QUE ES EL GRAFENO
El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con
átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal similar al grafito, pero en
una hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado
pesa tan sólo 0,77 miligramos.
Es un alótropo del carbono, un teselado hexagonal plano
(como panal de abeja) formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se
generan a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos
enlazados. El Premio Nobel de Física de 2010 se le otorgó a Andréy Gueim y a
Konstantín Novosiólov por sus revolucionarios descubrimientos acerca de este
material.1 2 Mediante la hibridación sp2 se explican mejor los ángulos de
enlace, a 120°, de la estructura hexagonal del grafeno. Como 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 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 estas
combinaciones propician un gigantesco orbital molecular deslocalizado entre
todos los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno. El nombre
proviene de intercambio –en el vocablo grafito– de sufijos: «ito» por «eno»:
propio de los carbonos con enlaces dobles. En realidad, la estructura del
grafito puede considerarse una pila de gran cantidad de láminas de grafeno
superpuestas.3 Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se
deben a fuerzas de Van der Waals e interacciones de los orbitales π de los
átomos de carbono.
DONDE SE OBTIENE
Las primeras muestras de este material que hoy asombra al
mundo, la obtuvieron mediante un procedimiento extremadamente simple.
Sencillamente iban retirando con un trozo de cinta adhesiva, las capas de la
superficie de un pequeño bloque de grafito. Como pueden ver el método sorprende
por su sencillez conceptual. Ir separando capas de átomos de carbono del
grafito, hasta lograr una sola aislada. Eso es el grafeno. Un material
revolucionario por su propiedades y aplicaciones.
COMO SE OBTIENE EL
GRAFENO
CUALES SON LAS APLICACIONES DEL GRAFENO
CUALES SON LOS BENEFICIOS DEL GRAFENO
El estudio del grafeno y el desarrollo de sus aplicaciones
van a beneficiar a la sociedad en general, pues se pronostica que su uso
permitirá mejorar muchos de los dispositivos que conocemos ahora, además de la
creación de otros nuevos, por ejemplo, computadoras todavía más pequeñas y
poderosas que las actuales. El grafeno también permitirá desarrollar materiales
más ligeros y resistentes.
Actualmente se están desarrollando aplicaciones de grafeno
para su uso en dispositivos “verdes”: por ejemplo, el uso de grafeno como
conductor es más favorable con el ambiente al reemplazar metales u otros
elementos pesados, o escasos, con carbono. Además, los dispositivos a base de
grafeno podrán también ser más eficientes, por lo que gastarían menos energía.
Igualmente al usar grafeno para tener materiales más ligeros y resistentes se
reducen costos de transporte y gasto de combustibles. Se ha propuesto también
usar grafeno para mejorar las baterías de litio actuales, lo cual aumentaría la
factibilidad de tener autos eléctricos. Por esto se predice que el grafeno
también tendrá un impacto ambiental favorable, al igual que otros
nanomateriales.
Al fomentar su estudio y desarrollo de aplicaciones existe
la posibilidad de crear nuevas industrias, con todos los beneficios socioeconómicos
que ello implica. Aquellas empresas internacionales y naciones que logren
posicionarse comercialmente en producción de grafeno y de dispositivos o
materiales basados en el mismo crearán empleos y aumentarán exportaciones.
CUALES SON LAS CONSECUENCIAS EN EL MEDIO AMBIENTE DEL GRAFENO
El problema, tanto en pantallas como en procesadores, es
fabricar grafeno a escala industrial y a bajo coste", explica Guinea. Las
pantallas táctiles actuales de los teléfonos inteligentes y tabletas se
producen con óxido de indio y estaño, material escaso, caro y contaminante, por
lo que el grafeno tiene las de ganar. Samsung produjo el año pasado un
prototipo de pantalla transparente y flexible a partir de una lámina de grafeno
de 63 centímetros de longitud.
