Materiales del futuro, GRAFENO

Introducción

El Grafeno es un material bidimensional, elástico y uno de los materiales más ligeros del planeta, pero a la vez, de los más resistentes. En un futuro se estima que el Grafeno será capaz de sustituir al Silício, al ser un material orgánico, no contaminante y que es capaz de mejorar las cualidades de las baterías, reduciendo los residuos que deja el Silício.

 

Que es realmente el Grafeno?

Es uno de los materiales más innovadores; tiene infinitas aplicaciones en todos los ámbitos de la tecnología, hasta en la vida cotidiana; y esto siendo un material de un sólo un átomo de espesor. Es la base de tres de los alótropos del Carbono: el Grafito, los fullerenos y los nanotubos.
Imagen relacionada

El Grafeno, ya que se obtiene del grafito, tiene la misma estructura.
Es una lámina única de un átomo de carbono de grueso. Esta lámina procede del grafito, que es una estructura tridimensional de numerosas
capas de Grafeno unidas entre ellas.
Los átomos estan organizados formando enlaces hexágonales. Éstos enlaces se forman en ángulos de 120º sobre un mismo plano en lo que se conoce como enlaces covalentes.  Cada átomo forma enlaces con tres átomos más y así sucesivamente formando una gran red.

 

Obtención

Aunque hay varios modos complejos de obtención, como pueden ser: la obtención epitaxial, la reducción de oxido de Grafito, la sonicación de Grafito o mediante nanotubos de Carbono. El Grafeno se puede extraer de la manera más sencilla, simplemente con grafito (muchas capas de Grafeno unidas; como una mina de lápiz) la cual se raspará suavemente. Aquí obtendremos láminas estrechas de Grafito. Con estas láminas obtenidas, se pegan y separan en una cinta adhesiva. El resultado son láminas tridimensionales de Grafito y, muy difícil de ver a simple vista, láminas bidimensionales de Grafeno.

 

Os dejamos un video donde se explica como hacerlo:


Características de este material

El grafeno es, probablemente, el material más sorprendente descubierto recientemente debido a las propiedades contrarias extremas.  Aquí podemos ver muchas de sus características, aunque la mayoría, de momento, son teóricas, ya que es un material en fase experimental.

 

  • El grafeno es un material bidimensional, eso se debe a su grosor, que es sólo de un átomo de carbono

 

  • El material es totalmente impermeable, excepto por el agua, debido a su gran densidad.

 

  • Es un material altamente elástico, se puede expandir un diez por ciento de forma reversible. En un futuro se podrá utilizar para realizar pantallas de teléfonos móviles flexibles, entre otras aplicaciones.

 

  • Tiene una dureza impresionante; es muy complicado rayar una lámina de Grafeno.

 

  • Es uno de los materiales más duros descubiertos, doscientas veces más que el acero.

 

  • El Grafeno conduce perfectamente la electricidad y el calor.

 

  • Es ecológico, no contamina ya que es materia orgánica.

 

  • Es muy ligero; una lámina de un metro cuadrado pesa tan sólo 0’77 mg. Se estima que, con la misma superficie, pesa doscientas veces menos que el acero

 

  • Posee una transparencia casi completa.

 

  • Su punto de fusión es superior a los 3000 ºC.

 

  • Consume mucha menos electricidad que el silicio para hacer exactamente las mismas funciones que él. Por eso en un futuro el Silício podría ser substituido por el Grafeno.

 

 

Aplicaciones en el ámbito de la industria

El Grafeno ya se puede observar en ámbitos como:

 

 

La industria de la telefonía móvil ha conseguido fabricar una pantalla de Grafeno, ya que es muy buen conductor y hace que el teléfono móvil no pese tanto, pero con una pantalla más resistente, dura y flexible.

 

 

El deporte, algo tan simple como una raqueta de tenis puede incorporar Grafeno, el cual sirve para distribuir el peso de la raqueta, según el juego o los gustos del tenista.

Los anticonceptivos, substituyendo el látex por varias láminas de Grafeno unidas o bien se forma un compuesto con los dos materiales, gracias a sus grandes características, se consigue un preservativo muy resistente, casi irrompible y altamente elástico; más que los actuales de látex.

En la automoción, actualmente ya se está estudiando sustituir el silicio por el Grafeno. Esto aportaría una mejora importante a la carga de la batería del coche. Con esto, conseguiríamos que las baterías fueran mas duraderas y que el tiempo de carga se redujese considerablemente.

La alimentación, este sector también se beneficiaria de las propiedades del Grafeno, ya que su densidad solo capaz de atravesar el agua, sería capaz de destilar las bebidas alcohólicas.

 

 

Cuestionario

Aquí os dejamos un pequeño cuestionario, para que pongáis a prueba los conocimientos obtenidos:

 – TEST –

Webgrafía

· https://es.wikipedia.org/wiki/Grafeno

· https://www.infografeno.com

· http://grafeno.com/

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