El grafeno

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El grafeno

  1. 1. "El secreto de la vida no está en el descubrimiento de nuevas tierras, sino en ver el mundo con ojos nuevos“, Marcel Proust
  2. 2. PhD Andrey K. Geim PhD Konstantin Novoselov El premio Nobel de Física del año 2010 fue entregado a los PhD Andrey K. Geim y Konstantin Novoselov, ambos de origen ruso, por sus experimentos con el grafeno. Aunque se puede pensar que el premio es por el descubrimiento del grafeno, se recalca que la estructura química y atómica ya había sido descubierta para la década de los ’30. El premio fue otorgado más bien por los descubrimientos de las propiedades del material, las cuales han causado un gran interés en la comunidad científica. Hoy se habla de la posibilidades que el grafeno puede proveer a la industria electrónica, en particular a la computacional.
  3. 3.  El grafeno es una estructura compuesta de átomos de carbono que, por medio de enlaces covalentes, forman celdas hexagonales que asemejan a un panal de abejas. Su nombre proviene de la combinación de grafito y el sufijo –eno (utilizado para los compuestos alquenos de química orgánica).  Su principal característica es su grosor: un átomo (1.54 angstroms, aproximadamente). Debido a que éste es el más pequeño de cualquier material conocido, se lo considera como un material bidimensional.  El grafeno no es si no la división en láminas del grafito (o el grafito es más que capas de grafeno montadas), material común en lápices, crisoles, pistones, lubricante sólido, etcétera. Estructura del grafito: varias capas de grafeno montadas una sobre otra.
  4. 4.  Propiedades fisicoquímicas: › Alta conductividad eléctrica y térmica: permiten transferir energía cinética entre sus moléculas (para generar calor por medio de colisiones) y trasferencia de corriente eléctrica. › Gran resistencia (mucho mayor a la del acero): le permite ser un buen material de construcción. › Gran capacidad como reactivo químico: permite reaccionar con gran cantidad de compuestos para crear nuevas sustancias. › Grandes cualidades de estática: posee gran elasticidad y gran dureza, más motivos para ser un gran material de construcción. › Soporta radiación ionizante: no permite que éste tipo de radiación le quite sus electrones libres. La exposición de materiales ionizados es riesgosa para la salud. › Es ligero. › Tiene un mínimo valor del efecto Joule, el cual trata sobre la pérdida de energía útil en forma de calor. › Posee también otras propiedades cuánticas que aun se encuentran bajo estudia por las aplicaciones que puedan presentar.
  5. 5.  Una propiedad que no se mencionó previamente sobre el grafeno es su menor consumo de electricidad, en comparación con el del silicio. Mucha especulación se ha hecho con respecto a la premisa de que el grafeno sustituya al silicio. Como un ejemplo tenemos a la compañía IBM, que anunció que usando el grafeno como material para la construccción de transistores, estos podrían tener hasta casi cuatro veces la capacidad de frecuencia (en comparación con la manufactura de transistores del 2008). Sin embargo, la comunidad científica desea, por el momento, dedicarse al estudio y comprensión del grafeno antes de poder empezar a hablar de las posibles aplicaciones de éste. Se espera que entre quince y veinte años, el grafeno pueda ser un material de uso común a nivel mundial.  Otra aplicación conocida de el grafeno son los nanotubos de carbono, los cuales no son más que tubos de grafeno enrrollados (piensa en una hoja de tabaco).
  6. 6.  Walt de Heer, reconocido científico, declaró que: › "el grafeno nunca reemplazará al silicio". "Nadie que conozca el mundillo puede decir esto seriamente. Simplemente, hará algunas cosas que el silicio no puede hacer. Es como con los barcos y los aviones. Los aviones nunca reemplazaron a los barcos“.  Por otra parte, Andre K. Geim no está totalmente convencido de el futuro del grafeno en la industria tecnológica, instando que aun existen muchos problemas como para que el material sea industrializado: › "Todavía no está nada claro que la tecnología del grafeno vaya a ser mejor de la que ya existe. Cuenta aún con muchos problemas, demasiados como para ser enumerados. Tendrá muchas aplicaciones, pero las más obvias, como los chips o las pantallas, pueden acabar siendo un fiasco, mientras que otras que hoy no son importantes pueden ser verdaderas minas de oro. El problema es que no sé cuáles triunfarán. Solo puedo predecir con exactitud el pasado".
  7. 7. Red molecular de una lámina de grafeno Transistor de grafeno (concepto)
  8. 8.  Massachusetts Institute of Technology  Universidad Sungkyunkwan de Seúl  University of South Florida  Rice University (Houston, Texas)  University of Manchester, Reino Unido
  9. 9.  A.K. Geim, Graphene: Exploring carbon flatland.  M. Calzada, Próximamente en sus pantallas: el grafeno, consultado el 24 de octubre del 2010, http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Proximamente/pantallas/ grafeno/elpepisoc/20100806elpepisoc_1/Tes,  J. Rancha, Avances para sustituir el silicio por grafeno, consultado el 24 de octubre del 2010, http://www.theinquirer.es/2010/04/04/avances-para-sustituir-el- silicio-por-grafeno.html  Physorg.com, Scientists Develop World's Fastest Graphene Transistor, consultado el 23 de octubre del 2010,  http://www.physorg.com/news148916104.html

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