Grafeno, el fuera de serie de los nuevos materiales / Graphene, the most special of new materials

El material del momento y del que mucho se está hablando últimamente es, sin duda, el grafeno, pero... ¿qué es el grafeno? ¿Qué tiene de especial? ¿Qué es lo que va a cambiar si lo usamos?

El grafeno es un nanomaterial, alótropo del carbono y de un átomo de grosor, que representa una capa de átomos de carbono, densamente empaquetados en una red cristalina bidimensional en forma de hexágonos y ligeramente ondulada.

La distancia interatómica de su red hexagonal es de 0,14 nm, o lo que es lo mismo, en un centímetro entrarían 140 millones de átomos de carbono, aunque teniendo en cuenta el tamaño del átomo de carbono este número se reduciría a 50 millones. Ni siquiera el helio puede atravesar la red de grafeno.

 

 

Fue obtenido de un modo experimental en 2004 por los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov (en 2010 recibieron el Premio Nobel de Física).

Todas las posibles aplicaciones del grafeno aún están por determinar, pero algunas podrían ser las que indicamos a continuación:

·         Sustitución del silicio en microchips: mayor ligereza y fiabilidad; menor consumo de energía eléctrica y calentamiento. Es 30 veces más rápido que el silicio, aunque se debe controlar su conductividad y a su vez es menos tóxico.

·         Sustitución del cableado de cobre en la construcción de automóviles, aviones y naves.

·         Creación de pantallas táctiles flexibles y transparentes.

·         Idóneo para detectar moléculas separadas en sustancias químicas.

·         Multiplicación de señales: tanto inalámbricas como cableadas.

·         Nuevas baterías: Aumentarían por diez su velocidad de carga y duración respecto a las actuales.

·         Mejores cámaras nocturnas: El grafeno es un material muy sensible, por lo que si se fabrican sensores con él, podrían captar mejor la escasa luz durante la noche.

·         Cables ultra-rápidos: Podrían transferir información 100 veces más rápido que la fibra óptica actual.

·         Paneles solares: El grafeno puede captar la energía solar y transformarla en energía útil, siendo mucho más liviano que los paneles actuales.

El grafeno también puede ser muy útil en otras áreas, como la medicina donde se emplearía en los tratamientos contra el cáncer o para hacer implantes de tejidos dañados, por ejemplo, hacer implantes de retina para devolver la vista a los pacientes que la hayan perdido.

Si esto parece sorprendente, más aún lo es que este material es autorreparable. Así que, por ejemplo, si fabrican un móvil con él, podrían repararse solos los rayones en la carcasa.

Por el momento, el grafeno se fabrica en pequeñas cantidades debido a las limitaciones tecnológicas, pero su producción crece cada año.

 

 

En España, la producción actual de grafeno es tan importante que ha convertido a nuestro país en uno de los líderes mundiales.

Se están desarrollando baterías con grafeno. El equivalente a catorce años de pruebas, llevan estas pilas con grafeno, que, según indica la empresa, multiplican por 3-4 la densidad energética de las de litio y con tiempo de carga excepcionalmente corto.

Most discussed material nowadays is being talked about lately is undoubtedly graphene, but ... What it is graphene? Why it is special? What will change if we use it?

Graphene is a nanomaterial, allotrope of carbon and one atom thick, representing a layer of carbon atoms in a densely packed two-dimensional lattice in the form of hexagons and slightly wavy.

The interatomic distance of the hexagonal lattice is 0.14 nm; it means a centimeter can contain 140 million carbon atoms, while taking into account the size of the carbon atom this number would be reduced to 50 million. Even helium can’t penetrate the network of graphene.

Graphene was obtained in an experimental way 2004 by physicists Andre Geim and Konstantin Novoselov (in 2010 received the Nobel Prize in Physics).

All possible applications of graphene are still being determined, but some of them are indicated below:

·         Replacing the silicon in microchips: greater lightness and reliability; lower consumption of electricity and heating. It is 30 times faster than silicon, but its conductivity must be controlled and in turn is less toxic.

·         Replacing the copper wiring in the construction of automobiles, airplanes and ships.

·         Creating flexible, transparent touch screens.

·         Ideal for detecting chemical molecules separate.

·         Multiplication of signals both wireless and wired.

·         New batteries: tenfold increase your upload speed and duration over current.

·         Best night cameras: Graphene is a very sensitive material, so if sensors are manufactured with him, they could better capture the dim light at night.

·         Ultra-fast Cables: Could transfer data 100 times faster than current optical fiber.

·         Solar cells: Graphene can capture solar energy and transform it into useful energy, being much lighter than current panels.

Graphene can also be very useful in other areas, such as medicine where it would be used in cancer treatments or to make implants of damaged tissues, for example, make retinal implants to restore sight to patients who have lost it.

An ever more surprising thing about graphene is that it is self-healing. So, for example, if a mobile is totally manufactured with it scratches on the case could be repaired by themselves.

At the moment, graphene is produced in small quantities because of technological limitations, but their production is growing every year.

In Spain, the current production of graphene is so important that our country has become one of the world leaders on it.

These batteries of graphene have a backup of fourteen years of testing, multiplying –according to the company- the energy density of lithium with exceptionally short loading time.