El Grafeno: Lo Que Necesitas Saber

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER – SEDE SOCORRO

ESCUELA DE QUÍMICA QUÍMICA I

INFORME DE LA EXPOSICIÓN

“EL GRAFENO

EL FUTURO YA ES PRESENTE”

EL GRAFENO

EL FUTURO YA ES PRESENTE

Resumen de la exposición y más curiosidades sobre este sorprendente material.

POR: CRISTIAN GIOVANY GÓMEZ OLARTE

Los nanomateriales han acaparado el interés de la investigación científica debido a las pro- piedades tan exóticas que exhiben.

Sin duda, el carbono es el elemento químico más estudiado de la naturaleza. Sus compues- tos están presentes en nuestra vida cotidiana. Durante varios años se tuvo una percepción errónea de que el carbono puro (a temperatura y presión ambientes) existía en forma de dos tipos:

El grafito que se ve en la mina de los lápices.

El diamante de estructura cúbica cristalina.

Sin embargo, la investigación científica en compuestos de carbono ha venido evolucionando poco a poco y dando origen al grafeno. Una breve síntesis de los acontecimientos más des- tacados en estas investigaciones se presenta a continuación:

 En 1940-1960 se investiga de forma exhaustiva el grafito.

 Para los años de 1960 a 1970 se caracterizan los compuestos intercalares de grafito.

 Posteriormente, en el periodo comprendido entre 1975-1978 se sintetiza el poliaceti- leno.

 En 1985 se observan los fullerenos (C60) en el espacio exterior.

 Para 1991 se observan los nanotubos de carbono.

 Finalmente, en 2004 se aísla y estudia el grafeno.

El grafeno ha ocasionado mucha curiosidad y ha despertado la intriga de muchos desde

2005. Este material se puede obtener de diversas formas, la más mencionada es la que em- plea una cinta adhesiva y grafito. Pero, también es posible obtenerlo en la superficie del car- buro de silicio, o en la superficie de metales, por descomposición de moléculas absorbidas.

Una de las características fundamentales y relevantes del grafeno es que es el material más bidimensional que pueda existir. Su espesor de un átomo hace que no se pueda definir su anchura de una manera exacta.

CARACTERÍSTICAS DEL GRAFENO (SÍNTESIS)

- Es el material más bidimensional que existe.

- Posee una rigidez excepcional.

- Tiene la posibilidad de expandirse mucho más que cualquier otro material cristalino.

- Es muy flexible y transparente.

- Es muy buen conductor de la electricidad.

PROPIEDADES DEL GRAFENO

Las membranas del grafeno pueden soportar átomos de metales pesados, como el oro o el níquel prácticamente sin deformarse. Este nanomaterial presenta uno de los estados más exóticos de la materia: el efecto Hall cuántico fraccional.

“En un conductor por el que circula una corriente, en presencia de un campo magnético perpendicular al mo- vimiento de las cargas, aparece una separación de car- gas que da lugar a un campo eléctrico en el interior del conductor perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magnético aplicado. A este campo eléctrico se le llama campo Hall.”

Además, al grafeno no se le puede ubicar ni entre los metales ni en los semiconductores, ya que parece po- seer algo de estos dos mundos. Con los metales, el gra-

feno tiene en común que la brecha energética entre la banda de valencia y la de conducción es nula, ello facilita el paso de los electrones desde el cono inferior al cono superior. Por otra parte, relacionándolo con los semiconductores puede generarse una corriente de electrones mediante la ocupación del valle del cono superior o bien una corriente de huecos mediante el vaciado de los niveles más energéticos del cono inferior. Las propiedades espectaculares de las bandas de energía del grafeno lo convierten en un excelente “ratón de laboratorio” de la investigación de fenómeno físicos fundamentales.

Como ya se dijo, el grafeno NO PERTENECE a ninguna de esas clases de materiales. NO ES UN METAL, NO ES UN SEMICONDUCTOR.

FUTURAS APLICACIONES DEL GRAFENO

1. LOS MÓVILES

Este material hará cambiar radicalmente el aspecto de los terminales móviles. Gracias a sus propiedades de trasparencia y flexibilidad se van a crear

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