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.

¿Qué es el Grafeno?

El Grafeno, es un alótropo del carbono con teselado hexagonal plano y formado por átomos de carbono con enlaces covalentes.

Su nombre proviene del grafito (material del que procede) + eno, por lo que el grafito es una pila de láminas de grafeno enlazas por fuerzas de van der waals e interacciones entre los orbitales Pi de los átomos de carbono.