Generales y de los principios científicos de la grafeno

INDICE

I. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………..….. 3

II. RESUMEN………………………………………………………….………….. 3

III. OBJETIVOS………………………………….………………………………… 4

IV. MARCO TEÓRICO……………………………………………………………. 4

4.1 Generalidades y Fundamentos Científicos……………………..…….. 4

a) Propiedades del grafeno …………………………………………..5

4.2 Estado de la Técnica……………………………………..…………… 8

a) A nivel nacional………………..………………….. 9

b) A nivel internacional………..…………………..…. 9

4.3 Descripción del Proceso de Producción – Flow Sheet

Equipo y maquinaria – Materia prima………………………...……...10

4.3.1 Crecimiento epitaxial sobre sustratos metalicos…...15

4.3.2 Reduccion de oxido de grafito……………….……16

4.3.3 Crecimiento de derretimientos metal-carbono……..17

4.3.4 Pirolisis del etoxido de sodio………………………18

4.3.5 A partir de nanotubos………………………………18

4.3.6 Porsonicacion de grafito …………………………...19

4.3.7 Metodo de hielo seco ……………………………...19

4.4 Formas de produccion de Grafeno…………………………………20

4.4.1 Un limpiador ultrasonico ………………………...20

4.4.2 Grafeno en laminas……………………………….20

4.4.3 Grafeno en polvo…………………………………21

4.4.4 Grafeno artificial…………………………………21

4.5 Metodología: …………………………………………………….. 23

4.5.1 Materiales y Métodos…….………………………. 23

4.5.2 Norma Técnica de Procedimientos……………….. 24

4.5.3 Instrumentos de medición y control………………. 24

4.5.4 Especificaciones de producto:

Requisitos de calidad……………………………... 24

4.5.5 Norma Técnica de Requisitos…………………….. 25

4.6 Resultados esperados……………………………………................... 25

V. APRECIACIÓN CRÍTICA: ……………………………………………..…... 26

5.1 Ventajas y desventajas……….……………………………………..……. 26

5.2 Factibilidad en nuestro contexto socio-cultural….................................. 26

VI. CONCLUSIONES……………………………………………..……………... 27

VII. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………… 28

I. INTRODUCCIÓN

El Grafeno, llamado también el material del futuro es transparente, flexible, extraordinariamente resistente, abundante, económico y conduce electricidad mejor que ningún otro metal conocido. Este material se propone para la innovación de productos por sus características innumerables siendo un material prometedor para fabricar desde dispositivos electrónicos hasta paneles solares, aeronáuticos, medicina y otros sectores.

El siguiente documento, mediante gráficos, fotografías y breves descripciones llevará al lector a comprender la esencia del grafeno, como derivado del grafito y con las potenciales propiedades a futuro que podrían revolucionar la industria como la conocemos. Algunas aún potenciales y otras llevadas ya a la realidad y la práctica incluyen desde sus usos electrónicos –dadas sus extraordinarias propiedades conductoras y semiconductoras–, hasta la futura construcción de ascensores espaciales, pasando por la fabricación de corazas humanas en el ámbito de la seguridad, por ejemplo un chaleco antibalas de una flexibilidad sólo comparable a su extrema resistencia, y tan fino como el papel.

II. RESUMEN

Se propone un nuevo material llamado Grafeno este material innovador resulta muy excitante hoy en día en el mundo científico debido a sus grandes propiedades capaces de crear innumerables productos. Este parece haber despertado una serie de alternativas revolucionarias para campos industriales, médicos, ambientales, etc Y podría llegar ser un material que podría ser desarrollado en cualquier parte del mundo, con bajos costos y grandes beneficios.

Fue descubierto en el 2004 por Andre Geim y Konstantin Novoselov , ellos recibieron el Premio Nobel de Física en el 2010 considerándose el material del futuro que podría sustituir al silicio en la fabricación de semiconductores y revolucionar la informática dando un gran paso en este campo. Los científicos ya han encontrado una nueva aplicación de este como lo es el Willow Glass (cristal flexible como el plastico).

III. OBJETIVOS

 Uso de un material más fuerte que el acero pero aun así flexible que permita ser usado en diferentes areas.

 Conocimiento de un material de innovación a nivel mundial

 Producción de productos sustituyendo materiales tóxicos

 Innovación de productos con mayores beneficios

 Revolucionar el campo de la informática por su gran capacidad de conducción de electricidad

 Uso de nueva tecnología.

IV. MARCO TEÓRICO

4.1 Generalidades y Fundamentos Científicos.-

 El grafeno es una forma alotrópica del carbono, es decir, una forma en la que se presenta el carbono. Otras formas alotrópicas del carbono son el grafito o el diamante. Es una sustancia cuya importancia en tecnología es cada vez mayor por lo que me parece interesante comentar algo sobre sus propiedades y aplicaciones.

 Está formado por anillos hexagonales de átomos de carbono, uno de los elementos más importantes y abundantes en la naturaleza. Es sabido que el carbono es esencial para la vida tal y como la conocemos y es también el componente de muchos minerales y de muchos combustibles

 El enlace químico y como su estructura se dio a conocer en el decenio de 1930, Philip Russell calculo por primera vez la estructura electrónica de bandas

 El Grafeno es un alótropo del carbono, un teselado hexagonal plano formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se generan a partir de superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.

 Mediante la hibridación sp2 se explican mejor los ángulos de enlace a 120°, la estructura hexagonal del grafeno. Cada uno de los carbonos contiene cuatro electrones de valencia en el estado hibridado, tres de esos electrones se alojan en los híbridos sp2 y se forman el esqueleto de enlaces covalentes simples de la estructura.

 El electrón sobrante se aloja en un orbital atómico de tipo «p» perpendicular al plano de los híbridos. El solapamiento lateral de dichos orbitales da lugar a formación de orbitales de tipo π. Algunas de esas combinaciones propician un gigantesco orbital molecular deslocalizado entre los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno.

a) Propiedades del grafeno

Caracterizar un material es definir sus propiedades con respecto a parámetros fisicoquímicos, de éstos la dimensionalidad, la conductividad eléctrica, la cualidad microscópica, la continuidad macroscópica, la resistividad y la estabilidad termodinámica son algunos de los más representativos.

El grafeno pertenece a un extenso grupo de materiales bidimnesionales. Es el más estudiado teóricamente y el que, por las propiedades inusuales que presenta, se ha caracterizado mejor. Constituye la punta de lanza en el estudio de estos materiales en la búsqueda de nuevas propiedades y aplicaciones.

El grafeno es un material formado por capas, que comprende desde una hasta 10 capas superpuestas. Sus Propiedades están en función de su dimensionalidad. Tomando como base discriminatoria la especificidad de sus propiedades, el grafeno puede ser clasificado en 3 tipos: monocapa, bicapa y aquél que se haya en el rango de 3 a 10 capas. Sin embargo, presentan un conjunto de propiedades comunes que permiten caracterizar los tres tipos como grafeno.

Entre las propiedades más destacadas del grafeno se encuentran:

• Alta conductividad térmica y eléctrica.

• Semiconductor.

• Es muy flexible

• Es transparente

• Alta elasticidad y dureza (el grafeno es mucho más duro que el diamante y 200 veces más que el acero).

• Resistencia (el material más resistente del mundo).

• El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota

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