GRAFENO: VENTAJAS Y DESVENTAJAS

 

El Grafeno es un material que según los expertos va a revolucionar la industria y la tecnología en las próximas décadas porque puede sustituir a la fibra óptica. Permite mayor velocidad en la transferencia de datos, es más resistente y tiene mejor conductividad térmica. Es más fuerte que el acero, pero más delgado que cualquier sólido conocido.

Algunos ejemplos de aplicaciones serían:

-          Pantallas táctiles flexibles.

-          Teléfono móvil enrollabe.

-          Reforzar las estructuras de los aviones.

-          Aplicaciones biológicas muy interesantes, como el crecimiento de órganos artificiales con células madre.

  

Es un material químico formado por hojas con una estructura con átomos de carbón en un patrón hexagonal (recuerda a un panal de abejas).

Estructura química:

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 la 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.
En realidad, la estructura del grafito puede considerarse una pila de gran cantidad de láminas de grafeno superpuestas. 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.

Estructura cristalina del grafito. Se ilustran las interacciones de las diversas capas de anillos aromáticos condensados.

En el grafeno, la longitud de los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 1,42 angstroms. Es el componente estructural básico de todos los demás elementos grafíticos, incluidos el propio grafito, los nanotubos de carbono y los fullerenos.

Algunas propiedades del Grafeno son:

  

-          Es muy flexible y transparente.

-          Su conductividad térmica y eléctrica son altas.

-          Su elasticidad y dureza son elevadas.

-          Sirve de soporte para radiaciones ionizantes.

-          Es tan ligero como la fibra de carbono, pero más flexible.

-          Tiene menor efecto Joule, se calienta menos al conducir los electrones.

-          Es transparente.

Sin embargo...

El grafeno puede aportar muchas ventajas, ojala se cumplan todas las previsiones de todo lo que se podrá llegar a conseguir. Sin embargo se ha encontrado un talón de Aquiles para este material, y no es tan fuerte como se creía.

Un equipo de científicos de la Universidad de Rice encontró que en los límites de los anillos donde se interrumpe la matriz regular de unidades hexagonales (seis átomos) el grafeno tiene la mitad de la fuerza.

Además las hojas del material cultivado en un laboratorio casi nunca tienen una estructura de hexágonos perfectos. Por lo general las hojas tienen protuberancias llamadas “granos de grafeno”. Cuando esos granos se colocan bajo tensión estos defectos comienzan a dar problemas.

Por lo que se tiene que seguir estudiando para que perfeccionar el grafeno y poder utilizarlo sin problemas.

Para ver un vídeo interesante sobre el tema pon en un buscador el siguiente enlace

http://grafeno.com/grafeno-el-material-de-ciencia-ficcion/