Propiedades del Grafeno

Grafeno

¿El material más completo que existe?

Nombre:

Jorge Riquelme.

Nombre Profesor:

Carlos González.

Asignatura:

Fundamentos de Ingeniería.

Fecha:

20 de Diciembre de 2013.

Índice

Introducción……………………………………………………………………… 03

Descripción y descubrimiento…………………………………………..……… 04

Propiedades del Grafeno………………………………………………..……… 06

Grafeno, material más fuerte del mundo……………………………………… 08

Descrito en la década de 1930 ……………………………………......……… 08

Usos del Grafeno…………………………………….............................……… 09

Conclusiones……………………………………………………………..……… 11

Bibliografía………………………………………………………………..……… 13

Introducción

En diversas ocasiones se ha tenido la incertidumbre de cuál es el material más duro, mejor conductividad, elasticidad, vida útil, entre otros, que reúna la mayor cantidad de características útiles lo que así lo identificaría como un material “completo” desde distintos puntos de vista. Se ha Realizado la búsqueda de este material “completo” tanto en el mundo como fuera de él, para algunos investigadores y/o científicos este conocimiento está lejos de ser inalcanzable ya que un material llamado Grafeno actualmente es considerado por muchos de expertos en la materia como el material más duro, material en él se fijara la atención en este informe.

El Grafeno como un material nuevo que se podría utilizar en diversas ramas de la ingeniería en un futuro cercano. Es un material, alotropo del carbono, que actualmente es rara vez ocupado, ya que se han hecho solo prototipos con este material, el cual tiene un gran potencial para ser usado de diversas maneras tanto a corto como a largo plazo y permitiría proveer de diversas comodidades en la vida cotidiana y también a nivel de industria.

Alotropo: Es cada una de las formas divergentes que proceden de una misma base léxica o que tienen la misma etimología

Descripción y descubrimiento

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.

“En química, se conoce como Hibridación sp2 a la combinación de orbitales atómicos dentro de un átomo para formar nuevos orbitales. Los orbitales son los que se superponen en la formación de los enlaces y justifican la geometría molecular”

El Premio Nobel de Física de 2010 fue otorgado a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus revolucionarios descubrimientos sobre el material bidimensionalgrafeno.

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.

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

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