Introduction
¿Qué es el grafeno?
¿Qué es el Grafeno?
El grafeno es un material compuesto por la agrupación de átomos de carbono que se posicionan hexagonalmente. Esta disposición da lugar a monocapas de un átomo de espesor.
Este material, forma parte de una de las sustancias más abundante en la naturaleza, el grafito (el grafito podemos encontrarlo, por ejemplo, en las minas de nuestros lápices). Un milímetro de grafito contiene tres millones de capas de grafeno.
Propiedades del grafeno
El grafeno es una sustancia con unas propiedades muy interesantes. Estas propiedades, junto a la abundancia de carbono en la naturaleza, han hecho del grafeno un material muy estudiado y con grandes posibilidades.
Las propiedades más destacadas del grafeno son:
- 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.
Task
Desventaja
- Uno de los principales hándicaps que presenta es el alto coste de su fabricación y manipulación. Además, las tendencias económicas dicen que a corto plazo será complicado que su uso se popularice. Hay estudios que afirman que, en el año 2025, el mercado del grafeno moverá en torno a 350 millones de dólares. Se trata de una cantidad muy pequeño con respecto a las altas inversiones que se están haciendo (se superan ampliamente los 2.400 millones).
- Aunque las previsiones han mejorado estos últimos años y seguirán mejorando en los venideros, aún queda trabajo por hacer. Es complicado que el grafeno en una alternativa competitiva y rentable en el mundo tecnológico y electrónico. Antes de que esto pase, deberán desarrollarse formas mucho más eficientes de producir grafeno en masa.
- Haciendo una revisión por la red, seguro que a todos nos cuesta hallar información negativa acerca del grafeno, pero es evidente que existe. Por ejemplo, algunos científicos también lograron probar hace algunos años que este material era nocivo para la salud si no se trata como con acierto. Al parecer, los bordes dentados del material pueden perforar las membranas celulares y la piel de personas.
- Asimismo, el grafeno tiene efectos secundarios sobre el medio ambiente. Por ejemplo, además de causar en losj animales un daño similar al de las células humanas, puede moverse sin problemas a través del agua y contaminarla.
Process
Investigadores
Estos científicos analizaron los restos de la cinta adhesiva con la que acababa de limpiarse la superficie de una muestra de grafito utilizada en uno de los experimentos que se llevaban a cabo en su laboratorio. El resultado fue sorprendente, al identificar unas micro-láminas de carbono pegadas a la cinta, a las que denominaron grafeno. Este descubrimiento, sin embargo, no fue el primero, pues en la década de 1850, el químico Benjamin Brodie, expuso un fragmento de grafito al contacto con un potente ácido (llamado ácido carbónico). La reacción dio lugar a pequeños copos de grafeno que flotaban en el recipiente (Figura 2). Más de un siglo después, los avances en microscopía de alta resolución permitirían ver esos copos como pequeñas placas. Brodie, sin saberlo, había descubierto el grafeno (Geim, 2012).
Evaluation
5 usos del grafeno que cambiarán la tecnología
| Bombillas que duran más | La Universidad de Manchester junto a una compañía conocida como Graphene Lighting, anunciaron en marzo el diseño de una bombilla que utiliza este material. Al ser un gran conductor de la electricidad, consigue ser un 10% más eficiente que las bombillas de LED que se comercializan actualmente. Se espera que se pongan a la venta en los próximos meses. |
|---|---|
| Baterías más eficientes | El grafeno es la gran esperanza de las baterías. No sólo los móviles, también los coches eléctricos y demás aparatos que hagan uso de esta tecnología. Esta es una de las promesas del grafeno para los próximos años. Mayor duración y carga en segundos son algunas de las cosas que podrían llegar. Como no podía ser de otra forma, Tesla anunció que trabaja con este material para que sus coches tengan más autonomía y carguen más rápido. |
| Dispositivos flexibles apertura-moviles-flexibles | La llegada de las pantallas flexibles y demás dispositivos con esta capacidad no ha esperado al grafeno pero lo cierto es que uso podría popularizarse con este material. Pantallas que puedan doblarse, enrollarse y que no se rompan es algo que suena a ciencia ficción pero que podría no estar tan lejos. |
| Pantallas irrompibles | Siguiendo con las pantallas, el grafeno podría popularizar las pantallas de móvil imposibles de romper. Existen varias razones para creer que el grafeno es idóneo para ello: es transparente, ligero, conduce la electricidad, es resistente y flexible. Estos son algunos usos que puede tener el grafeno y donde se están realizando avances y estudios. Pese a ello, son muchos más campos, como la aeronáutica o la medicina, donde puede encontrar acomodo. |
Conclusion
Aislamiento de Grafeno
Con todo lo dicho hasta ahora, parece claro que el grafeno puede proporcionar nuevas aplicaciones en el futuro. Esto ha suscitado el interés de las empresas privadas e investigadores de todo el mundo, que ya trabajan en la obtención de grafeno. La fuente natural de grafeno es el grafito. Este mineral, sin embargo, aparece localizado sólo en determinadas zonas con características geológicas muy particulares, donde las condiciones de temperatura durante el metamorfismo han transformado la materia orgánica en mineral. El grafito también puede encontrarse en el carbón. Antracitas o Hullas, con un 45-80 % de Carbono, están proporcionando grafito en yacimientos Terciarios de Sonora (México) y en otros Pérmicos de Siberia (Rusia) (Guinea y Frías, 1992). En todos ellos el carbón ha sufrido un metamorfismo de contacto por la intrusión de diques volcánicos, que ha aumentado su rango. La síntesis de grafeno a partir de carbones, realizada en laboratorios, ya ha comenzado a dar sus primeros resultados, obteniendo láminas y puntos cuánticos que, como hemos visto más arriba, tienen aplicaciones en diversos campos (Zhou et al., 2012; Ye et al., 2013; Brownson y Banks, 2014).
Credits
Kevin Li
https://kevyt0r.github.io/blog-personaal/
Felipe Barrios
https://pipe20031008.wixsite.com/blogfb