El grafeno es un material bidimensional compuesto por una capa de átomos de carbono dispuestos en una estructura hexagonal similar al grafito. Se obtiene a partir del grafito y fue aislado por primera vez a temperatura ambiente en 2004. Desde entonces, se ha investigado mucho sus propiedades únicas y su potencial para aplicaciones como baterías, pantallas y procesadores. Actualmente es objeto de estudio por parte de importantes empresas e instituciones científicas debido a su versatilidad y posibilidades revolucionarias en tecn

1. Grafeno Realizado por: Melany Dominguez

2. Introducción: El grafeno es una sustancia formada de carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. El carbono es uno de los elementos químicos más importantes en la naturaleza. Se encuentra en todos los seres vivos y, según se distribuyan sus átomos, puede formar sustancias con distintas características. A partir del carbono se consigue el grafeno. Este material surge cuando pequeñísimas partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un átomo), y en celdas hexagonales. Para que te hagas una idea, su estructura es similar a la que resulta de dibujar un panal de abejas en un folio. ¿Por qué en un folio? Porque es una superficie plana, de dos dimensiones, como el grafeno. El grafeno se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito. Ésta, forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que se emplea para fabricar muy variados objetos, desde la mina de los lápices hasta algunos ladrillos. Pese a que el grafeno se conoce desde la década de 1930, fue abandonado por considerarlo demasiado inestable. No fue hasta muchos años después, en 2004, cuando los científicos de origen ruso Novoselov y Geim consiguieron aislarlo a temperatura ambiente. Este descubrimiento no fue baladí, pues gracias a él obtuvieron el Premio Nobel en 2010.

3. Desarrollo del Tema: Descubrimiento: El repentino aumento del interés científico por el grafeno puede dar la impresión de que se trata de un material nuevo. En realidad se conoce y se ha descrito desde hace más de medio siglo. El enlace químico y su estructura se describieron durante el decenio de 1930. P. R. (Philip Russell) Wallace calculó por primera vez (en 1949) la estructura electrónica de bandas. Al grafeno se le prestó poca atención durante décadas al pensarse que era un material inestable termodinámicamente ya que se pensaba que las fluctuaciones térmicas destruirían el orden del cristal dando lugar a que el cristal 2D se fundiese. Bajo este prisma se entiende la revolución que significó que Geim y Novoselov consiguiesen aislar el grafeno a temperatura ambiente. La palabra grafeno se adoptó oficialmente en 1994, después de haber sido designada de manera indistinta –en el campo de la ciencia de superficies. Además, muchas nano estructuras recientemente descubiertas, como los nanotubos de carbono, están relacionadas con el grafeno. Tradicionalmente, a estos nanotubos se les ha descrito como (hojas de grafeno enrolladas sobre sí mismas). De hecho las propiedades de los nanotubos de carbono se explican y entienden fácilmente a partir de las inherentes al grafeno. Se ha descrito también la preparación de nano tiras de grafeno mediante nano litografía, haciendo uso de un microscopio de efecto túnel. El grafeno es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77 miligramos. Se considera 200 veces más fuerte que el acero y su densidad es aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, siendo, aproximadamente, 5 veces más ligero que el acero. En este sentido, al grafeno se le ha definido como hidrocarburo aromático policíclico infinitamente alternante de anillos de sólo seis átomos de carbono. La molécula más grande de este tipo contiene 222 átomos de carbono o 37 unidades de benceno separadas. No todos los materiales permiten ser aislados en una sola capa de átomos, la estructura molecular de los materiales es de vital importancia para su posible aislamiento, muchos materiales no son estables a temperatura ambiente en un solo átomo de grosor.

4. Todos y cada uno de los materiales aislados atómicamente en una sola capa han demostrado propiedades excepcionales en distintos campos, el grafeno es la estrella, tal vez por su versatilidad y abundancia, pero otros materiales pueden ser más adecuados para distintas aplicaciones: MOS2 (disulfuro de molibdeno). Recientemente la universidad de RICE (EEUU) ha dado un paso irreversible en la futura fabricación de super condensadores con la aplicación del MOS2 (disulfuro de molibdeno). Baterias que conservan hasta el 83% de su capacidad de carga después de 20.000 ciclos no dejarán indiferente al mercado. El grafeno blanco (nitruro de boro), ha demostrado ser un protector atómico eficiente capaz de soportar todo tipo de condiciones extremas como el calor o la oxidación. El estaneno (estaño), promete conducir chips con una supereficiencia de disipación de calor deslumbrante. El siliceno (silicio), similar al grafeno. Se ha teorizado mucho sobre sus propiedades pero actualmente todavía no se saben ni aplicaciones concretas, ni si es estable en una sola capa atómica en distintas condiciones. Todos estos descubrimientos son muy recientes para lo que es la ciencia y es difícil determinar qué movimientos hará la industria, pero queda claro que todo tipo de materiales 2D revolucionarios marcarán el camino de la misma. El grafeno y otros materiales 2D ya son realidad. Usan Grafeno para fabricar acero inoxidable con menor toxicidad, un equipo de investigación está haciendo progresos notables en la obtención de un acero resistente a la oxidación, mediante el uso de un compuesto basado en el grafeno que podría servir como una alternativa no tóxica a los recubrimientos que contienen cromo hexavalente, un probable carcinógeno en opinión de un sector de la comunidad científica. En los primeros experimentos de esta línea de investigación, seguida en la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York), se constató que las piezas de acero recubiertas con el nuevo barniz de alta tecnología permanecieron libres de óxido sólo durante unos días cuando estuvieron sumergidas continuamente en agua salada, un ambiente que acelera la corrosión. Ajustando la concentración y dispersión del grafeno dentro del compuesto, el equipo de los químicos Sarbajit Banerjee y Robert Dennis aumentó hasta aproximadamente un mes la cantidad de tiempo que el acero tratado de este modo puede permanecer inmerso

5. en agua salada sin sufrir corrosión. Como el agua salada es un ambiente sumamente agresivo, el tiempo de conservación en buenas condiciones del acero con este recubrimiento sería muchas veces mayor en otros ambientes, más habituales en la vida cotidiana. El siguiente paso en la línea de investigación y desarrollo seguida por estos científicos es reforzar la durabilidad del compuesto de grafeno así como la calidad de sus acabados. Este nuevo acero inoxidable se puede fabricar con la maquinaria existente en muchas fábricas especializadas en trabajos de cromado. El grafeno consiste en una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una configuración que recuerda a la de un panal de miel. La propiedades conductoras e hidrófobas del material pueden ayudar a prevenir la corrosión al rechazar el agua y detener las reacciones electroquímicas que transforman el hierro en óxido férrico o herrumbre.

6. Conclusiones: El grafeno es un material derivado del petróleo el cual es variable en su estado dependiendo de las condiciones en que se encuentre. Es un material el cual se puede utilizar para distintas cosas, como transmisor de energía. El grafeno se constituye El grafeno que vendemos se utiliza, sobre todo, para ensayos. Se está trabajando mucho en almacenamiento de energía. En ultra condensadores (para automóviles, trenes eléctricos y para mejorar el rendimiento de las líneas de distribución eléctrica) y en baterías. Se ha demostrado que con electrodos de grafeno se consiguen baterías diez veces más duraderas. El grafeno en polvo se utiliza en aplicaciones que requieren un material más barato, como compositor para construcción. Lo más frecuente es mezclarlo con otros materiales. "El proceso de producción de grafeno en formato polvo parte del grafito como materia prima y básicamente consiste en realizar una oxidación violenta y un proceso de ultra zonificación para separar las pequeñas láminas de grafeno que componen el grafito".

7. Recomendaciones: El grafeno es algo nuevo para la ciencia y tecnología, tanto para medicina como para la informática y si lo empiezan a utilizar el mundo revoluciona ya que la tecnología avanzaría y nosotros ya no tendríamos que llevar esas pesadas computadoras o celulares sino una lámina pequeña lamina en donde está incorporado el grafeno y se podría doblar y no se dañaría. La mayoría de las Empresas como Samsung ya está empezando a experimentar con este nuevo material y creando nueva tecnología para el mundo. Con la implementación de este material todos tendríamos al mundo en nuestras manos. Por un lado, es el primer cristal bidimensional que conocemos. Su espesor es apenas el de un átomo y no como la de las películas delgadas que constan de cientos de átomos de espesor. Es un material tan duro como el diamante, pero posee una flexibilidad enorme, así que uno puede tomar una lámina de grafeno y deformarla sin romperla. En la actualidad, el grafeno y algunos de sus compuestos se usan en baterías de computadora, pantallas y procesadores. Grandes compañías como IBM e Intel, entre otras, están interesadas en el desarrollo de este material. La NSF (“National Science Foundation”) de Estados Unidos considera al estudio del grafeno tan importante como la investigación para encontrar una cura contra el cáncer.

8. Anexos:

9. Linkografía:
http://www.tecnologiaeinnovacion.defensa.gob.es/Lists/Publicaciones/Attachments/182/monografia_sopt_12.pdf
http://www.tecnologiaeinnovacion.defensa.gob.es/es-es/Contenido/Paginas/detallepublicacion.aspx?publicacionID=182
http://www.sabermas.umich.mx/archivo/secciones-anteriores/articulos/40-numero-5/80-grafeno-el-material-maravilla.html
http://www.inti.gob.ar/sabercomo/sc109/pdf/sc109.pdf
http://es.slideshare.net/clotol/grafeno-material-del-futuro-13068096}
http://cde.uv.es/noticies/menunoticias/itemlist/tag/Grafeno.html
http://curiosidades.batanga.com/2008/09/16/el-grafeno-el-material-mas-fuerte-conocido-hasta-hoy
http://es.wikipedia.org/wiki/Grafeno
http://grafeno.com/
http://grafeno.com/grafeno-materiales-2d/
http://grafeno.com/grafeno-carga-de-moviles/