Introduction
¿QUÉ ES EL GRAFENO?
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.
Task
BENEFICIOS DEL GRAFENO
- Construcción con Hormigón de Grafeno
Este hormigón, llamado el hormigón verde, es toda una revolución ya que es dos veces más fuerte que el tradicional y, además, es totalmente ecológico. Resistente y con una mayor dureza, el hormigón hecho con grafeno cuenta con una mayor impermeabilidad y protección contra agentes externos. Esto ayuda a edificar construcciones más sostenibles, duraderas y respetuosas con el medioambiente.
- Aislamientos más Finos con Grafeno
Otro de los usos que se podrá dar al grafeno es utilizarlo como aislante térmico. Gracias a las propiedades térmicas del grafeno, con una lámina de menos de 5 milímetros de espesor de aerogel de grafeno se ahorrarán grandes cantidades de espacio, al ser mucho más fino que los aislantes tradicionales.
- Eficiencia Energética en la Construcción gracias al Grafeno
Como has podido ver, el uso del grafeno en la construcción tiene beneficios muy positivos en el medioambiente. Al tratarse de un sustancia extraída de la naturaleza, es un material totalmente ecológico. Además, tiene en su poder grandes ventajas para la construcción, gracias a su eficiencia energética.
- Mejora de la Eficiencia Energética con Pinturas con Grafeno
Actualmente, existe un tipo de pintura hecho a base de cal pura mezclada con grafeno. Consigue una mejora de la regulación térmica de los edificios. Estas pinturas son una opción ideal para reducir las necesidades de la climatización de la vivienda. Las propiedades térmicas del grafeno consiguen que la pintura de las paredes interiores capture el calor, evitando que este salga al exterior. Además de mejorar el aislamiento de las viviendas, es una pintura totalmente ecológica que ayuda a purificar el aire circundante, absorbiendo el dióxido de carbono.
- Grafeno en Placas Solares
Gracias a su alta capacidad para generar electricidad a través de la energía solar, el grafeno es un material que puede destacar en el campo de las energías renovables. Las placas solares que se fabrican con esta sustancia podrán generar mucha más energía de la que producen en la actualidad.
Process
8 DATOS CURIOSOS DEL GRAFENO
- Está formado por anillos hexagonales de átomos de carbono, uno de los elementos más importantes y abundantes en la naturaleza. Es sabido que el carbono es esencial para la vida tal y como la conocemos y es también el componente de muchos minerales y de muchos combustibles (petróleo, carbón, gases como el butano y el propano, etc.).
- La particularidad del grafeno que le confiere unas propiedades verdaderamente extraordinarias radica en su estructura atómica interna, formado por una red cristalina bidimensional de átomos de carbono unidos fuertemente por enlaces de tipo covalente.
- Desde este punto de vista atómico, el grafeno es el material más delgado que jamás se haya podido obtener: una lámina de grafeno está formada por una sola capa de átomos de carbonos enlazados, y tiene un espesor de tan sólo 3,35 Å (es decir, 3,35·10-10 m.).
- Si hay alguna propiedad que hace del grafeno un material impresionante, ésta es la conductividad eléctrica que posee. La conductividad eléctrica del grafeno está al nivel de los materiales mejores conductores de la electricidad que existen.
- En el mundo actual, donde el uso de las energías renovables cada vez tiene mayor importancia, el almacenamiento de la energía es el cuello de botella que puede limitar la implantación más generalizada de estas energías menos contaminantes.
- El grafeno también tiene una aplicación importante en la fabricación de células solares fotovoltaicas que permita que se fabriquen células más ligeras, flexibles y baratas.
- Entre los materiales compuestos de mayor interés donde integrar el grafeno destacan los materiales compuestos de matriz polimérica. Empleando el grafeno para formar parte de estos materiales, da como resultado nuevos compuestos que presentan una mayor rigidez y resistencia que los tradicionales compuestos de nanotubos de carbono con un peso similar
- Por qué es el grafeno tan buen conductor. La respuesta hay que buscarla de nuevo en su estructura interna. Gracias a su particular disposición espacial de los átomos de carbono en el grafeno, y al enlace de tipo covalente que se establece entre ellos, los electrones se pueden desplazar sobre su superficie a una velocidad increíblemente elevada, mayor que en ningún otro material conocido.
Evaluation
¿CÓMO SE OBTIENE EL GRAFENO?
El grafeno proviene del grafito, un elemento a base de carbono que está compuesto por láminas de grafeno. La forma más sencilla de obtener grandes cantidades del material milagro consiste en exfoliar el grafito para sacar las capas de grafeno mediante el uso de productos químicos.
Para la comunidad científica, la extracción de oxígeno del óxido de grafeno para mejorar la calidad del material ha sido un desafío en las últimas dos décadas. Ahora, estos investigadores han conseguido dar con un método sencillo y eficaz.
El equipo, dirigido por Manish Chhowala, profesor de la Universidad de Rutges, ha descubierto que introducir el óxido de grafeno exfoliado durante un segundo en un horno microondas de 1.000 vatios (una potencia convencional presente en multitud de hogares en todo el mundo), puede eliminar prácticamente todo el oxígeno.
Este avance podría conducir al desarrollo de un método escalable para producir cantidades ingentes de grafeno de forma rápida y reduciendo costes, lo que permitiría que se extienda su uso.
Conclusion
EL GRAFENO CONSIDERADO COMO EL MATERIAL DEL FUTURO
El grafeno, primer material bidimensional creado por el hombre, está llamado a transformar distintas industrias, desde la energética a la electrónica, pasando por la biomédica o la aeroespacial, puesto que posee una serie de cualidades que lo hacen único en el mundo. La transición de su aplicación desde los centros de investigación a la producción industrial masiva es el principal reto de un elemento innovador por el que están apostando organismos públicos y empresas privadas en todo el mundo.
Aunque el grafeno se conoce desde los años 30 (época en se describió su enlace químico y su estructura) fue un material denostado durante décadas, al considerarse inestable termodinámicamente. Por eso supuso una auténtica revolución científica que, en 2004, Andre Geim y Konstantin Novosiólov consiguieran aislar el grafeno a temperatura ambiente, extrayendo del grafito una lámina de un solo átomo de carbono. Los científicos de origen ruso obtuvieron seis años más tarde el premio Nobel por este hallazgo.
El grafeno y sus derivados son materiales prometedores para aplicaciones biomédicas ya que al funcionalizarse puede dirigirse a las células donde debe ejercer su acción, además de eliminarse de manera rápida en el organismo. Por lo tanto, no resulta increíble que este material tan novedoso esté en apogeo.
más información Grafeno: el material del futuro
Credits
APLICACIONES DEL GRAFENO
El grafeno, es duro, flexible, resistente y muy ligero y según los expertos, su utilidad es prácticamente ilimitada. Puede utilizarse tanto en la fabricación de microchips, smartphones, placas solares como en la aeronáutica.
| Almacenamiento de energía: supercondensadores y baterías | En el mundo actual, donde el uso de las energías renovables cada vez tiene mayor importancia, el almacenamiento de la energía es el cuello de botella que puede limitar la implantación más generalizada de estas energías menos contaminantes. |  |
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| Fabricación de células solares fotovoltaicas | El grafeno también tiene una aplicación importante en la fabricación de células solares fotovoltaicas que permita que se fabriquen células más ligeras, flexibles y baratas. |  |
| Fabricación de dispositivos electrónicos | El grafeno, gracias a sus excelentes propiedades conductoras, de flexibilidad, durabilidad y ligereza, está siendo empleado ya como material para la fabricación de microprocesadores que lleven incorporados transistores de grafeno, con objeto de fabricar una próxima generación de ordenadores mucho más rápidos que los actuales. |  |
| Fabricación de pantallas táctiles flexibles | Gracias a sus excelentes propiedades de conductividad eléctrica, flexibilidad y transparencia, es su uso en la fabricación de pantallas táctiles flexibles para dispositivos electrónicos, resultando pantallas de una vida útil casi ilimitada y a un costo de fabricación muy competitivo. |  |
| Fabricación de nuevos materiales compuestos | Entre los materiales compuestos de mayor interés donde integrar el grafeno destacan los materiales compuestos de matriz polimérica. Empleando el grafeno para formar parte de estos materiales, da como resultado nuevos compuestos que presentan una mayor rigidez y resistencia que los tradicionales compuestos de nanotubos de carbono con un peso similar. |  |
