, con lo que se obtendrán computadoras más eficientes y rápidas. Su condición de casi transparente apunta a la producción de mejores pantallas táctiles, pantallas de dispositivos eléctricos.

¿Qué es el Grafeno?

El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Se considera 200 veces más fuerte que el acero y su densidad es aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, y es aproximadamente cinco veces más ligero que el acero

A partir del carbono se consigue el grafeno. Este material surge cuando pequeñísimas partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un átomo), y en celdas hexagonales. Para que te hagas una idea, su estructura es similar a la que

resulta de dibujar un panal de abejas en un folio. ¿Por qué en un folio? Porque es una superficie plana, de dos dimensiones, como el grafeno.

Es un alótropo del carbono, un teselado hexagonal plano formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se generan a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.

El grafeno también se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito. Ésta, forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que se emplea para fabricar muy variados objetos, desde la mina de los lápices hasta algunos ladrillos.

El grafeno es de los materiales más duros y fuertes existentes, incluso supera la dureza del diamante y es 200 veces más resistente que el acero.

Descubrimiento del grafenoLos principales actores para el descubrimiento del Grafeno fueron Andre Geim y Konstantine Novoselov .

El premio nobel de Fisica 2010 ha sido otorgado a los investigadores Andre Geim y Konstantine Novoselov gracias al desarrollo de un nuevo material llamado Grafeno quienes con un trozo de cinta adhesiva y un lápiz descubrieron el grafeno que tendra varias aplicaciones con realcion a los avances tecnologicos.

Utilidad del Grafeno

Para poder hacernos una idea de en cuántos campos distintos puede aplicarse el grafeno, es necesario echar un vistazo a nuestro alrededor y ver todo lo que nos rodea. Ordenadores, coches, teléfonos móviles y equipos de música son, por mencionar sólo algunos de ellos, cosas que encontramos frecuentemente en nuestra vida cotidiana en las que el grafeno se podría llegar a aplicar.

Por sus propiedades, el grafeno puede servir como material en la fabricación de aviones, satélites espaciales o automóviles, haciéndolos más seguros. También en la construcción de edificios, pues los convertiría en más resistentes.

Pero, sobre todo, destacan sus aplicaciones en el campo de la electrónica, donde a través de su capacidad para almacenar energía puede dotar a las baterías de una mayor duración y un menor tiempo de carga, establecer conexiones más rápidas e incluso contribuir a mejorar el medio ambiente sustituyendo a materiales contaminantes que hoy en día nos vemos obligados a utilizar.

No hay que olvidar su relevancia en el ámbito de la salud. Las prótesis de grafeno podrían sustituir a las actuales, de diversos materiales. O incluso se podría aplicar para mejorar el tratamiento de algunas enfermedades.

Por todo esto, no es de extrañar que se diga que su utilidad es prácticamente ilimitada y que las barreras a su aplicación únicamente son las de la imaginación humana.

Aplicaciones en electrónica

Las propiedades del grafeno son ideales para utilizarlo como componente de circuitos integrados. Está dotado de alta movilidad de portadores, así como de bajo nivel de «ruido». Ello permite que se le utilice como canal en transistores de efecto campo (FET). La dificultad de utilizar grafeno estriba en la producción del mismo material en el sustrato adecuado. Investigadores están indagando métodos tales como transferencia de hojas de grafeno desde grafito (exfoliación) o crecimiento epitaxial (como la grafitización térmica de la superficie del carburo de silicio: SiC).

En diciembre de 2008, IBM anunció que habían fabricado y caracterizado transistores que operaban a frecuencias de 26 gigahercios (GHz). En febrero de 2010, la misma empresa anunció que la velocidad de estos nuevos transistores alcanzó los 100 GHz.17 En septiembre de 2010 se alcanzaron los 300 GHz.18

Las publicaciones especializadas rebosan de artículos en los que se atribuye a esta estructura de carbono cualidad de «panacea universal» en la tecnología para reemplazo de dispositivos de silicio por grafeno. Pero no toda la comunidad científica comparte este optimismo. El célebre físico holandés Walter de Heer afirma:

El grafeno nunca reemplazará al silicio. Simplemente, hará algunas cosas que el silicio no puede hacer. Es como con los barcos y los aviones. Los aviones nunca han reemplazado a los barcos.

Además, el grafeno carece de una banda de resistividad, propiedad esencial que le es inherente al silicio. Eso implica que el grafeno no puede dejar de conducir electricidad: no se puede apagar.

¿Cómo es el material del Grafeno?

El grafeno es un material que combina una gran cantidad de propiedades que no se dan juntas en cualquier otro compuesto. ¿Qué significa esto? Que es capaz de mejorar por completo las condiciones de cualquier superficie donde se aplique.

Y es que es un material muy duro, resistente, flexible y muy ligero; lo que permite moldearlo según las necesidades de cada caso. Conduce muy bien tanto el calor como la electricidad; y permanece en condiciones muy estables cuando se le somete a grandes presiones.

¿Cómo se obtiene el Grafeno?

Para que conserve todas sus propiedades, el mineral ha de ser de la mayor calidad posible. Con el método tradicional de obtención a base de deshojar el grafito con cinta adhesiva, se consigue grafeno de muy alta calidad, pero la cantidad producida es mínima y resulta insuficiente para su uso industrial.

Por otro lado, el empleo de otros métodos para su obtención enfocados en aumentar la cantidad producida no consigue un producto con la calidad suficiente.

Actualmente, se comercializa el grafeno bajo dos formas: En lámina y en polvo.

Propiedades destacadas

-Entre las propiedades destacadas de este material se incluyen:5

-Es extremadamente duro: 100 veces más resistente que una hipotética lámina de acero del mismo espesor6

-Es muy flexible y elástico.

-Es transparente.

-Auto enfriamiento (según algunos científicos de la Universidad de Illinois).