El uso de materiales alternativos es fundamental para el progreso y desarrollo de las nuevas tecnologías, en particular las relacionadas con la nanotecnología. Es por ello que el grafeno, un derivado del carbono, descubierto en 2004 representa una de las promesas para maximizar el desempeño de los dispositivos tecnológicos.
Las utilidades y aplicaciones del grafeno se fundamentan en sus notables propiedades, puesto que es un poderoso conductor de electricidad, tiene una dureza mayor que el acero y a la vez gran flexibilidad, y su espesor es de un átomo de carbono.
Aun las notables potencialidades que tiene el grafeno, todavía no se ha explotado totalmente en su forma comercial, puesto que se encuentra predominantemente en su fase experimental y producirlo de buena calidad a gran escala es complicado, sin embargo las aplicaciones en variados ámbitos resulta evidente, desde la construcción de computadores y celulares, hasta ser usado en la aeronáutica y la medicina.
El grafeno proviene del grafito, que a su vez proviene del carbono. Este es uno de los materiales químicos más importante de la naturaleza, pues de acuerdo a como se distribuyan sus átomos puede generar diversos materiales con distintas características. Por ejemplo el grafeno se forma cuando se agrupan partículas ínfimas de carbono con una densidad alta generando una delgada lámina, prácticamente bidimensional, con una configuración de celdas hexagonales.
El Grafeno
Con el avance avasallante de la tecnología se hace cada vez más necesario el uso de nuevos materiales que permitan la implementación en de novedosas teorías y descubrimientos que redundan en útiles aplicaciones a la vida cotidiana. En el ámbito de la nanotecnología se predispone el requerimiento del uso de nanomateriales idóneos para cumplir con los proyectos y propósitos de los científicos ocupados en esta área.
Entre los materiales con potencial utilidad para el desarrollo de la nanotecnología se destaca el grafeno, proveniente del carbono y descubierto en el año 20004 por los químicos rusos Andre Geim y Novoslov, investigadores de la Universidad de Manchester del Reino Unido. Por este incuestionable hallazgo fuero acreedores del premio Nobel en física en el año 2010.
En cuanto a la naturaleza del grafeno González y Karissova (2008) lo definen como una estructura nanométrica, bidimensional, de átomos de carbono fuertemente cohesionados, ligeramente plana, con ondulaciones, de un átomo de espesor, con una apariencia semejante a una capa de panal de abejas por su configuración atómica hexagonal.
Para Valdivia (2014) el grafeno posee destacadas propiedades que lo postulan como un nanomaterial de diversos usos en variados campos, señala las siguientes:
1 Es el material más delgado porque tiene el espesor de un átomo de carbono
2 Tiene una gran área específica, aproximadamente 2,700 m2 /gr.
3 Es el cristal con mayor elasticidad (hasta un 20% sin quebrarse)
4 El de mayor relación resistencia/peso
5 El de mayor dureza (mayor que el diamante)
6 El de mayor conductividad térmica (10 veces mayor que el cobre y el aluminio, mayor que el diamante)
7 El que soporta la mayor densidad de corriente (1 millón de veces mayor que el cobre)
8 Impermeable a gases.
9 La mayor movilidad de electrones (100 veces mayor que el silicio)
Según Tinnesand con el grafeno se puede hacer transistores dos veces más rápidos que los transistores basado en el silicio, esto representa un incremento en la velocidad de los dispositivos que usen este valioso material en un 100%. Además por su gran flexibilidad se puede usar para construir celulares que se doblan con la pantalla a base de grafeno.
González, Hernández y Guinea (2010) expresan "el grafeno es el material más bidimensional que pueda imaginarse" (p. 43). Esto es así pues su espesor es infinitesimal, debido a que es de apenas un átomo de carbono. Los autores añaden que el grafeno destaca por no poseer defectos, tiene una rigidez excepcional y la posibilidad de expandirse más que cualquier otro material cristalino.
Por su versatilidad el grafeno es un nanomaterial con un enorme potencial de funcionalidad y con prometedoras aplicaciones en diversos campos, entre los posibles usos que se le pueden dar se encuentra la fabricación de microchips o transistores, el desarrollo de ordenadores más rápidos, fabricación de teléfonos celulares ergonómicos y con pantallas flexibles, baterías de larga duración y capaces de recargarse rápidamente, chalecos antibalas, cascos de seguridad, fabricación de chasis más resistentes para los autos, aditivos que mejoren el rendimiento de los motores, elaboración de nevases más seguros para los alimentos.
A pesar de toda esta potencialidad el grafeno todavía no se ha desarrollado totalmente en la industria, pues apenas está en su etapa experimental. Existen muchos desafíos que tienen que resolver los tecnólogos entre los cuales se encuentra producir el material de buena calidad en cantidades suficientes para masificar su uso industrial. Para ello se han invertido grandes sumas de dinero para explorar en el laboratorio las propiedades y el desempeño del nanomaterial en condiciones reales, y para verificar su uso industrial en aplicaciones de dispositivos que mejoren considerablemente su desempeño y por ende la ganancia de las industrias del sector tecnológico.
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