Trabajo sobre el grafeno, un material revolucionario.

1. TRABAJO SOBRE EL GRAFENO
El grafeno es una estructura laminar plana, de un átomo de grosor, compuesta por átomos de
carbono densamente empaquetados en una red cristalina en forma de panal de abeja
mediante enlaces covalentes que se formarían a partir de la superposición de los híbridos de
los carbonos enlazados.
Propiedades
Entre las propiedades más destacadas de este material se incluyen:
Alta conductividad térmica y eléctrica.
Alta elasticidad y dureza.
Resistencia(200 veces mayor que la del acero)
El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con
diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo.
Soporta la radiación ionizante.
Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.
Menor efecto Joule, se calienta menos al conducir los electrones.
Consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio.
Otras propiedades interesantes desde el punto de vista teórico son las siguientes:
Los electrones que se trasladan sobre el grafeno, se comportan como cuasipartículas sin masa.
Los llamados fermiones de Dirac. Dichos fermiones se mueven a una velocidad constante
independientemente de su energía (como ocurre con la luz), en este caso a unos 106
m/s. La
importancia del grafeno, en este aspecto, consiste en estudiar experimentalmente este
comportamiento que había sido predicho teóricamente hace más de 50 años.
El grafeno presenta un efecto llamado efecto Hall cuántico, por el cual la conductividad
perpendicular a la corriente toma valores discretos, o cuantizados, permitiendo esto medirla
con una precisión increíble. La cuantización implica que la conductividad del grafeno nunca
puede ser cero (su valor mínimo depende de la constante de Planck y la carga del electrón).
Debido a las propiedades anteriores, los electrones del grafeno pueden moverse libremente
por toda la lámina y no quedarse aislados en zonas de las que no pueden salir (efecto llamado
localización de Anderson, y que es un problema para sistemas bidimensionales con impurezas).

2. Es casi completamente transparente y tan denso que ni siquiera el átomo de helio, cuyos
átomos son los más pequeños que existen (sin combinar en estado gaseoso) puede
atravesarlo.
Aplicación en electrónica
El grafeno tiene propiedades ideales para ser utilizado como componente en circuitos
integrados. El grafeno tiene una alta movilidad de portadores, así como un bajo nivel de ruido,
lo que permite que sea utilizado como canal en transistores de efecto de campo (FET). La
dificultad de utilizar grafeno estriba en la producción del mismo material, en el substrato
adecuado. Los investigadores están buscando métodos como la transferencia de hojas de
grafeno desde el grafito (exfoliación) o el crecimiento epitaxial (como la grafitización térmica
de la superficie del carburo de silicio - SiC). En diciembre de 2008, IBM anunció que habían
fabricado y caracterizado transistores operando a frecuencias de varios GHz. En febrero del
2010, la misma IBM anunció que la velocidad de estos nuevos transistores alcanzaba los 100
GHz.
El Premio Nobel de Física de 2010 fue otorgado a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus
revolucionarios descubrimientos sobre el material bidimensional grafeno.
Los expertos consideran que los dispositivos de grafeno van a ser sustancialmente más
rápidos que los de silicio, que se emplean en la actualidad en la mayoría de aparatos
electrónicos, con lo que se podrán fabricar dispositivos y ordenadores mucho más
flexibles y eficientes.
Los premiados obtuvieron el grafeno a partir del grafito (usado para fabricar lápices).
Este nuevo material se caracteriza como se ha dicho antes por poseer una alta
conductividad térmica y eléctrica y por combinar una alta elasticidad y ligereza con
una extrema dureza, que lo sitúa como el material más resistente del mundo.
Además, puede reaccionar químicamente con otros elementos y compuestos
químicos, lo que convierte al grafeno en un material con un gran potencial de
desarrollo.