¿Qué es el grafeno?

Grafeno es un término para una estructura especial o alótropo de átomos de carbono donde se autoensamblan en anillos de seis átomos de carbono con doble enlace en láminas bidimensionales. A escala atómica, el grafeno se asemeja a la estructura del alambre de gallina, o la de una cerca de eslabones de cadena, y es una estructura bidimensional repetitiva que, cuando se pliega en cilindros, se conoce como un nanotubo de carbono, o, en forma de esfera , a menudo se conoce como buckyball o fullereno. Una de las áreas más comunes donde las láminas de grafeno existen naturalmente y se producen en pequeñas cantidades es en lo que comúnmente se etiquetan erróneamente como lápices de plomo, que rozan las hojas de la red de carbón desde la punta del lápiz cuando se raspa contra el papel, dejando marcas familiares de lápiz. .

Tanto los materiales grafíticos como la investigación sobre la tecnología del grafeno se consideran tan importantes en el siglo XXI que ganó dos investigadores con sede en el Reino Unido en la Universidad de Manchester, el Premio Nobel de Física en 2010. Andre Geim, un físico holandés-ruso, y Konstantin Novoselov , un físico ruso-británico, descubrió un método práctico para producir capas atómicas únicas de grafeno. Las aplicaciones para capas atómicas de grafeno abarcan todo el espectro, desde formas muy densas de almacenamiento de datos en computadoras hasta ultracondensadores para almacenar energía eléctrica y células solares flexibles que podrían reemplazar el silicio difícil de trabajar. La forma bidimensional única de las láminas de grafeno también las hace útiles en la investigación de física de partículas en las instalaciones de aceleradores nucleares, donde pueden tener una masa en reposo de cero, lo que les permite exhibir rasgos del Principio de incertidumbre de Heisenberg cuando son bombardeados por corrientes de electrones relativistas.

Las muchas aplicaciones comerciales potenciales para el grafeno han llevado a un aumento constante en los artículos publicados por la comunidad científica. A partir de 2011, se han presentado más de 25,000 documentos de investigación y patentes para aplicaciones de grafeno, con un promedio anual de 157 en 2004 a más de 2,500 documentos en 2010. Los desarrollos en dispositivos fotónicos y optoelectrónicos de grafeno es uno de los campos más prometedores que se están investigando. Esto se debe a que el material podría mejorar la eficiencia de los paneles de diodos emisores de luz (LED) utilizados en todo, desde computadoras y pantallas de televisión hasta sensores de luz. El grafeno haría que tales pantallas fueran flexibles y más duraderas, y reemplazaría la necesidad de usar metales raros y a veces tóxicos en su fabricación, como el platino y el indio.

Una de las principales propiedades del grafeno que lo haría útil como pantalla táctil flexible para un cajero automático (ATM) o célula solar es que puede ser transparente para el paso de la luz y un conductor eléctrico eficiente al mismo tiempo. Sin embargo, no fue hasta que se otorgó el Premio Nobel de física en 2010, sin embargo, que fue posible una forma fácil de fabricar grandes cantidades de capas atómicas individuales del material. Desde la publicación de la metodología de fabricación por parte de los investigadores de la Universidad de Manchester, los científicos surcoreanos han encontrado una manera de ampliar el proceso para producir hojas del material que pueden usarse para pantallas de computadora y televisión de tamaño estándar.