Grafeno

EL GRAFENO:

ASDRÚBAL VALENCIA GIRALDO Profesor del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales, Universidad de Antioquia, Calle 67 No 53-108, Bl. 18 of 134 Ciudad Universitaria, Medellín, Colombia. Teléfono 219 55 43 e-mail: avalen@udea.edu.co RESUMEN El premio nobel de física 2010 fue otorgado a unos investigadores de materiales por su aislamiento del Grafeno; la rapidez con que sehizo este reconocimiento habla de la importancia de este material. En el presente artículo se hace una reseña sobre su origen, su clasificación, características estructurales, propiedades químicas, físicas, mecánicas y tecnológicas. Se indican también algunas de las aplicaciones en que se está usando, las variantes que se investigan y las nuevas posibilidades que se exploran para el grafeno y susderivados. PALABRAS CLAVE: Materiales de ingeniería, formas del carbono, grafeno, materiales compuestos propiedades de los materiales. ABSTRACT Nobel Prize of Physics was awarded to two materials researchers for their isolation of graphene; the speed to recognize this founding shows the importance of such material. In this paper a brief presentation is made of its origin, classification,structural characteristics, chemical, physical, mechanical and technological properties as well as some actual applications. Also new variants are mentioned and the new possibilities that are being explored for graphene and its products. KEY WORDS: Engineering materials, carbon forms, graphene, composite materials, materials properties.

1. INTRODUCCIÓN El premio Nobel de Física 2010 fue otorgadoconjuntamente a André Geim y Konstantin Novosolev “por sus experimentos pioneros con el material bidimensional grafeno”. Geim nació en 1958 en Sochi, Rusia, es decir apenas va a cumplir 52 años, actualmente es ciudadano holandés y trabaja en el Instituto de Materia Condensada de la Universidad de Mánchester, Inglaterra. Konstantin Novoselov también es ruso pero es más joven aún, pues nació en NizhnyTagil, en 1974 y trabaja en el mismo instituto que su compañero.

Figura 1. Andre Geim y Konstantin Novoselov ganaron el premio Nobel de Física en 2010 por su trabajo con el grafeno. Fuente: http://www.csmonitor.com/Science/2010/1005/KonstantinNovoselov-and-Andre-Geim-get-Nobel-Prize-for-super-strong-graphene El hecho de que a estos científicos se les haya otorgado el premio Nobel de Física 2010por un descubrimiento que hicieron en 2004, indica claramente la importancia de este material, que cada día encuentra más aplicaciones por sus sorprendentes propiedades. Por esa razón es pertinente reseñar acá el origen, estructura y propiedades del grafeno así como sus posibilidades tecnológicas. 2. ANTECEDENTES Se sabe que el carbono se presenta en formas y colores diversos, los más comunes sonsólidos negros (coque, grafito) pero también se puede presentar como el cristalino y duro diamante. Además del carbón vegetal, en la naturaleza hay otras formas como la turba que es un material orgánico compacto, de color pardo oscuro y rico en carbono. Está formado por una masa esponjosa y ligera en la que aún se aprecian los componentes vegetales que la originaron. La formación de turba constituyela primera etapa del proceso mediante el cual la vegetación se transforma en carbón mineral. Se forma como resultado de la putrefacción y carbonificación parcial de la vegetación en el agua ácida de pantanos, marismas y humedales. La comprensión de la turba produce el lignito que ya es un carbón mineral en forma de sustancia desmenuzable, en la que aún se pueden reconocer algunas estructurasvegetales. Es de color negro o pardo y frecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la cual procede. La compresión del lignito originó la hulla, principalmente en la Era Primaria, durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Surgió como resultado de la descomposición de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años. La hulla, figura 2, el...