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TDR Grafeno

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Carlos Megía Tarín

on 17 February 2013

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Transcript of TDR Grafeno

Grafeno, el material del futuro Treball de recerca 2012-2013

Alumne: Carlos Megía Tarín
Tutor: Albert Pedrola Introducción Actualmente, las nuevas tecnologías nos permiten tener dispositivos más funcionales y prácticos, pero los materiales utilizados tienen capacidades limitadas.
Por eso se investigan nuevos métodos y materiales para diseñar los nuevos dispositivos, como las tierras raras, la molibdenita o el grafeno.
En este trabajo me centraré en el grafeno: el grafeno es un material formado por carbono, con sus átomos formando capas con un patrón regular hexagonal y de un solo átomo de espesor. fue descubierto en 1930 por Philip Russell Wallace, pero no se le dio importancia hasta que Andre Geim y Konstantin Novoselov ganaron el Premio Nobel en 2010 por conseguir aislar el grafeno a temperatura ambiente. Propiedades Propiedades mecánicas Puede llegar a dividirse en láminas de un solo átomo de espesor.
Tiene unos enlaces extraordinariamente rígidos gracias al hecho de estar compuesto por un único elemento, lo que evita la aparición de defectos estructurales que podrían provocar su ruptura.
Es impermeable a todos los elementos, incluso al helio.
Puede ser estirado de forma reversible hasta un 20% sin sufrir ningún tipo de deformación.
Tiene una muy alta dureza: es doscientas veces más duro que el acero, y casi igual al diamante.
Puede reaccionar químicamente con otras sustancias para crear nuevos compuestos o materiales de diferentes propiedades. Esto lo dota de gran potencial de desarrollo. Propiedades eléctricas Tiene el récord de mayor conductividad térmica, y su conductividad eléctrica es también muy alta.
Tiene un menor efecto Joule: se calienta menos al conducir los electrones.
Puede generar electricidad al ser alcanzado por la luz.
Al tratarse de un material elástico, cuando es deformado sus átomos crean un efecto similar al de un campo magnético, permitiendo cambiar la trayectoria de los electrones.
Se puede inducir electrones para alcanzar movilidades electrónicas extraordinariamente altas en comparación con los conductores convencionales. Obtención Método de la cinta adhesiva: primero descubierto, fácil pero no productivo. Oxidación- reducción: a partir de óxido de grafeno, obtención de gran cantidad de grafeno en medio acuoso, pero de baja caldidad estructural. CVD (Chemical Vapor Deposition): grafeno de gran calidad, no necesita productos minerales, pero costoso y complejo. Aplicaciones Seguridad y transportes Medidas de seguridad más ligeras y resistentes, como chalecos antibalas.
Estructuras y fuselajes más resistentes y estables en vehículos, sobretodo aviones.
Aditivos fabricados con partículas de grafeno que optimizan el funcionamiento de los motores de aviación y reducen el consumo de combustible y la contaminación Investigación y salud Reducción del tamaño necesario de la superfície para realizar investigaciones.
Elaboración de prótesis más resistentes (mayor resistencia, flexivilidad...).
Utilización del grafeno como material envolvente de medicinas para que éstas queden completamente aisladas del exterior. Energía Creación de baterías capaces de almacenar brotes repentinos de energía.
Construcción de edificios o estructuras capaces de captar y almacenar la energía procedente de tormentas eléctricas. Electrónica e informática. Fabricación de recubrimientos de pantallas táctiles o células solares.
Desarrollo y fabricación de pantallas táctiles flexibles, que permiten el diseño de dispositivos más pequeños y rápidos.
Fabricación de transistores diez veces más rápidos que los de silicio, que podrían alcanzar hasta 1.000 GHz.
Creación de discos duros del mismo tamaño de los de hoy día, pero capaces de almacenar mil veces más información. Aspectos económicos Pese al elevado precio que se esperaría que tuviera un material tan revolucionario como el grafeno, su coste es bajo respecto a otros materiales.
El precio varia según la forma de obtención del material, y oscila entre los ochenta y mil euros por cada lámina dedicada a investigación.
En el futuro está previsto que el grafeno tenga un precio cada vez más bajo, hasta ser incluso más barato que el silicio. Comparación con otros materiales Siliceno Tiene propiedades similares a las del grafeno.
Proviene del silicio, por lo que tendría facilidad para integrarse en la industria.
Más escaso y difícil de obtener que el grafeno. Tierras raras Son bastante abundantes en la naturaleza, pese a su nombre.
Aplicaciones bastante limitadas (imanes, láseres, lámparas de descarga, componentes para resonancias magnéticas nucleares...). Molibdenita Semiconductor fácil de usar en nanotecnología.
Fácil de encontrar en la naturaleza.
No se ha investigado lo suficiente como para competir con el grafeno Agradecimientos y objetivos Dar a conocer la importancia de los nuevos materiales.
Averiguar las aplicaciones más importantes de este material, sobretodo en el campo de la informática.
Como parte práctica, demostrar los usos reales de este material frente a los rumores o aplicaciones fantásticas que se usan como medio publicitario. Parte práctica: aplicaciones verdaderas del grafeno frente a rumores o exageraciones. A partir de mi visita a la empresa Graphenea, una de las productoras de grafeno más importantes del mundo y con sede en San Sebastián, y de la información obtenida, he adquirido una visión más objetiva sobre las aplicaciones del grafeno y el tiempo necesario para verlas en el mercado.
El siguiente vídeo es un ejemplo de algunas aplicaciones que podría tener el grafeno en el futuro, pero también muestra aplicaciones que tardarán mucho más tiempo en desarrollarse o que nunca lo harán, como reclamo publicitario. Conclusión El grafeno es un material que sin duda va a revolucionar el mundo de la tecnología y la electrónica tal y como lo conocemos.
Pese a las numerosas e increíbles características de este material, no debemos confiar en toda la información que encontremos, pues podría tratarse de información falsa o exagerada.
El coste del grafeno, al contrario de lo que se podría pensar, es bastante bajo, y en los próximos años se planea que baje aún más.
Aunque el grafeno será uno de los materiales decisivos en el desarrollo de la tecnología, habrá otros de los que se podrán obtener aplicaciones interesantes y que complementar los posibles defectos o limitaciones del grafeno. FIN Alguna pregunta?
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