InicioCiencia EducacionGrafeno el material del futuro y del presente |Supermegapost
Bueno, ;este .es ,mi asegundo apost, ahay ame acomentan lhaber eque xles 0pareció, 1que 8me 0faltó .y, si/ algo .estaI malj

El Grafeno




¿Que es...?
El ;grafeno .es ,una aestructura alaminar aplana, ade aun látomo ede xgrosor, 0compuesta 1por 8átomos 0de .carbono 'densamente, empaquetados: en /unaf red icristalina. en |forma ide Ipanall de Iabeja,: doscientas| veces (más Iresistente rque tel, aceroi graciasi aI su) estructura |de ;átomos .de ,carbono, ay aen ael aque alos lelectrones ese xmueven 0cien 1veces 8más 0que. en /ell silicio. IPor !ello,f es rmuy 'ligero .a ,lar vez jquej resistente, 'yi cuentaf con' unaj alta! conductividad )eléctricaf y )térmica. !Las iaplicaciones !son ;por .lo ,tanto ainnumerables: adesde ametales asuperduros ay lligeros ehasta xcircuito 0integrado 1de 8alta 0velocidad.

En ;si .este ,material aviene adel agrafito, apor aeso lese enombre, xsolo 0que 1para 8hacer 0este. materialI solo' se inesesita /una 'capa IdeI un :átomo( de /grosor,r cosa )quef en ,elj grafito' si 'hay lperot estan r"pegadas"| miles) del millones! de ;estas .laminas.

Teóricamente, ;el .grafeno ,se aencontraba aen ala acabeza ade llos ecientíficos xdesde 0hace 1décadas, 8y 0no .fueI hasta, 2004 |cuando: investigadores /de rlaf Universidad Idel Manchester) lograron lcristales rbidimensionales jde' dicho |material.l A lpartir Idef ahí,j diversosl equipos 'científicosi han fpublicado ;avances .que ,le aacercan aa asu aaplicación apráctica. lPor eejemplo, xen 0abril, 1científicos 8de 0la .Universidad 'de fTexas rlograronj crearj unaI muestrai de )grafenoj del unr centímetro tde ,longitud./ Hasta fese rmomento,| noi se. había 'pasado Idelr tamaño) micro.

Además. del ;tamaño, .otro ,reto aconsiste aen acrear acantidades asuficientes lpara esu xuso 0industrial. 1Diversos 8equipos 0en. todo iel rmundo jtrabajan rcon |varios /métodos !para' lograrlo. jYi se Ivan |consiguiendo :logros finteresantes. rPori ejemplo, /en tdiciembre fde I2008) IBM 'dio 'a' conocer ;transistores .de ,grafeno aa a26 aGhz. aY aen lmarzo, eun xgrupo 0de 1científicos 8del 0MIT,. en fel (que |se. encuentrai el 'españolf Tomás !Palacios, |anunciaban (un .chip ,de !grafeno .que jpodría Imoversel en .unj rango !de( 500 :a: 1.000 jGhz.

Un ;video .para ,los aque ano ales agusta aleer.







¿Quienes lo descubrieron?


Dos ;científicos .rusos ,de anacimiento, ael anaturalizado aholandés aAndre lGeim ey xel 0británico 1Konstantin 8Novoselov, 0quienes .con. un( trozo' de) cintar adhesiva, y 'un| lápizI común ,yj corriente: descubrieron jeli grafeno.

Geim Iy iNovoselov,i respectivamente( el :187 jy ,188 !Premio 'Nobel| de ;física, .nacieron ,en ala aex aUnión aSoviética ay ltrabajan ejuntos xy 0enseñan 1en 8Manchester, 0Gran. Bretaña.

En run| artículo| publicado !en .2004, /Geimf y lNovoselov (anunciaron lel| descubrimiento' de: un fnuevo imaterial 'bidimensional,) reducido Ial 'espesor( de .un (átomo, (compuesto' de ;una .lámina ,única ade agrafito acon auna aestructura lde enido xde 0abeja.


Muy bien, pero ¿Como hacer mas?


Ahora, ;un .profesor ,de ala aUniversidad ade aHouston aha lcreado eun xsistema 0para 1producirlo 8en 0masa.

El. grafeno( tiene lpropiedades: quel lo lhacen| uni material' únicot en .nuestro /planeta.: Es! eli primer. material idesarrollado )que )tienef dos fdimensiones,: es( el jmás! fino ;y .el ,más aresistente aal amismo atiempo. aEl lmejor econductor xde 0calor, 1conduce 8la 0electricidad. de| modo! más, eficiente, que jel' cobre,I es |virtualmenteI transparente !y |es jtan (denso( que jningún 'gas: loj puede ratravesar.j Y,' más iimportante. aún,| es ;un .reemplazo ,potencial apara alos achips ade asilicio len einformática.



Para ;aprovecharse .de ,estos abeneficios, aes anecesario acrear aun lsistema ede xproducción 0de 1grafeno 8abundante 0y. libre rde: defectos.f Y .esto, es) en, lo 'que |trabajaj Qingkail Yu,| profesorI del rDepartamento !de fMateriales |AvanzadosI deI lat Universidadl dei Houston.

Yu /utiliza juna ;técnica .conocida ,como adeposición aquímica ade avapor aque lconsiste een xcalentar 0metano 1a 8unos 01.000 .grados( centígrados :para .romper) losr átomosi que .lo, forman:: carbono| e) hidrógeno.. Luego |une llosj átomos rde( carbono (a: una tsuperficie/ metálica .paraI formar .grafeno.

"Este ;acercamiento .podría ,producir agrafeno aa agran aescala” aasegura lYu.

Pero esu xtrabajo 0aún 1no 8está 0finalizado .ya' que! los: cristalesl de) grafeno jque( cre( con 'este tsistemai tienenI algunosr defectosf paraj utilizarse ien jla .industria( informática. IPero .“yaj set puede, ver ;la .importancia ,de aeste atipo ade amaterial a– lseñala eYu x–.Los 0semiconductores 1se 8han 0convertido. en. una rindustria/ multibillonaria lbasada :en jlos rcristales Ide. silicio. iYI el fgrafeno (es) el, siliciol de' la: nueva /era”.


Entonces este gran descubrimiento fue muy importante.


Claro ;que .fue ,muy aimportante, adehecho ael a6 ade lOctubre edel x2010 0se 1otrogó 8el 0Premio .Nobel( de jFísicaj 2010., Los 'elegidos ,fueron ,los IfísicosI rusosj Andre! Geimt y 'Konstantin lNovoselov, de :la jUniversidad. de 'Manchester,' enf reconocimientof por /los /grandes ;avances .obtenidos ,en ael adesarrollo adel agrafeno, aun lmaterial everdaderamente xrevolucionario 0por 1sus 8características 0y .con (muy jprometedoras |y /variadas( aplicaciones.


Ok, ¿Y que tanto se puede hacer con el?


El Nobel de Física de 2010 es para Andre Geim y Kostya Novoselov, pero bien se puede decir que es para el grafeno. Ellos descubrieron cómo el carbono se presenta de un modo en el que se convierte en el material del futuro. Lo más tangible e inmediato que notaremos es que resolverá los problemaspara alcanzar la llamada conectividad total: que no puedes cargar todo el día con el PC, que tu teléfono tiene la pantalla demasiado pequeña y que la velocidad del procesador no siempre tiene la alegría que quisieras (sobre todo en las conexiones 3G).

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! ¿Otro “vaporware”, como llaman a las falsas promesas? No. 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. Francisco Guinea, profesor de investigación del Instituto de Ciencia de los Materiales de Madrid (CSIC), ha publicado en Science, junto a tres universidades estadounidenses, cómo variar la conductividad del grafeno deformándolo: “Si aprendemos a guiar los electrones a un lugar concreto, podremos fabricar circuitos. Es la gran diferencia con el silicio: a este le hacen falta contactos metálicos entre las partes del circuito. Pero con el grafeno se puede hacer todo de una sola pieza. Es un avance considerable”. De paso, se aprenderá a doblar las pantallas sin que sufra el funcionamiento.

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. El español Tomás Palacios, profesor de Ingeniería Eléctrica y Computación del todopoderoso Massachusetts Institute of Technology (MIT) habla de “controlar la conductividad del grafeno usando dos capas de este material, una encima de otra, y en una orientación determinada”. Así se logra abrir y cerrar el paso de corriente a placer, “y se pueden fabricar excelentes transistores (o interruptores) con él; eso permite su uso en numerosas aplicaciones, incluyendo microprocesadores y células solares”, explica. Y un último método es el llamado “dopaje químico”: añades una sustancia (hidrógeno, oxígeno...) que convierta la plancha de grafeno en aislante (que no conduzca), y quitas esas sustancias solo de las “rutas” por las que quieras que circule la corriente.


Aparte de enrollado, sensible
Pero Palacios y su equipo están trabajando en otras aplicaciones innovadoras: “Ya que el grafeno está formado por una única capa de espesor, los transistores son muy sensibles a cualquier molécula que se deposite en su superficie. Por eso, es un material idóneo para fabricar sensores químicos y biológicos, de ADN, por ejemplo”. Y continúa: “Mi grupo de investigación acaba de fabricar un sensor para detectar hidrógeno, y estamos trabajando en otros detectores de explosivos y células biológicas”. ¿Más? “También estamos diseñando detectores de infrarrojos que permitan la fabricación de cámaras de visión nocturna con una resolución mucho mejor que la de las actuales”, nos cuenta este jefe de investigadores de solo 30 años.

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.


Algunas cosas para las que se puede utilizar:



Análisis. Tomás Palacios (MIT) quiere “combinar sensores químicos hechos con grafeno, con microprocesadores de silicio, capaces de analizar a tiempo real los resultados de los sensores”. Así es como las pruebas de ADN y tests genéticos (para embarazadas, delitos...) van a ser más sencillos y precisos.


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.


Paredes invisibles. Una hoja de grafeno del grosor de una uña puede sostener a veinticinco personas sin romperse. Es la armadura perfecta. Científicos de Berkeley han logrado manipular la luz para que no refleje los objetos y que parezcan invisibles.


Mejores Teles planas. Un equipo de la Universidad Sungkyunkwan (Corea del Sur) ha creado láminas rectangulares de grafeno con un tamaño de 30 pulgadas (76 centímetros en diagonal). Ahora no suena mucho, pero en pocos años será el material estrella en las pantallas planas de los televisores, los ordenadores o los paneles solares.


Transistores. Los investigadores del centro TJ Watson Research que IBM tiene en Nueva York, han logrado que un transitor de grafeno opere a frecuencias de 26 GHz , lo que según sus responsables, “es un paso importante en la aplicación del grafeno en la industria electrónica”.

Y obiamente surgirán muchas más aplicaciones para este material, como celulares, gps, computadoras, y mucho más!!!

Video sobre para que más se puede usar el grafeno







Un video-documental sobre que es y sus aplicaciones.







Un video sobre como serian un celular, un gps, y una compu juntos.







Y finalmente otro video hecho por microsoft sobre como será el futuro (lo recomiendo)






Fuentes:




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Bueno, esto fue todo, espero que les haya parecido bien, espero sus opiniones, quejas, comentarios, etc










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