¿Qué es el grafeno?

El grafeno es un término para una estructura especial o altropo de átomos de carbono donde se autoensamblan en seis anillos de átomos de carbono en hojas bidimensionales. A escala atómica, el grafeno se asemeja a la estructura del alambre de pollo, o a la de una cerca de enlace de cadena, y es una estructura bidimensional repetida que, cuando se pliega en cilindros, se conoce como un nanotubo de carbono, o, cuando se forma en una esfera, a menudo se conoce como un buckyball o fullereno. Una de las áreas más comunes donde las láminas de grafeno existen naturalmente y se producen en pequeñas cantidades están en lo que comúnmente se etiquetan mal como lápices de plomo, que frotan las láminas de la red de carbono desde el punto de lápiz cuando se desgastan contra el papel, dejando marcas de lápices familiares.

Tanto los materiales grafíticos como la investigación sobre la tecnología de grafeno se consideran tan importantes en el siglo 21 st que ganó dos rese con sede en el Reino UnidoArqueros de la Universidad de Manchester, el Premio Nobel de Física en 2010. Andre Geim, un físico holandés-ruso, y Konstantin Novoselov, un físico ruso-británico, descubrieron un método práctico para producir capas atómicas únicas de grafeno. Las aplicaciones para capas atómicas de grafeno abarcan el espectro desde formas muy densas de almacenamiento de datos en computadoras a ultracacitadores para almacenar energía eléctrica y células solares flexibles que podrían reemplazar difíciles de trabajar con silicio. La forma bidimensional única de las láminas de grafeno también las hace útiles en la investigación de física de partículas en las instalaciones de aceleradores nucleares, donde pueden tener una masa de descanso de cero, lo que les permite exhibir rasgos del principio de incertidumbre de Heisenberg cuando se bombardean por corrientes de electrones relativistas.

Las muchas aplicaciones comerciales potenciales para el grafeno han llevado a un aumento constante en los documentos publicados por parte de la comunidad científica. A partir de 2011, se han presentado más de 25,000 trabajos de investigación y patentesAplicaciones de grafeno, con el salto promedio anual de 157 en 2004 a más de 2.500 artículos en 2010. Los desarrollos en los dispositivos de fotónicos de grafeno y optoelectrónica son uno de los campos más prometedores que se investigan. Esto se debe a que el material podría mejorar la eficiencia de los paneles de diodos emisores de luz (LED) utilizados en todo, desde pantallas de computadora y televisión hasta sensores de luz. El grafeno haría tales pantallas flexibles y más duraderas, y reemplazaría la necesidad de usar metales raros y a veces tóxicos en su fabricación, como platino e indium.

Una de las principales propiedades del grafeno que lo haría útil como una pantalla táctil flexible para una máquina de cajero automatizada (ATM) o célula solar es que puede ser transparente para el paso de la luz y un conductor eléctrico eficiente al mismo tiempo. No fue hasta que el Premio Nobel de Física se otorgó en 2010, sin embargo, que una forma fácil de fabricar grandes cantidades de capas atómicas individuales del material erable. Desde la publicación de la metodología de fabricación por parte de los investigadores de la Universidad de Manchester, los científicos surcoreanos han encontrado una manera de ampliar el proceso para producir hojas del material que se puede utilizar para pantallas de informática y televisión de tamaño estándar.