lunes, 28 de octubre de 2013

Nuevos discos holograficos de grafeno: GO

Discos holograficos de grafeno de docenas de TB, fabricados utilizando capas de óxido de grafeno (GO), agua y polivinilos, recibiendo el nombre de GO. (El polivinilo es una sustancia polímera derivada de monómeros vinílicos muy usada en la fabricación de materiales plásticos)



En estos discos a diferencia de los actuales, se les graba una imagen dentro de su estructura holográfica tridimensional, en un espacio del disco ínfimo, a esto se suma que en la grabación de imágenes holográficas se pueden usar más de una capa, por tanto aumentamos exponencialmente el número de grabados que pueden realizarse sobre cada disco.



Estos discos tendrían una capacidad de almacenamiento de 3,2TB/pulgada^3, esto implica capacidades de almacenamiento enormes y hasta ahora inimaginables.

Otra peculiaridad de este tipo de discos es la posibilidad de conservar los datos incluso con un disco roto, ya que las imágenes holográficas dañadas pueden recuperarse por las zonas intactas.



  

LG G Flex

¿El primer móvil fabricado con grafeno (la tapa trasera)?




Este móvil que ha sido anunciado recientemente por LG, va a ser el primer móvil con pantalla curva que podremos tener en nuestras manos, una pantalla curva de 6 pulgadas, pero ahí no acaba todo.
LG además ha comentado que el móvil tendrá un tapa trasera que se reparará automáticamente cada día de arañazos y demás gracias al material del cual está fabricada.

¿Estamos ante una de las primeras incorporaciones del grafeno al mundo de los smartphones?


jueves, 10 de octubre de 2013

Grafeno para capturar CO2

Es conocido que los gases como el CO2, actualmente, además de contaminar la atmósfera, producen efectos invernaderos, atacan a la capa de ozono y otros problemas más.



Para reducir la cantidad de gases, actualmente se usan unas partículas de gran tamaño (polímeros), que rompen las moléculas de estos gases, en otras más sencillas y mucho menos nocivas, pero que debido a su gran tamaño y otros factores tienen una gran limitación, y muchos de estos gases consiguen llegar a las capas más altas de la atmósfera, llegando a afectar seriamente al ozono.

Ahora, se ha descubierto que con el grafeno, al ser un material muy delgado, resistente y al actuar de forma completamente distinta dependiendo del sustrato, han conseguido capturar grandes cantidades de estos gases perjudiciales.



Con un método similar al de desalinizar el agua con el propio grafeno, fabrican una lámina de este material, y crean orificios microscópicos en la pared, estos los bordean con distintos sustratos para que no dejen pasar ciertos tipos de gases, entre ellos el CO2, y que las moléculas de los gases que consigan pasar, reaccionen rompiéndose.

Con este nuevo método mucho más eficaz esperan reducir la contaminación ambiental a gran escala en un futuro. Tener una vida mejor y más limpia.


lunes, 7 de octubre de 2013

Primer nanosatéite con chip de grafeno (UPC)

Siempre que se quiere revolucionar algo, ya sea tecnología, deportes o cualquier otra cosa, debe haber alguien que dé el primer paso, en este caso, la UPC (Universidad Politécnica de Cataluña).

La UPC, quiere probar suerte con el lanzamiento de su primer nanosatélite, que con un tamaño aproximado de un tetrabrick (20 cm^3) y con un corazón de grafeno (procesador) va a ser lanzado al espacio a modo de prueba (2014).

El nanosatélite también llamado "cubecat", ha sido fabricado a partir de materiales convencionales, típicos de mercado, sumándole a esto el chip de grafeno, va a ser uno de los satélites (a nanoescala) más barato fabricado (unos 200000€)



El satélite lleva incorporado en su interior un nanolaboratorio, que se usará para realizar pruebas principalmente enfocadas al tema energético, como células solares y otras, aparte de analizar sustancias químicas que se pueden encontrar en el espacio.

También se va a probar un sistema de energía dado por cambios de temperatura entre el espacio y el satélite, así como la transferencia de la propia energía de forma inalámbrica en el espacio.

La energía se puede transmitir en el espacio sin cables gracias a las variaciones del flujo magnético producidas por el MEMS (MicroElectroMecánico) que lleva incorporado el satélite, esto es, un aparato mecánico muy pequeño que actuará como fuente de ondas eléctromagnéticas.

Estas ondas con su continua circulación producirán un flujo magnético (algo así como un imán), que a su vez, inducirán corriente a un circuito cercano, esto se produce debido a que al producir un campo magnético (producido por el flujo magnético), la naturaleza trata de llevar todo a un equilibrio que no haya desequilibrio , y trata de contrarrestar este flujo magnético, creando en el otro circuito una corriente inversa al flujo, esto es lo mismo que ocurre al abrir los coches con el mando a distancia, etc.



Esto ha sido gracias en gran parte a Tesla, quién ya inventó esta forma de transmisión de energía a largas distancias. Tecnologías pensadas en el pasado para ser usadas en el futuro.

domingo, 6 de octubre de 2013

El carbino, el nuevo material más resistente

Con la misma composición que el grafeno, pero en este caso, los átomos de carbono no tienen enlaces simples, si no, más bien enlaces dobles y triples dando lugar al nuevo material más resistente del mundo.



Se podría decir que es un hermano del grafeno, además una de sus propiedades (carbino) es que es más flexible que el grafeno, ya que se puede enrollar totalmente sobre sí mismo sin romperse, esto es debido a la fuerza de sus enlaces, que a su vez es tal, que los científicos están tratando un posible problema originado por esa gran fuerza de atracción de enlaces entre los átomos, y es que, parece ser que si se juntan 2 láminas de este material una sobre otra, podría producir una explosión.

lunes, 5 de agosto de 2013

Siliceno, un competidor del grafeno

Mi El siliceno es un alótropo bidimensional del silicio, similar al grafeno.
Usando el microscopio de efecto túnel, estudiaron el autoensamblaje molecular de las nanocintas de siliceno y las hojas de siliceno depositadas sobre un cristal de plata. Las imágenes revelaron hexágonos en una estructura de panal similar a la del grafeno.



Las primeras estructuras de siliceno se observaron sobre cristal de plata y su forma era similar a la del grafeno, también de corte hexagonal, si bien no es exactamente plana. Recientemente, una investigación conjunta entre científicos de la Universidad Técnica de Berlín y de la Universidad de Aix Marseille ha creado siliceno aislado, condensando vapor de silicio sobre plata.


Este avance abre el camino a la experimentación con el siliceno, que hasta ahora se había limitado a la especulación, con una base científica más o menos sólida.
Los investigadores han comprobado que las láminas de siliceno cumplen con las propiedades que se le atribuían.



El siguiente paso es combinar el compuesto con materiales aislantes, para comprobar sus beneficios en dispositivos electrónicos.
El siliceno posee una gran resistencia, al igual que el grafeno, y eso hace que obtenga un buen rendimiento en los ánodos de las baterías de ion-litio. Esta característica permite paliar los cambios de volumen que se producen durante la carga, acercándose a los márgenes que ofrece el grafito, el material que se emplea actualmente.

El siliceno, gran competidor para baterías, cuenta con un valor diferencial respecto al grafito. Ofrece el doble de capacidad para el ánodo y además su resistencia impide que sufra cambios durante el proceso de carga y descarga.
Esto significa que las baterías hechas con este material tendrían una vida mucho más larga de lo que estamos acostumbrados ahora, sin que en medio se pueda apreciar un desgaste progresivo, como ocurre hoy en día.

El siliceno esta siendo una apuesta fuerte ante el grafeno (que sería un gran boom en el mercado debido a su futuro bajo precio y a su gran potencial, siendo una gran amenaza para quienes controlan actualmente el mercado del silicio y la electrónica ) , para poder sacar mayor provecho en el mercado al silicio, lo conseguirá?....

Aerografeno, el grafeno más ligero

El grafeno es un material conocido por sus propiedades únicas, entre ellas, su peso, ya que es un material superligero. Pues bien, a partir de él han conseguido crear un aerogel al que han llamado aerografeno y es actualmente el material más ligero del mundo.



Con una densidad de solo 0,16 miligramos/cm3, este material ha sido creado por científicos de la Universidad de Zhejiang, en China.

Los creadores aseguran que una de sus utilidades  sería limpiar vertidos tóxicos en el mar, gracias a la capacidad de este material de absorber hasta 900 veces su propio peso, ya que actúa como una esponja, siendo su composición de un 99 por ciento, aire, debido a ello también su ligereza.

Según el investigador responsable del proyecto (Gao Chao) , el aerografeno es altamente resistente, y flexible, capaz de comprimirse y volver a sus estado inicial múltiples veces.
El aerogel es un material similar al gel, el cual tiene un componente líquido que se intercambia por gas, esto da como resultado una sustancia sólida pero muy porosa y ligera.



Ésta no es la primera vez que se usa esta técnica, ya se habían creado sustancias anteriormente como el aerografito, que ha sido destronado de ser el más ligero del mundo, con una densidad de 0,18 mg/cm3, por el actual aerografeno, de 0,16 mg/cm3.

viernes, 2 de agosto de 2013

Cámaras Nocturnas con grafeno

Desde siempre ha ocurrido que teniendo una cámara normal para hacer fotos por la noche, se tienen diversos problemas, o el flash no alcanza, o salta el flash, pero el objetivo estaba demasiado cerca y se ve toda la imagen blanca.

Para las personas que no queremos llevar una cámara profesional para estas ocasiones, ya que supone llevar encima un armatoste, aparece de nuevo este magnífico material llamado grafeno para solucionarnos la vida en este tipo de situaciones.

El grafeno permitirá que las cámaras capten 1000 veces más luz en el mismo tiempo, ya el sensor de grafeno es 1000 veces más sensible a la luz que las cámaras actuales, además, este material trabaja a voltajes mucho más bajos que las cámaras actuales así que, aumentará la batería de las cámaras unas 10 veces.



Esto se debe a que el grafeno no opone prácticamente resistencia a los fotones de la luz, estos directamente llegan a la focal incrementando la luminosidad de las fotos en un período de tiempo mucho más corto.

Esto supone también un futuro abaratamiento de los sensores de imagen, ya que este material será mucho más barato y potencialmente mejor.

Así que imaginen un futuro con cámaras que no necesiten flash, más baratas y que hagan fotos de gran calidad tanto por la noche como por el día.



Esto no sólo favorece al campo de la fotografía, ya que estos foto-sensores de grafeno se pueden aplicar a una gran variedad de campos, mejorar eficacia en distintos sistemas y abaratar costes eléctricos a gran escala.

Grafeno para destilar el alcohol

Se descubrió que las láminas de óxido de grafeno, son impermeables con líquidos y gases y sólo dejan pasar el vapor de agua.



Las capas de óxido de grafeno dejan huecos que permiten pasar a las moléculas de agua, pero si otras moléculas tratan de pasar esta barrera se ven frenadas por los capilares del grafeno, que se recubren con las moléculas de agua.

Esto supone un gran avance tanto para eliminar tóxicos del agua, o para purificar ciertos productos químicos.

jueves, 1 de agosto de 2013

Grafeno hasta en neumáticos (su primer uso comercial)

El grafeno, el material del futuro (cercano), va a hacer su primera aparición comercial en neumáticos.



Actualmente los mejores neumáticos que existen, han llegado a un punto que con los materiales diariamente usados no se pueden mejorar mucho más, en cuanto a agarre, resistencia, dureza,.... Pues, gracias al grafeno, y a sus propiedades van a lograr dar un salto mucho más grande en calidad.

El uso de este material, mejorará la estabilidad de las ruedas, ya que como seguramente sabrán, el continuo roce de las ruedas con el asfalto, tierra,... provoca el calentamiento de las mismas, esto hace que el aire que contienen en su interior tienda a expandirse, por tanto, aumenta la presión en el interior de la rueda, disminuyendo su elasticidad, y también deformándola (seguramente no se aprecie simple vista).

Esto provoca que la rueda disminuya su superficie de contacto, su agarre y sea más propensa a pinchazos cuando pase por cualquier clavo u otros elementos de la propia carretera.

El grafeno actuaría como termo-regulador absorbiendo parte del calor de la misma, sería muchísimo más resistente a pinchazos, ya que una de las mayores propiedades de este material es su dureza, por tanto, "adiós a esos días amargos en los que se quedaba uno en mitad de la autovía cambiando ruedas", habrá muchas menos posibilidades de que ocurra.

Este material es prácticamente impermeable, es decir, no se moja (no literalmente hablando, si no, químicamente hablando), entonces, en los días de lluvia, o estando el suelo mojado, las ruedas no patinarán sobre el asfalto, si no que agarrarán casi como sin lluvia, esto aumenta considerablemente la seguridad.



Además, el material es muy flexible, por tanto se moldeará en cualquier recoveco de las superficies, esto aumentará la superficie de contacto, el rozamiento, y logrará un aún mayor agarre en la superficie, algo muy eficiente en curvas y frenadas bruscas.

Todo ello nos permitirá aumentar seguridad, agarre, calidad, duración de las ruedas, e incluso un menor gasto de gasolina.

Esto si que es una gran maravilla, el material de los sueños, hecho realidad.

Obtén más electricidad con la luz

El grafeno, tiene la característica de poder convertir cada fotón que absorbe en varios electrones y de esta forma generar más electricidad, esto puede convertir al grafeno en el futuro de las energías renovables.

Imagínense el ahorro energético que esto supone, como lo dicho en otros artículos, las placas solares, entre un 60-80% de ganancia, en comparación con las actuales que tienen un 20% aprox, y aparatos electrónicos que nunca necesitasen recarga. Todo esto es gracias a que el grafeno no opone prácticamente resistencia a la luz, es como un cristal, en lámina es prácticamente transparente.

En el experimento lanzaron fotones de distintos niveles de energía hacia la capa de grafeno, con los fotones de mayor energía, el grafeno era capaz de generar una mayor cantidad de electrones con los de mayor energía (algo que parece obvio),  cosa que no ocurre con la mayoría de elementos que, frenan los fotones de mayor energía de tal manera que se genera casi la misma cantidad de electrones que con los de menor energía, es decir, para que el material les permita su paso, deben cederle energía.


Esta energía perdida se suele transformar la mayor parte en calor, por ello, estos materiales conductores cuanto más se calienten, menos eficacia ofrecen, ya que conllevan mayor pérdida de energía. Por ello, el grafeno es un material mucho más estable a este nivel, no se calienta tanto a temperatura ambiente y deja pasar los electrones como si estuviesen en una autovía sin limitación de velocidad.



Esto tiene su lado negativo también, ya que si disponemos de un material que absorbe la luz eficientemente, y esta propiedad lo convierte en transparente, surge la problemática de reflejar parte de la luz absorbida por el material en su superficie, es decir, lograr mostrar imágenes en él para poder usar todo su potencial.

Este último problema se está viendo superado gracias a unas partículas de ciertos materiales que se depositan sobre su superficie y modifican las propiedades del material de tal manera que se puede llegar a reflejar parte de la luz sobre su superficie (explicado en el artículo de pantallas OLED de grafeno).


Señores nos encontramos posiblemente ante una de las mayores revoluciones de la historia, tecnológica, medicinal, económica, energéticamente,..... y aún queda mucho por descubrir.

jueves, 17 de enero de 2013

Supercondensadores de grafeno

Un gran avance en el desempeño de los capacitores ha sido alcanzado con el desarrollo de un dispositivo que puede almacenar tanta energía como una batería y es capaz de recargarse en segundos. El supercapacitor basado en grafeno está siendo desarrollado por investigadores de una compañía estadounidense llamada Nanotek Instruments y puede almacenar tanta energía por unidad de masa como las baterías de niquel metal hidruro y podrían ser usadas algún día para proporcionar energía a aparatos diversos como teléfonos móviles, cámaras digitals y micro vehiculos eléctricos. Con la gran área de superficie de sus electrodos y el espacio extremadamente pequeño que hay entre estos, los supercapacitores, también conocidos como capacitores eléctricos de doble capa o capacitores electroquímicos, pueden almacenar una gran cantidad de carga eléctrica en un pequeño volumen. El nuevo dispositivo tiene electrodos hechos de grafeno mezclado con un negro de acetileno llamado Super P que actúa como un aditivo conductor y un aglutinante que mantiene todo unido. La mezcla resultante se cubre dentro de la superficie de un colector de corriente y es ensamblado en forma de capacitores del tamaño de una moneda. La interfaz electrolito-electrodo está hecha de “Celguard-3501″ y el electrolito es un químico conocido como EMIMBF4. La densidad específica del nuevo capacitor, es decir la medidad de cuanta energía puede ser almacenada por unidad de peso, es de 85.6 Wh/kg a una temperatura regular de 20 a 30 grados Celsius, mientras que a 80 grados Celsius el valor medido fue de 136 Wh/kg, el cual es comparable a las baterías Ni-mh. Estos son los mejores valores obtenidos para supercapacitores electricos de doble capa basados en nanomateriales de carbono.
No es la primera vez que los científicos están tratando de usar el grafeno como electrodos, ya que potencialmente puede proporcionar un mejor rendimiento en comparación con el carbón activado convencional. Sin embargo, surgen dificultades en la preparación del grafeno y la creación de electrodos con la estructura de la superficie deseada. Los norteamericanos decidieron resolver este problema de una manera inesperada. Colocaron una capa de óxido de grafeno en la superficie de un DVD. A continuación, pusieron el disco en una unidad de DVD estándar que soporta la tecnología de grabado de imagenes LightScribe . A continuación, el ordenador dio la instrucción de grabacion de una imagen sobre el disco con detalles microscópicos Bajo la acción del laser de infrarojos el óxido de grafeno se modificó creando una red que consta de sólo unas pocas capas de carbono. Este material fue llamado (láser Scribed grafeno - LSG). A dos electrodos de LSG se le agregan un electrolito separador y obteniendose un supercondensador con magníficas características. "Nuestro estudio muestra que los nuevos supercondensadores basados ​​en el grafeno guardan tanta carga como las baterías convencionales, pero se pueden cargar y descargar cientos o miles de veces más rápido", - dijo uno de los fundadores de la LSG el profesor Richard Kaner . En los nuevos electrodos el recorrido de los iones del electrolito es mucho más corto que en el carbón activado, lo cual es un requisito previo para dispositivos con una alta potencia pico y de carga rápida. Además, las pruebas demostraron que el LSG tiene una superficie específica muy alta - 1520 m 2 / g, y mucho más conductividad que la del carbón activado, (1738 Siemens por metro en contra de 10-100 / m). Además, los científicos han seleccionado para sus condensadores un espesó gel de polímero como electrolito, que al mismo tiempo actua como un pegamento para unir las capas entre sí y actuar como un separador. Todo esto simplifica considerablemente el dispositivo.
Los experimentos con las nuevas unidades mostraron que casi nunca pierden sus excelentes propiedades eléctricas bajo carga mecánica y que el sistema se comporta estable durante un gran número de ciclos. Es por eso que los estadounidenses veen en su prototipo el antesesor de los sistemas de almacenamiento ultra finos y flexibles para dispositivos electrónicos portátiles.

Sorpresa del grafeno a nivel cuántico

Físicos de EE.UU. y Alemania han descubierto una nueva característica del grafeno, que muestra el efecto Hall cuántico fraccionario (FQHE), que es diferente al observado en los materiales convencionales.

Este hallazgo será importante para el estudio de las correlaciones entre partículas relativistas y puede incluso ayudar en el desarrollo de ordenadores cuánticos en el futuro.

El efecto Hall cuántico fraccionario es un fenómeno físico en el cual el pasillo de conductancia de electrones 2D, muestra mesetas precisamente cuantificadas en valores fraccionarios de "e^2/h". Es una propiedad de un estado colectivo en el cual, los electrones se unen en líneas de flujo magnéticas para formar nuevas cuasipartículas, y las excitaciones tienen una carga elemental fraccional y posiblemente también estadísticas fraccionarias. Dicho de un modo más geométrico, el FQHE se produce cuando los portadores de carga, como los electrones que están confinados en un plano 2D -como es el grafeno- son sometidos a un campo magnético perpendicular en la dirección Z. Si fluye una corriente en la dirección X, el voltaje —la tensión de Hall— se produce en la dirección Y. A temperaturas muy bajas, esta tensión se cuantifica en etapas distintas o estados Hall.

Pantallas OLED de grafeno

OLED, tras estas siglas nos encontramos lo que se traduce del inglés como diodo orgánico de emisión de luz. O lo que es lo mismo, diodos con una capa de componentes orgánicos que reaccionan a la electricidad y emiten luz por si mismos, sin necesidad de fuentes de ningún tipo.
De este modo, el consumo eléctrico de las pantallas OLED es menor que el del resto de tecnologías. Además, cuenta con otras virtudes como un mayor ángulo de visión, un nivel de brillo mayor y, en un futuro, su producción será más económica.
En los dispositivos móviles hay diferentes investigadores que trabajan en adaptar la tecnología OLED para que, además de emitir luz, sea capaz de recogerla como si se tratara de una placa solar. De este modo, podríamos disfrutar de pantallas que se autoalimentaran y no necesitaran baterías para funcionar.

Placas Solares

Las actuales placas solares pierden grandes cantidades de energía, ya je presentan una ganancia de aprox. 16%, el resto se pierde.
Esto va a cambiar gracias al grafeno, ya que es un gran receptor de luz y absorbe una buena cantidad, la ganancia aprox. sería de un 60% más o menos, el cual, mediante distintas técnicas se pretende mejorar.
Registran nuevo record de eficiencia en células solares basadas en grafeno
El equipo de la investigadora Xiaochang Miao, de la Universidad de Florida, ha alcanzado una eficiencia del 8,6 por ciento con su nueva célula solar, gracias un tratamiento químico en el que se dopa al grafeno con TFSA.
Dopar con TFSA al grafeno hace que se vuelva mejor conductor y eso incrementa el potencial del campo eléctrico dentro de la célula solar, con el resultado de que ésta se vuelve más eficiente en la conversión de la luz del Sol en electricidad. Además, a diferencia de otros materiales para dopar al grafeno que han sido probados en el pasado, la TFSA es más estable, es decir que sus efectos son mucho más duraderos.
El grafeno, a diferencia de los metales convencionales, es transparente y flexible, así que tiene un gran potencial para ser un componente importante en el tipo de células solares que se espera poder instalar a bajo costo en los exteriores de edificaciones y en otros medios. Haber mostrado ahora que sus capacidades de generar electricidad a partir de la luz solar pueden ser realzadas por un tratamiento tan simple y barato, ofrece buenas perspectivas para el uso futuro del grafeno en células solares, tal como razona el físico Arthur Hebard, miembro del equipo de investigación.
Se estima que si las células solares con grafeno alcanzaran eficiencias de conversión de un 10 por ciento podrían ser un claro competidor en el mercado de los paneles solares, siempre y cuando sus costes de producción sean mantenidos en un nivel lo bastante bajo.
El prototipo de célula solar creada en el laboratorio de la Universidad de Florida fue construido sobre una base rígida de silicio, un soporte que no se considera lo bastante rentable para la producción a gran escala en los términos antedichos de comercialización barata. Pero es factible combinar el uso de grafeno dopado con sustratos más flexibles y más baratos, como las láminas de polímero que actualmente están bajo desarrollo en laboratorios de investigación de diversas partes del mundo.

Entrevista al cofundador de Graphenano

José Antonio Martínez, cofundador de Graphenano, ha concedido una entrevista exclusiva a Antonio Gil para GrafenoGadgets.com. Graphenano es la primera empresa mundial en fabricar láminas de grafeno de 1m x 1m. Además, su tecnología y equipo de investigadores, han convertido en una realidad la fabricación masiva de láminas de este tamaño, consiguiendo así dar el primer gran salto a la producción a escala comercial. “La fabricación comercial ya ha comenzado y la revolución tecnológica es ya inevitable.” Los trabajos de investigación y desarrollo de la empresa Alicantina junto con la Universidad de Castilla la Mancha, han dado como resultado el inicio de la fabricación comercial de las láminas de grafeno más grandes conseguidas en todo el mundo. Trabajo por el cual, todas las empresas que están desarrollando nuevos productos que incluyen grafeno, están muy atentas a cada movimiento de esta empresa. Y qué empresas son estas? “Todas las empresas tecnológicas del mundo están trabajando con grafeno”. Nokia trata de implementarlo en sus nuevas cámaras de fotos para sus teléfonos móviles (mucho más pequeñas), Samsung ha comenzado con la fabricación de microprocesadores que revolucionarán los equipos informáticos con sus capacidades y velocidades, y un largo etcétera. Graphenano no ha querido desvelar el nombre de sus clientes. “La confidencialidad y el respeto por nuestros clientes es uno de nuestros pilares fundamentales pero puedo anticipar que dos de ellos se encuentran en el Nasdaq top ten“. Hasta ahora, la producción de láminas de grafeno ha sido costosa, en cantidades muy pequeñas y en tamaños de unos 10cm x 10cm. “Es frecuente comprar láminas de grafeno en las que lo tienes que buscar en el microscopio para ver que sólo el 30 ó 40% de la lámina es de grafeno puro”. El precio actual de las láminas de grafeno está en torno a los 400 euros por centímetro cuadrado. Este es el actual freno para la introducción masiva de productos en el mercado del consumidor final. Se espera que en el próximo año se soluciones este problema y, quizás en un par de años, podamos encontrar en el mercado productos que ahora parecen ciencia ficción. Aquí algunos de los ejemplos que primero llegarán al consumidor final 1.- En cuanto a ropa y vestimentas específicas: .- Ropa antibalas, gracias a su dureza (200 veces más duro que el acero) y a su ligereza. .- Prendas de trabajo. Más resistente a las condiciones a las que tienen que someterse. .- Ropa térmica y calzado que acumula el calor para mantener la temperatura corporal en los deportes de montaña. .- Ropa deportiva que disipa el calor y ayuda a mantener frescor en el cuerpo. 2.- Pilas, baterías y acumuladores de energía en general: .- Pilas recargables en segundos y con mayor duración que las actuales. .- Baterías para vehículos eléctricos con cargas menores a dos horas y autonomías que ya superan los 1000 km. 3.- Placas solares: .- La capacidad de las placas solares actuales para absorción del calor y conversión en energía ronda el 17% de la luz recibida. Los prototipos basados en grafeno han alcanzado el 60%. Esto significa que serán más económicas, eficientes y nos acercarán a las viviendas autosuficientes. .- Gracias a la transparencia del grafeno y a su espesor, se está consiguiendo añadir una lámina invisible capaz de convertir cualquier ropa, toldos, cortinas, ventanas de cristal, etc. en una placa solar que recibe y acumula energía. 4.- Telefonía y televisión: .- Las pantallas transparentes que bajan del techo al estilo CSI son ya una realidad más que evolucionada. .- Teléfonos móviles flexibles o casi invisibles están en los departamentos de I+D de las grandes empresas. 5.- Cuadros y cascos para bicicletas y motocicletas: .- Se trabaja en cuadros, cascos más resistentes y ligeros sustituyendo la fibra de carbono por grafeno. Según José Antonio, este es sólo un “aperitivo” de lo que va a ser la “revolución del grafeno”. Para mí es más que suficiente para seguir soñando con calles sin ruidos de coches, ciudades sin contaminación, viviendas energéticamente autosuficientes y una infinidad de aplicaciones que todavía están por destapar.

Plantas Desalinizadoras

Hoy día, la obtención de agua potable es una gran prioridad, y las desaladoras consumen una gran cantidad de energía, esto es debido a las altas presiones que hay que aplicar al agua, para que pase por los filtros y así disminuir el grado de salinidad del agua, proceso al que se le llama ósmosis inversa.
EXPLICACIÓN DE PROCESO DE ÓSMOSIS
La ósmosis es un proceso natural que hacen las propias células, sin gasto energético, que consiste en dos disoluciones (ej: agua + sal) separadas por una membrana semipermeable, por un lado, tenemos la disolución, con un soluto concentrado (mayor cantidad de sal) y por otro lado, con un soluto diluido (en menor proporción), entonces para conseguir la misma proporción en ambas disoluciones y sabiendo que el soluto (sal), no puede atravesar la membrana, sólo el disolvente (agua), ésta pasa a través de la membrana "de modo natural", desde la disolución diluida a la concentrada, y de esta forma, la disolución concentrada, comienza a diluirse.
El problema, es que por naturaleza, sin gasto energético, se produce la ósmosis, para poder realizar la ósmosis inversa, hay que obligar al agua a hacer el recorrido contrario, por lo tanto hay que superar presiones muy altas, para lograr este proceso, lo cual, implica un gasto muy alto de energía.
LÁMINA DE GRAFENO PARA LA ÓSMOSIS
Gracias a las magníficas propiedades del grafeno, tales como su fuerza, resistencia,..., ahora podemos usarlo como membrana para el proceso de ósmosis inversa.
El nuevo método de desalinización promete ser más eficiente y posiblemente menos caro que los sistemas de desalinización existentes.
Controlando el material a escala atómica, produciendo una hoja de grafeno perforada con agujeros de dimensiones muy precisas, y además agregando distintos materiales, que daban carácter hidrofóbico (fobia al agua) o hidrófilo (atracción por el agua).
El nuevo sistema basado en el grafeno es capaz de hacer su trabajo cientos de veces más rápido que las técnicas actuales, con la misma presión que éstas. O, alternativamente, el sistema puede funcionar con una velocidad similar a la de los sistemas actuales, aunque con presiones más bajas que las de estos.

Transistores de grafeno

Debido a la alta movilidad de los electrones en el grafeno, se han creado transistores de grafeno, que pueden llegar hasta los 300 GHz, y sin apenas calentarse. Estos transistores de grafeno reciben el nombre de Barristor, y contienen grafeno y parte de silicio.

Esta velocidad que adquiere la corriente se debe en gran parte, a que los electrones que circulan por el mismo se comportan como si no tuvieran masa, ya que llegan a velocidades cercanas a la de la luz, por tanto, se comportan como ondas.
Y se preguntarán, entonces, ¿porqué no sustituimos ya al silicio y tener super-ordenadores?
El problema principal residía.en que en los circuitos de grafeno,los electrones no tienen 2 estados (0,1), (debido a su correspondiente espín) como en los de silicio, si no, que pueden tener hasta 3 estados.

Este tema fue solucionado recientemente, colocando 3 transistores, que permiten controlar el estado de los electrones en el grafeno.
Ya se puede utilizar grafeno en circuitos, y hacerlos funcionar con corriente, pero aún así, se han encontrado con un nuevo problema y es cortar la corriente, es decir, apagar el transistor, para que deje de circular corriente a través del mismo, como en los dispositivos actuales, aunque han conseguido avanzar depositando nitruro de boro, que lo que hace es frenar a los propios electrones, para poder controlar su flujo, pero aún queda un largo trayecto.

Propiedades del grafeno

El grafeno ea denominado material del futuro o material de Dios, debido a sus increíbles propiedades:
-Su delgadez: sólo tiene un átomo de espesor.
-Su fuerza: a pesar de ser tan fino, es tan o más duro que el propio diamante.
-Alta conductividad: el grafeno es un semi-metal y gracias a los enlaces que lo componen, deja gran cantidad de electrones sueltos, y estos se comportan de forma distinta a otros metales, ya que el grafeno les opone tan poca resistencia a su movimiento, que pueden llegar a alcanzar velocidades similares a la de la luz, ya que éstos no tienen prácticamente masa.
Alta resistencia al calor: Sufre un menor efecto Joule, por lo que se calienta menos al conducir la electricidad, por lo tanto consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio..
-Soporta la radiación ionizante: lo que le permite soportar radiación de alta energía
Es super-ligero: como se compone de una lámina de un átomo de espesor, su peso es mínimo.
-Flexible: su composición hace que sea tan flexible como un plástico, pero éste además recupera totalmente su estado normal sin dejar malformaciones y sin sufrir ningún cambio.
-Luz como fuente de energía: al contrario de cualquier dispositivo electrónico que funciona a base de corriente, el grafeno hace de la luz una fuente de energía natural e inagotable, ya que este absorbe muy bien los fotones de la luz, que interfieren con los electrones sueltos del grafeno para producir energía.
-El grafeno es casi completamente transparente y tan denso que ni siquiera el átomo de helio, cuyos átomos son los más pequeños que existen, puede atravesarlo.
-Su resistencia es 200 veces mayor que la del acero
Reciclable: es un material totalmente natural y no contamina por tanto respeta el medio ambiente.
-Es, además, auto-reparable, al menos a nivel de microscopio, ya que si hacemos un agujero, sólo con agregar carbono, al cabo de un tiempo, ese agujero ya estaba tapado.
....y todavía se está haciendo estudios para averiguar más propiedades, aquí les dejo un vídeo:

Modos de Obtención

El grafeno en sí es un material muy fácil de encontrar, tanto es así, que incluso de las minas de los lápices se puede obtener.
El problema que se tiene es que para poder aprovechar las virtudes de este material al máximo, éste, debe ser lo más puro posible, y en las minas de los lápices, se han encontrado minerales varios que se mezclan con el grafeno, lo que disminuye bastante su pureza.
El método más normal y casero, es éste, usando celo, y pegando el grafito a este durante varias veces, hasta conseguir una capa.

Para poder obtenerlo con mayor pureza y mediante método casero, para generar pequeñas cantidades, se suele usar una piedra de grafito, y realizando el mismo proceso que con una mina de un lápiz.
Ahora la mayor dificultad es producirlo a gran escala, para la empresa y su estudio.


GRAFENO EN LÁMINA


Se usa un reactor CVD donde se introduce un gas con carbono, entonces, aplicando una cantidad de energía se depositan los átomos de carbono sobre un substrato metálico, donde posteriormente se transfieren las láminas de grafeno al substrato final que dependerá del uso que se le quiera dar al grafeno (vidrio, silicio,...).


Nota: el CVD (Chemical Vapor Deposition) utiliza gas metano que se transforma mediante deposición química en fase vapor, en móleculas de carbono, oxígeno e hidrógeno.
Aún así el coste no baja demasiado, ya que está entre los 300 y 1000 €
LIMPIADOR ULTRASÓNICO


Los métodos existentes para la fabricación de grafeno requieren un equipo costoso, especializado y con complejos procedimientos de fabricación, como expliqué en el caso anterior. En el nuevo método propuesto, la máquina más compleja para producir láminas de grafeno es un limpiador ultrasónico, un equipo común en muchos laboratorios.



Según explican los científicos, a nivel molecular, el grafito se asemeja a un sándwich compuesto de muchos estratos de grafeno. Estos estratos son difícilmente separables. Para debilitar las interacciones entre ellos, oxidaron el grafito. El polvo obtenido de este modo - óxido de grafito - se suspendió en agua posteriormente y se colocó en un limpiador ultrasónico. Los ultrasonidos separaron las láminas oxidadas de grafeno unas de otras y se obtuvieron escamas de óxido de grafeno con un espesor de aproximadamente 300 nanómetros.
Los investigadores tuvieron que superar algunas dificultades, como la presencia de oxígeno en los compuestos, que cambiaba las propiedades físico-químicas del material de conductor a aislante.


GRAFENO EN POLVO

El grafeno en polvo se utiliza en aplicaciones que requieren un material más barato, como composite para construcción. Lo más frecuente es mezclarlo con otros materiales. El proceso de producción de grafeno en polvo básicamente parte del grafito como materia prima y consiste en realizar una oxidación y un proceso de ultrasonificación para separar las pequeñas láminas de grafeno que componen el grafito. (Explicado en el apartado anterior.) Sus propiedades no son tan buenas como el grafeno en lámina y conduce peor la electricidad.


GRAFENO ARTIFICIAL

Este nuevo material es fabricado colocando y moviendo moléculas de óxido de carbono sobre una superficie de cobre, y aunque es más costoso de producir, permite manipular las propiedades del grafeno con mayor precisión, ya que éste cuenta con mayor pureza que la que se obtiene en el grafeno original.

Aquí entra en juego Graphenea, una empresa española que está en los primeros puestos como mejor productora de grafeno.


Otra gran empresa que está tomando la delantera en cuanto al estudio y producción de grafeno a gran escala es Graphenano




Se ha descubierto recientemente, que hay trozos de grafeno en el espacio, lo cual, también da que hablar sobre el origen del universo y lo sucedido tras la teoría del Big Bang.


Se han implementado nuevas técnicas para la producción de grafeno a gran escala. Recuerden que el mayor problema que presenta el grafeno es el tamaño de la lámina, es decir, del grafeno se pueden aprovechar sus propiedades eléctricas como semiconductor en láminas pequeñas o de un tamaño máximo, al romper esta barrera, que se necesitaría para abaratar costes de producción en grandes cantidades, el grafeno comienza a presentar problemas en cuanto a conductividad y estabilidad.

Los científicos están trabajando ello, esperemos que pronto se solucione el problema y podamos llegar a disfrutar en un futuro relativamente temprano del grafeno en nuestra vida cotidiana.