Debate sobre el Grafeno

27-10-2010

El grafeno es una estructura laminar plana, de un átomo de grosor, compuesta por átomos de carbono densamente empaquetados en una red cristalina en forma de panal de abeja mediante enlaces covalentes que se formarían a partir de la superposición de los híbridos sp² de los carbonos enlazados.
El Premio Nobel de Física de 2010 fue otorgado a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus revolucionarios descubrimientos sobre el material bidimensional grafeno.
La hibridación sp2 es la que mejor explica los ángulos de enlace, a 120º, de la estructura hexagonal. Como cada uno de los carbonos tiene cuatro electrones de valencia en el estado hibridado, tres de esos electrones se alojarán en los híbridos sp2, formando el esqueleto de enlaces covalentes simples de la estructura y el electrón sobrante, se alojará en un orbital atómico de tipo p perpendicular al plano de los híbridos. La solapación lateral de dichos orbitales es lo que daría lugar a la formación de orbitales de tipo π. Algunas de estas combinaciones, entre otras, darían lugar a un gigantesco orbital molecular deslocalizado entre todos los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno.
El nombre proviene de GRAFITO + ENO. En realidad, la estructura del grafito puede considerarse como una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas. Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se debe a fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales π de los átomos de carbono.


Estructura cristalina del grafito en la que se observan las interacciones entre las distintas capas de anillos aromáticos condensados.
En el grafeno, la longitud de los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 1,42 Å. Es el componente estructural básico de todos los demás elementos grafíticos incluyendo el grafito, los nanotubos de carbono y los fulerenos. Esta estructura también se puede considerar como una molécula aromática extremadamente extensa en las dos direcciones del espacio, es decir, sería el caso límite de una familia de moléculas planas de hidrocarburos aromáticos policíclicos llamada grafenos.

Entre las propiedades más destacadas de este material se incluyen:
Alta conductividad térmica y eléctrica.
Alta elasticidad y dureza.
Resistencia(200 veces mayor que la del acero).5
El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo.
Soporta la radiación ionizante.
Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.
Menor efecto Joule, se calienta menos al conducir los electrones.
Consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio.
Otras propiedades interesantes desde el punto de vista teórico son las siguientes:
Los electrones que se trasladan sobre el grafeno, se comportan como cuasipartículas sin masa. Los llamados fermiones de Dirac. Dichos fermiones se mueven a una velocidad constante independientemente de su energía (como ocurre con la luz), en este caso a unos 106 m/s. La importancia del grafeno, en este aspecto, consiste en estudiar experimentalmente este comportamiento que había sido predicho teóricamente hace más de 50 años.
El grafeno presenta un efecto llamado efecto Hall cuántico, por el cual la conductividad perpendicular a la corriente toma valores discretos, o cuantizados, permitiendo esto medirla con una precisión increíble. La cuantización implica que la conductividad del grafeno nunca puede ser cero (su valor mínimo depende de la constante de Planck y la carga del electrón).
Debido a las propiedades anteriores, los electrones del grafeno pueden moverse libremente por toda la lámina y no quedarse aislados en zonas de las que no pueden salir (efecto llamado localización de Anderson, y que es un problema para sistemas bidimensionales con impurezas).
Es casi completamente transparente y tan denso que ni siquiera el átomo de helio, cuyos átomos son los más pequeños que existen (sin combinar en estado gaseoso) puede atravesarlo.
El grafeno tiene propiedades ideales para ser utilizado como componente en circuitos integrados. El grafeno tiene una alta movilidad de portadores, así como un bajo nivel de ruido, lo que permite que sea utilizado como canal en transistores de efecto de campo (FET). La dificultad de utilizar grafeno estriba en la producción del mismo material, en el substrato adecuado. Los investigadores están buscando métodos como la transferencia de hojas de grafeno desde el grafito (exfoliación) o el crecimiento epitaxial (como la grafitización térmica de la superficie del carburo de silicio - SiC). En diciembre de 2008, IBM anunció que habían fabricado y caracterizado transistores operando a frecuencias de 26GHz.12 En febrero del 2010, la misma IBM anunció que la velocidad de estos nuevos transistores alcanzaba los 100 GHz.13

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[duty8]

jje perdon si ase 8 años perdon al decir 4 años

[duty8]

estos se hablo hace 4 años s estaba descubriendo el grafeno gracias al grafeno es posible hacer lo q vemos q hace la chica japonesa. y hay entra también la tecnología (captom) es decir átomos electrónicos, estos átomos con la ayuda del grafeno permite hacer eso estirar pantallas, como el grafeno es flexibles, los átomos permite mantener en su lugar la pantalla sin dañarlo al estirarlo y/o al manipularlo, espero q me haya echo explicar

[cristian2452]

un niño de primaria explicaria mucho mejor que estos 2 tarados

[mynewan]

Menuda mierda de debate xD Unos notas que no tienen ni idea... hablando cosas de las que no saben...

[condorbz2]

La descripcion esta mejor explicada que el video aqui solo hablan que aplicaciones se les puede dar y su futura rentabilidad. se nota que los presentadores son solo gente de negocios y no cientificos.

[SuperInexperto]

Es una lástima que gente capaz, con largos años de estudio deban de emplearse en otros paises que si tienen planes de investigación. Me refiero a planes en los que se incluyan alta inversión, motivación de profesionales, visión de país, etc.

Aqui, lamentablemente, cuando hay recortes, empiezan por lo mas importante ya que esto no da votos. No vale con decir que avanzamos, hay que avanzar MUCHO si queremos competir internacionalmente .

El futuro empieza aquí, con ellos

[jmrc1982]

Pésimamente explicado todo.