Grafeno

GRAFENO

INTRODUCCIÓN​
El repentino aumento del interés científico por el grafeno puede dar la impresión de que se trata de un nuevo material. La realidad, sin embargo, es que el grafeno ha sido conocido y descrito desde hace al menos medio siglo. El enlace químico y su estructura se describieron durante la década de 1930, mientras la estructura de bandas electrónica fue calculada por primeravez por Wallace en 1949.La palabra grafeno fue oficialmente adoptada en 1994, después de haber sido usada de forma indistinta con monocapa de grafito, en el campo de la ciencia de superficies.
Desde que se sintetizó por primera vez en 2004, los avances en el campo del grafeno han sido espectaculares. Es transparente, pero conduce muy bien la electricidad, al menos 100 veces más rápido que elsilicio. Una pantalla de grafeno es conductora por sí misma, por lo que no necesita de un entramado de circuitos por debajo. Al ser flexible, no solo puede enrollarse, sino que también puede recubrir superficies que no sean planas. Es barato porque forma parte del grafito que se encuentra en un lapicero cualquiera. La Universidad de Columbia asegura que es el material más resistente del mundo. Yademás, no contamina.

DEFINICIÓN

El grafeno es una estructura compuesta de átomos de carbono que por medio de enlaces covalentes, forman celdas hexagonales parecidas a un panel de abejas. Su nombre proviene de la combinación de grafito y el sufijo –eno (utilizado para los compuestos alquenos de química organica).


Estructura hexagonal en panal de abeja. Representación esquemáticade grafeno

OBTENCIÓN DEL GRAFENO

Históricamente el proceso de obtención de grafeno se ha basado en la exfoliación de grafito con cinta adhesiva. El propósito era dividir el grafito en hojas individuales y luego unirlas de una forma original.
Este método tuvo éxito por primera vez en 2004 (motivo por el cual Andre Geim y Kostantin Novoselov han recibido el premio Nobel de Física 2010); yha servido para estudiar alguna de sus propiedades a escala de laboratorio.

Andre Geim y Konstantin Novoselov
Las tres formas principales de obtener grafeno son:
1.Exfoliación mecánica, mediante un celo, es un método sencillo y barato, pero de bajo rendimiento y bastante lento.
2.Elevar el grafeno, a una gran temperatura y ultra vacío. Poco viable por las condiciones de operación.
3.Apartir de óxido de grafito, es la manera más utilizada, al ser un método muy barato y de elevado rendimiento,  su método es en disolución, el grafeno se puede depositar sobre sustratos.

PROPIEDADES
Entre las principales y más llamativas propiedades del grafeno, nos encontramos las siguientes:
* Puede llegarse a láminas de solo un átomo de espesor.
* Tiene unos enlaces extraordinariamenterígidos. El hecho de que solo posea un elemento, evita la aparición de defectos estructurales como grietas que en otros materiales, son la causa de su rotura. Aspecto único en un material de estas características.
* El grafeno es metálico, pudiéndose inducir electrones, teniendo movilidades electrónicas extraordinariamente altas en comparación con los conductores convencionales. Ademásindependientemente de la temperatura, la movilidad electrónica se mantiene. Se ha alcanzado una movilidad de electrones de 10 elevado a 8 electrones por cm2.
* Es impermeable a todos los elementos, incluso al helio.
* El grafeno es elástico, es un material bidimensional. ¿Y qué le ocurren a los átomos cuando deformamos la lámina?. Al producirse estas deformaciones, generan el mismo efecto que uncampo magnético ficticio sobre los electrones del grafeno. Es decir, mueven las trayectorias de los electrones. Los reflectan de la misma forma que lo haría un campo magnético ficticio. Un efecto muy exótico, que ha sido comprobado experimentalmente. El hecho de poder cambiar de trayectoria a los electrones a partir de las tensiones aplicadas, puede ser utilizado para generar dispositivos...