El grafeno es el material más fuerte que existe. El silicio el elemento químico con el que se fabrican los microchips, cambiará en un futuro cercano, serán chips de grafeno, un material muy resistente, transparente y extremadamente flexible. El grafeno derivado del grafito, presenta una amplia variedad de aplicaciones; ordenadores, pantallas táctiles...
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 en la superposición de 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.
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. La estructura se descrubrio en la década de 1930.
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. Imagen: Functionalised Fullerenes
La primera pantalla táctil de grafeno
Fuente: 06/08/2010: elpais.com autor: MIGUEL CALZADA
Científicos surcoreanos acaban de construir la primera pantalla táctil de este material. Tiene 30 pulgadas y puede doblarse y enrollarse hasta ocupar un espacio mínimo. IBM, el gigante de la informática, presentó este invierno sus primeros chips de grafeno, 10 veces más veloces que los de silicio.
Los fabricantes de baterías para móviles anuncian que mejorarán su producto gracias a este derivado del grafito, con el que también está hecha la radio más pequeña del mundo, diseñada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Estamos ante una nueva revolución que traerá ordenadores super rápidos y pantallas aún más pequeñas.
Las pantallas del futuro serán flexibles, eso está claro. Los principales fabricantes se afanan en buscar nuevas fórmulas, no solo de grafeno sino también de tecnología OLED, basada en una capa que emite luz y está formada por componentes orgánicos (polímeros). También se intenta hacer papel electrónico con óxidos de metal o variantes del silicio clásico, como silicio cristalino o sus combinaciones con el caucho, bastante más elástico.
El instituto de nanotecnología en el que han desarrollado la primera pantalla táctil de grafeno, en la Universidad Sungkyunkwan de Seúl, ha conseguido llamar la atención de las grandes compañías.
El sector está inquieto. Pantallas que se doblan como un papel y que dentro de poco, según James Tour, de la Universidad de Rice (Houston) y uno de los químicos más prestigiosos de la última década, podrán enrollarse "hasta formar un pequeño lápiz que nos pondremos tras la oreja". Samsung, líder mundial en diversas ramas de la industria electrónica, ya ha anunciado que en dos años comercializará un artilugio parecido.
El grafeno permite fabricar un medio con una extraordinaria capacidad de almacenamiento de energía
Consiguen fabricar ordenadores con agua y grafeno
Fuente: 22/11/10: abc.es
Cuando Andre Geim y Konstantin Novose, de la Universidad de Manchester desarrollaron el grafeno, ganaron el Premio Nóbel de Física. Este elemento, que tiene un borde del ancho de un átomo, es uno de los materiales más ligeros, más conductivos y más resistentes de la tierra.
Entre las diferentes aplicaciones en las que se puede desarrollar el grafeno se encuentran la secuenciación del ADN y la fabricación de un medio con una extraordinaria capacidad de almacenamiento de energía. Pero, ¿cómo se puede hacer un ordenador con este material? Simplemente añadiendo agua.
Un grupo de investigadores de la Universidad Rensselaer Polytechni ha logrado un avance sorprendente en la utilización del grafeno como material para fabricar transistores, con lo que han situado a la siguiente generación de ordenadores, prácticamente, al alcance de la mano.
El profesor Nikhil Koratkar y su equipo han publicado su descubrimiento en un trabajo titulado Tunable Bandgap in Graphene by the Controlled Adsorption of Water Molecules, (Banda prohibida ajustable en el grafeno mediante la absorción de moléculas de agua).
Para los que no tenemos conocimientos en Física Avanzada, una explicación sencilla podría ser que se puede utilizar el agua en conjunción con el grafeno para crear un transistor.
¿Cómo funciona un transistor de grafeno y agua? Si ponemos una placa de grafeno sobre una de silicio y dióxido de silicio, y enviamos agua por el pequeño espacio que hay entre las dos, el líquido se aleja del silicio hacia el grafeno, deteniendo la conducción del agua y rompiendo la conexión.
¿Por qué esto es tan importante? El agua es un elemento seguro y común, así que cuando está tecnología despegue, necesitará menos toxicidad que la que se produce con los transistores actuales.
En cuanto a la experiencia informática, la importancia se encuentra en que en combinación con posibilidades radicalmente superiores de almacenaje, el transistor de grafeno tiene el potencial de hacer los ordenadores más resistentes, mucho más pequeños y mucho más rápidos que los que tenemos hoy en día. Un dispositivo del tamaño de un tablet podría tener la capacidad de procesamiento y memoria que toda una red de ordenadores.
Recientemente publicamos un post sobre una empresa española que está investigando para producir láminas de grafeno de tamaño y pureza superiores a las que se producen actualmente.
Video: Futuras aplicaciones del Grafeno
Las propiedades del grafeno.
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).
* 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.
