El grafeno, el material que revoluciona la ciencia

A medida que pasa el tiempo vemos cómo avanza la ciencia en distintos campos, y en la física no es la excepción ¿quién no ha oído hablar sobre el grafeno?

Un material revolucionario que promete remodernizar el campo de la tecnología pero, ¿sabemos realmente que es? ¿para que sirve? y si realmente es verdad todo lo que se dice sobre este material. 

red de grafeno



El grafeno, si bien es cierto, es muy famoso y suena a innovación, pero la verdad es que este material ya llevaba más de medio siglo descubierto, entonces ¿porque no se trabajo ese material en aquel tiempo? la verdad es que los científicos de aquella época, por allá en 1930, consideraron que el grafeno era muy inestable y se podría fundir fácilmente al sufrir cambios térmicos, por ello se abandonó tal material y se se le prestó poca atención.

No fue hasta el año 2004, cuando los físicos rusos Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov, consiguieron aislarlo y probar su gran destreza en los campos de la ciencia.

¿Qué es realmente el grafeno?


El grafeno es una estructura plana de carbono con solo un átomo de espesor, estos átomos de carbono están estructurados de forma hexagonal, esto les ofrece una resistencia increíble, pero lo más increíble, es que el grafeno proviene del grafito, una variante alotrópica del carbono (como el diamante), básicamente el grafito está compuesto de millones de capas de grafeno apiladas ordenadamente, y así, quitándole una capa de carbono al grafito, obtendremos grafeno.

Propiedades del grafeno


Deseo hacer un paréntesis aquí, y es que se llama grafeno a la capa de carbono con un átomo de espesor, sin embargo existen también las de dos capas, cuatro capas y hasta 10 capas que reciben el término de grafeno, además al ser tan delgado necesita adherirse a una superficie o a un material transparente, como una hoja plástica o una mica.

Una lámina de grafeno es 200 veces más resistente que una lámina del acero, es 5 veces más ligero que el aluminio, y soporta grandes fuerzas sin apenas deformarse.

Gracias a la cualidades sorprendentes que tiene el grafeno, sus aplicaciones van desde la electrónica, la medicina, la desalinización del agua, hasta en la seguridad en el espacio.

El grafeno está siendo usado en transistores semiconductores debido a su alta capacidad para conducir electricidad, llegando incluso a servir como superconductor y permitiría crear superbaterias, ya que se descubrió que el grafeno absorbe energía rápidamente y descarga muy lentamente, además se crearían pantallas táctiles más resistentes y toda suerte de usos con el.

En el campo de la medicina, el grafeno promete dar un paso importante en el tratamiento del cáncer, y es que una variante del grafeno actúa como un agente eliminador de las células cancerígenas, sin embargo se requieren más estudios para probar la fiabilidad del material.

Un tema importante tambien es la de obtener agua potable a través del agua de mar, y es que aunque existen muchos métodos que se están poniendo en uso, el grafeno promete un uso más eficaz y sin dañar el medioambiente.

Los agujeros de las moléculas de carbono son tan pequeñas, que dejan pasar las moléculas de agua, pero no las de la sal que son más grandes.

Por último, se sabe que el grafeno permite diseñar y crear trajes antibalas más eficaces, con ello se planea utilizar en los revestimientos de las sondas espaciales para disminuir el peso de estas, también se estaría estudiando el uso de desarrollar motores que usen el grafeno como combustible.

Sin embargo no todo es oro aquí, y es que aunque el grafeno puede resultar ser el material del siglo, lo cierto es que aún no puede fabricarse de forma masiva, debido a que su obtención en masa es compleja, y aunque su uso en la electrónica es prometedora como semiconductor, lo cierto es que el grafeno carece de banda de resistividad.

En otras palabras, no puede dejar de conducir corriente, osea no puede apagarse, cosa que si puede hacer el silicio, que es el elemento actual con el que se hacen los transistores, sin embargo se está desarrollando una variante del grafeno llamado grafano, que es lo mismo que el grafeno, pero con resistencia a la electricidad.

Además, se descubrió que en el borde del grafeno donde ya no hay enlaces hexagonales, la resistencia es solo la mitad, y esto supone un pequeño impedimento para los científicos.

Por último señalar que se desea en un futuro no muy lejano, producir material macroscópico de grafeno sin que esté llegue a convertirse en grafito que es una de los materiales más blandos de la naturaleza, para ello se requerirá crear muchas capas de grafeno, sin que esta pierda sus cualidades sorprendentes.

Como hemos visto, el grafeno es un material revolucionario que promete mucho, y muy posiblemente cambie el sentido que tenemos de ver a la tecnología, y aunque todavía quedan algunos retos por cual superar, de seguro que traerá muchos beneficios a la humanidad.
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