El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con
átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una
hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero: una lámina de 1 metro cuadrado pesa
tan solo 0,77 miligramos. Se considera 100 veces más fuerte que el acero y su
densidad es aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, y es
aproximadamente cinco veces más ligero que el aluminio.
Es un alótropo del carbono, un teselado hexagonal plano
formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se generan a partir de
la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.
El Premio Nobel de Física de 2010 se les otorgó a los
científicos Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov por sus revolucionarios
descubrimientos acerca de este material.1 2
Mediante la hibridación sp2 se explican mejor los ángulos de
enlace, a 120°, de la estructura hexagonal del grafeno. Como cada uno de los
carbonos contiene cuatro electrones de valencia en el estado hibridado, tres de
esos electrones se alojan en los híbridos sp2, y forman el esqueleto de enlaces
covalentes simples de la estructura.
El electrón sobrante se aloja en un orbital atómico tipo P
perpendicular al plano de los híbridos. El solapamiento lateral de dichos
orbitales da lugar a formación de orbitales de tipo π. Algunas de estas
combinaciones propician un gigantesco orbital molecular deslocalizado entre
todos los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno.
El nombre proviene de intercambio –en el vocablo grafito– de
sufijos: «ito» por «eno»: propio de los carbonos con enlaces dobles. En
realidad, la estructura del grafito puede considerarse una pila de gran
cantidad de láminas de grafeno superpuestas.3 Los enlaces entre las distintas
capas de grafeno apiladas se deben a fuerzas de Van der Waals e interacciones
de los orbitales π de los átomos de carbono.
El grafeno se puede considerar como un material que puede
revolucionar los componentes y productos electrónicos, debido a una serie de
propiedades y asombrosas capacidades. Pronto se dejará atrás el dominio del
silicio para entrar en la época dorada del carbono gracias a la variante
llamada grafeno.
Se trata de un material sorprendente que parece ser capaz de
sustituir a los elementos tecnológicos actuales, aumentando sus capacidades
hasta límites increíbles. El grafeno se convertirá en un producto con múltiples
aplicaciones que generará incontables beneficios para la sociedad. Aún se
encuentra en fases iniciales de experimentación porque resulta complicado
fabricarlo debido a su peculiar estructura pero las expectativas son elevadas y
las esperanzas muchas.
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