Grafeno

Introduction

¿QUÉ ES?

El grafeno es un material nanométrico bidimensional, consistente en una sola capa de átomos de carbono fuertemente cohesionados mediante enlaces que presentan hibridación sp2 y dispuestos en una superficie uniforme, ligeramente ondulada, con una estructura semejante a la de un panal de abejas por su configuración atómica hexagonal. El grafeno es una de las formas alotrópicas del carbono, como lo son también el grafito y el diamante. Así, un milímetro de grafito contiene tres millones de capas de grafeno.

Es el material más resistente que se conoce en la naturaleza, más fuerte que el acero estructural con su mismo espesor y más duro que el diamante, y, sin embargo, su grosor oscila entre 1 y 10 átomos de carbono. Al ser tan fino y apreciarse solamente dos de sus dimensiones, se le considera un material bidimensional, el único que es capaz de mantenerse estable hasta con el grosor de un átomo.

https://youtu.be/frgetR7qJec

Task

DESCUBRIMIENTO

Ya en 1930 se habla del grafeno, no es una nueva moda. Se sabe que existe desde dicha década, pero se abandonó como material ya que se consideraba demasiado inestable para trabajar en determinados campos. En 1986 empezó a considerarse como grafeno a las láminas de carbono del grafito. Fue muchas décadas después cuando Kostantin Novoselov y Andre Geim consiguieron aislarlo a temperatura ambiente, hecho que les valió el Premio Nobel de Física en 2010 y que a día de hoy nos permite múltiples aplicaciones o empresas especializadas en grafeno, en sus usos y en su distribución.

OBTENCIÓN DEL GRAFENO

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.

El grafeno 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.

Process

CARACTERÍSTICAS

Es carbono puro.
Es el material más resistente de la naturaleza, 200 veces más que el acero estructural con su mismo espesor.
Es inerte químicamente, no reacciona con el oxígeno del aire ni se oxida.
Es bidimensional, unas 100.000 veces más delgado que el cabello humano.
Es más duro al rayado que el diamante.
Tiene una alta conductividad térmica y eléctrica, mayor que las del cobre y la plata.

https://youtu.be/FNJRXYc3xSQ

Grafeno en lámina

Es el de alta calidad, muy empleado en electrónica e informática, puesto que en estos dos sectores se requiere de un material altamente resistente.

Grafeno, el material del futuro | Nanotecnología | elmundo.es

Grafeno en polvo

Es de mucha menos calidad, el proceso de obtención es mucho más barato y hay mucha más producción.

Alta conductividad térmica.
Alta conductividad eléctrica.
Alta elasticidad y flexibilidad.
Alta dureza.
Alta resistencia. El grafeno es aproximadamente 200 veces más resistente que el acero, similar a la resistencia del diamante, pero mucho más ligero.
No le afecta la radiación ionizante.
Capaz de generar electricidad mediante exposición a la luz solar.
Material transparente.
Elevada densidad no deja pasar los átomos de helio, pero sí que permite el paso del agua, que se evapora a la misma velocidad que si estuviera en un recipiente abierto.
Efecto antibacteriano. Las bacterias no son capaces de crecer en él.
Bajo efecto Joule, calentamiento al conducir los electrones.
Bajo consumo de electricidad comparado con otros compuestos.

APLICACIONES EN LA ACTUALIDAD

ELECTRÓNICA

En este campo de la electrónica, se podría usar para crear microchips o transistores ambos imprescindibles para la fabricación de dispositivos.

INFORMÁTICA

Permitirá el desarrollo de ordenadores mucho más rápidos y con un menor consumo eléctrico que los actuales de silicio.

TELEFONÍA MOVIL

Una nueva generación de dispositivos capaces de guardarse y doblarse en el bolsillo de un pantalón. Flexibles y ultra ligeros.

MEDICINA

Recientes investigaciones determinan que el grafeno podrá emplearse para mejorar los tratamientos contra el cáncer.

AUTOMÓVILES

El chasis de los vehículos se harían mucho más resistentes, por lo que los accidentes se podrían reducir drásticamente.

BIOMEDICINA

La creación de implantes neuronales en la biomedicina, puede que sustituyan a los tejidos orgánicos dañados.

Conclusion

El GAC Aion V es uno de los SUV eléctricos de la marca china y tiene un motivo de peso para sentirse especial: será el primer modelo que contará con batería de grafeno. Según ha informado la compañía, este componente ya ha entrado en su fase final de pruebas y si se cumple la hoja de ruta prevista, su producción arrancará el próximo mes de septiembre. Y promete cambiar el panorama de los coches eléctricos. GAC asegura que ha conseguido algo que, hasta el momento, nadie ha logrado: producirlo a gran escala y a bajo coste para emplearlo en cualquier industria.

8 MINUTOS DE RECARGA

Teniendo en cuenta que hablamos de un fabricante de coches os podéis imaginar en qué lo han empleado. La primera batería de grafeno de GAC sería capaz de ofrecer una autonomía de hasta 1.000 kilómetros y la posibilidad de llevar a cabo una recarga con una potencia de hasta 480 kW. O lo que es lo mismo: el Aion V recuperaría el 80% de su capacidad en unos ocho minutos. La clave está en su capacidad de carga rápida: es de 6C (cuanto más alto es el número que acompaña al Índice C, más rápido puede recuperar su capacidad la batería).

https://youtu.be/hl0xD4jjgBI