El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en un 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 sólo 0,77 miligramos.
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. 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.
Sintetizado a partir del grafito, el grafeno está compuesto por átomos de carbono dispuestos hexagonalmente, en láminas de un átomo de espesor. Se caracteriza por ser el material más resistente conocido: tiene 40 veces la dureza del acero estructural, susceptible de reaccionar químicamente con otros materiales, lo cual le convierte en base de nuevos compuestos de diferentes materiales (lo que le confiere gran capacidad de desarrollo). Es ultraligero y flexible; y cuenta con propiedades de conductividad que lo hace óptimo para fabricar dispositivos del tipo transistores de efecto de campo. Potencialmente, puede ser un substituto teórico perfecto del silicio (con algunas ventajas físicas adicionales: su conductividad es 1000 veces superior) y dar a luz a una nueva generación de dispositivos semiconductores. IBM ha desarrollado transistores de grafeno de 300 Ghz (casi 10 veces más rápidos que sus equivalentes de silicio), lo que abre las puertas de nuevos procesadores ultra-rápidos. El grafeno es, además, sensible a la luz (genera electricidad a partir de la absorción de fotones).
La investigación de las propiedades del grafeno, un material que solamente tiene un átomo de grosor pero que es más duro que un diamante, se encuentra en una fase intermedia, pero justo en el momento ideal para hacer conjeturas de cómo será la tecnología que viene.
Además de buen conductor de la electricidad, tiene propiedades fantásticas como su transparencia y flexibilidad, unas propiedades que se aprovecharán en pantallas, procesadores y baterías.
IBM fue de los primeros que desveló su proyecto de desarrollo de un procesador basado en grafeno, aprovechando que el material consume menos energía que el tradicional silicio. No obstante, el nuevo material presenta el problema de que no es capaz de parar de conducir electricidad: es decir, no puede apagarse, algo que el silicio sí puede.
Pantallas táctiles flexibles
En algunas ferias tecnológicas, como el CES 2013, se han visto prototipos de pantallas de smartphones flexibles, basados en la tecnología OLED, que se pueden doblar y enrollar sin perder un ápice su portabilidad. Este tipo de pantallas genera imágenes más nítidas que las de tecnología LCD, tienen mucho menor grosor y consumo de energía, pero su producción sea más cara.
En este punto podría entrar el material del futuro, ya que se podría aprovechar su transparencia para colocar una lámina de grafeno por encima de un panel de píxeles y dar lugar a una pantalla flexible de calidad, además de ser un buen conductor eléctrico sin apenas entrar en calor.
El problema sería producir en grafeno en grandes cantidades, ya que de momento su coste de fabricación es elevado. Pero éste es otro aspecto en el que los científicos están investigando actualmente.
Mejoras en las baterías
La batería es el caballo de Troya de nuestros dispositivos móviles y el apartado en el que la industria ofrece menos innovación. Las baterías de ion litio se agotan rápidamente con un uso intensivo del smartphone y, además, tardan bastante en cargarse.
Científicos de la Universidad de California han investigado la aplicación del grafeno en un gran condensador que haría que una batería que se cargara en menos de un minuto durara un día. Un condensador se carga muy rápido, pero tiene una capacidad limitada, por lo que en este punto entraría en juego el grafeno.
Y, ojo, al ser grafeno podría ser también flexible, por lo que ya tendríamos, además de la pantalla, una batería en un smartphone o tablet que se podría doblar completamente.
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