lunes, 13 de diciembre de 2010

GRAFENO

Nobel de Física de 2010 es para Andre Geim y Kostya Novoseloy, pero bien se puede decir que es para el grafeno.
Soluciones: tener un portátil de grafeno, un material capaz de convertirse en monitor (porque es transparente) y procesador (diez veces más rápido que el de silicio) a la vez, que se enrolla y se pliega, que es tan irrompible como el diamante ¡y que tiene un solo átomo de grosor!. Samsung, con la ayuda de la Universidad Sungkyunkwa, de Corea del Norte, sacará el año que viene las primeras pantallas enrollables, táctiles y con circuitos invisibles .

Los procesadores, que podrían alcanzar una velocidad de cientos de gigaherzios (en silicio, el máximo –no comercial– es de 100 GHz, aunque el PC de tu casa es de 3, como mucho) tardarán un poco más. ¿Por qué? Porque el grafeno es demasiado buen conductor y deja pasar todos los electrones, sin más. El silicio, en cambio, es un semiconductor; es decir, admite que se le “diga” cuándo transmitir corriente y encender los millones de transistores que forman el procesador, y cuándo no. Así que toda la investigación se centra ahora en aprender a dirigir electrones, y de un modo que pueda reproducir la industria. Porque prototipos de transistores de 100 GHz (IBM, en febrero de 2010) y hasta 300 (la Universidad de California en Los Ángeles, hace pocas semanas) ya hay. Pero no se comercializan, son joyas de laboratorio. Otra fuente de alegrías va a estar en su capacidad de multiplicar la señal que sea: para entendernos, que cualquier conexión, inalámbrica o no, llegue con toda su potencia a los dispositivos que reciban datos de ella, porque tendrán una especie de “repetidor”. Algunos de estos inventos combinarán la “sensibilidad” del grafeno con la “habilidad” del silicio. Porque todos coinciden en que el material que dio nombre a Silicon Valley lleva 40 años de ventaja en cuanto a industrialización e investigación; así que puede ser un buen complemento del grafeno, más que un competidor.
Cómo forrarse con celofánLo curioso es que este nuevo material está por casi todas partes, pero “empaquetado” de un modo en que no se comporta de forma tan espectacular: teníamos carbón (carbono con estructura amorfa), diamantes (estructura cristalina) y grafito (una forma que agrupa láminas de átomos). Pero no teníamos grafeno. Hasta que, en 2004, Andre Geim y Kostya Novoselov, de la Universidad de Manchester (Reino Unido), separaron una sola de esas láminas del modo menos científico jamás visto. Por eso, no es de extrañar que hayan recibido el Nobel de Física 2010.
En su laboratorio, para estudiar el grafito, se pegaba celo sobre la muestra y se arrancaba para quitar las capas superficiales, llenas de impurezas. Pero a Geim se le ocurrió un día mirar esos desechos, y descubrió que algunas veces lograba arrancar separadamente una de las capas de un átomo de grosor que forman el grafito. O sea, obtenía grafeno. Así que Novoselov y él fundaron Graphene Industries y ya no se dedican a conducir electrones en la Universidad, sino coches caros por la calle, que es más divertido.

Hay que ver cómo es
Sí, porque su éxito reside en cómo es, no en lo que es. ¿Y qué es? El grafeno es tan carbono puro como el carbón, el grafito y el diamante. Pero la forma en la que están “ordenados” los átomos cambia enormemente sus propiedades. En el grafeno, los átomos de carbono están dispuestos en forma plana (bidimensional), en orden de panal de abeja. Eso lo convierte en un excelente conductor (eléctrico y térmico), se vuelve casi irrompible, y más flexible que el plástico más deformable.
Aplicaciones cada día más
Células solares.
El grafeno no solo transmite bien la electricidad, sino que tiene una buenísima conductividad térmica. Así que las placas solares –que aún tardarán unos años– serán mucho más eficientes.

Chalecos antibala. Hoy son sobre todo de poliparafenileno tereftalamida (Kevlar), mezclado con metales ligeros. Pero son pesados, gruesos y poco flexibles. El grafeno, en cambio, es muy fino, y duro como el diamante.
El grafeno es una estructura laminar plana, de un átomo de grosor, compuesta por átomos de carbono densamente empaquetados en una red cristalina en forma de panal de abeja mediante enlaces covalentes que se formarían a partir de la superposición de los híbridos sp² de los carbonos enlazados.
El nombre proviene de
GRAFITO + ENO. En realidad, la estructura del grafito puede considerarse como una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas. Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se debe a fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales π de los átomos de carbono.
Estructura cristalina del grafito en la que se observan las interacciones entre las distintas capas de anillos aromáticos condensados.
En el grafeno, la longitud de los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 1,42
Å. Es el componente estructural básico de todos los demás elementos grafíticos incluyendo el grafito, los nanotubos de carbono y los fulerenos. Esta estructura también se puede considerar como una molécula aromática extremadamente extensa en las dos direcciones del espacio, es decir, sería el caso límite de una familia de moléculas planas de hidrocarburos aromáticos policíclicos llamada grafenos.
Propiedades
Entre las propiedades más destacadas de este material se incluyen:
Alta
conductividad térmica y eléctrica.[4]
Alta elasticidad y dureza.
Resistencia (200 veces mayor que la del acero).[5]
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.
Descrito en la década de 1930
El repentino aumento del interés científico por el grafeno puede dar la impresión de que se trata de un nuevo material. La realidad, sin embargo, es que el grafeno ha sido conocido y descrito desde hace al menos medio siglo. El enlace químico y su estructura se describieron durante la década de 1930, mientras la estructura de bandas electrónica fue calculada por primera vez por Wallace en 1949.
[7] La palabra grafeno fue oficialmente adoptada en 1994, después de haber sido usada de forma indistinta con monocapa de grafito, en el campo de la ciencia de superficies.
Aplicación en electrónica
El grafeno tiene propiedades ideales para ser utilizado como componente en circuitos integrados.
http://es.wikipedia.org/wiki/Grafeno
http://www.quo.es/tecnologia/tendencias/grafeno_un_material_de_nobel
Se confirma que el grafeno es el material más fuerte del mundo Hace tiempo que investigadores e industriales piensan en el grafeno (aislado por primera vez en 2004) como sustituto del silicio para el desarrollo de los semi-conductores en los que se sustentarán los futuros ordenadores ultra-rápidos. Y ésta es sólo una de las múltiples aplicaciones que evolucionan ya –tanto en el ámbito de la nanotecnología como fuera de él– a partir de este material de extraordinarias propiedades. Ahora los científicos han confirmado lo que también sospechaban hace ya tiempo: que se trata del material más fuerte...

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