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GRAFENO

Treball definitiu del grafé.
by

Nico Ros Bou

on 3 December 2013

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Transcript of GRAFENO

GRAFENO
Índice
1.1 ¿Qué es el grafeno?
1.2 ¿De dónde se obtiene?
1.3 Proceso de obtención
1.4 Relación con la nanotecnología.
1.5 Estructura atómica
1.6 Propiedades técnicas
1.7 Aplicaciones

1.1 ¿Qué es el grafeno?

El grafeno es un material descubierto recientemente, concretamente en el año 2004, y es un derivado del grafito. Está formado por carbono puro, pero en una hoja de un átomo de espesor y tiene una forma hexagonal. Es doscientas veces más fuerte que el acero y, estirándolo, más resistente que el diamante, pese a su apariencia frágil en el microscopio. Y también es un gran conductor de electricidad, entre otras características que se siguen descubriendo en los laboratorios y que puede llevar a que tenga tantas aplicaciones como los plásticos.
1.2 ¿De donde se obtiene el grafeno?
El grafeno del mineral del grafito, que es una de las formas en las que se puede presentar el carbono. El grafito es de color negro con brillo metálico, refractario y se exfolia con facilidad. No es muy buen conductor eléctrico, y es muy blando. El grafeno se obtiene mediante la laminación del grafito, haciéndolo en láminas de un átomo de grosor.
1.3 Proceso de obtención
Uno de los procesos de obtención del grafeno es el denominado "grafeno en lámina". Este proceso consiste en la utilización de un reactor CVD donde se introduce un gas carbono, entonces, aplicando una cantidad de energía especificada, se depositan los átomos de carbono sobre un substrato metálico, donde después se transfieren las láminas de grafeno al substrato final, que dependerá del uso que se le quiera dar al grafeno.
También se puede obtener grafeno mediante el uso de coque. Este procedimiento reduce los gastos de producción sobre otros procedimientos. Consiste en someter el coque a un tratamiento oxidativo que permite obtener óxido de grafito, para posteriormente someter a este óxido de grafito a un procedimiento de exfoliación con el que se consiguen láminas aisladas de óxido de grafeno. Finalmente se somete el óxido a un proceso de reducción térmica para eliminar los átomos de oxígeno que cuelgan de la estructura y obtener así grafeno.

1.4 Relación con la nanotecnología

Primeramente, debemos saber que es la nanotecnología, que es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). Cuando se manipula a escala tan minúscula un material, por ejemplo el grafito, se presentan fenómenos y propiedades totalmente nuevas de dicho material, es decir, se mejoran las propiedades. Por lo tanto los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos, poco costosos y con propiedades únicas.
1.5 Estructura atómica

Es una estuctura cristalina, es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.
1.6 Propiedades técnicas
1. Es muy flexible y transparente.
2. Se autoenfria.
3. Buen conductor térmico y
eléctrico.
4. Muy elástico y duro (200 veces
más duro que el acero y casi
igual de duro que el diamante).
5. Muy ligero.
6. Razón Superficie/Volumen muy
alto, lo que le atorga un buen futuro
en el mercado de supercondensadores
7. Se puede dopar para mejorar su
conductividad.
8. Es autoreparable.
9. Se puede usar para la fabricación de
preservativos.

1.7 Aplicaciones
Entre las aplicaciones del grafeno, se encuentran las siguientes:
La empresa de telefonía móvil, Nokia, está investigando en incorporar sensores de grafeno para sus cámaras móviles.
También se utiliza para la fabricación de pantallas táctiles, tanto en móviles, ordenadores y tabletas.
También se han encontrado aplicaciones en la fabricación de transistores y componentes eléctricos anteriormente fabricados con silicio. Y aplicaciones en la biotecnología, debido a su compatibilidad con ADN y proteínas, permitiendo la posibilidad de su empleo en la fabricación de biosensores y partes de equipos médicos. Entre estas aplicaciones se encuentra el desarrollo de bandas de detección de hormonas, microarreglos de ADN y proteínas, sensores de NO2...
Transistor de grafeno
Nanosensor de grafeno acoplado en el diente
Recientemente hemos observado que también se puede utilizar el grafeno para la fabricación de preservativos debido a sus características.
Por último, observaremos el siguiente vídeo, que es un posible retrato de la vida dentro de 50 años, donde el grafeno es un elemento básico para realizar cualquier tarea.
A continuación observaremos un vídeo donde se exponen más aplicaciones sobre este material.
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