viernes, 5 de junio de 2015

¿Que és el aerogel de grafeno?


El aerogel de grafeno, un material más ligero que helio 
capaz de 'posarse' sobre una flor de cerezo sin dañarla.
El aerogel de grafeno es una espuma basada en nanotubos de carbono congelados en seco y láminas de óxido de grafeno, a la cual previamente se le quita el oxígeno mediante un proceso químico.
Ha sido inventado por un equipo de científicos de la Universidad de Zhejiang, situada en Hangzhou (China).
Se trata de un material elaborado a partir del aerogel (compuesto en más de un 90% por aire), pero aún más ligero, con una densidad de tan solo 0,16 mg/cm³ (dejando atrás así los 0,2 mg/cm³ del aerografito), apenas el doble de la densidad del hidrógeno.
Además es de gran resistencia y tiene una potente capacidad de absorción de hasta 900 veces su peso y se sitúa en el primer lugar de los materiales más ligeros fabricados por el hombre.
En 2010, se otorgó el Premio Nobel de Física a dos científicos rusos, Andre Geim y Konstantin Novoselov, que fueron los primeros en obtener grafeno a partir del grafito en 2004. 

Las propiedades de este fantástico material probablemente se sumen a las que ya posee el grafeno. Entre ellas destacan:
  • Alta conductividad térmica y eléctrica. Supera con creces las propiedades de materiales que habitualmente se emplean, como el cobre, y necesita menor cantidad de electricidad para transportar energía en relación a otros materiales, como el silicio, de manera que el grafeno es capaz de generar energía eléctrica a partir de la energía del sol.
  • Alta dureza y resistencia. Se trata de un material 200 veces más duro que el acero, cuya dureza es similar a la del diamante. Por tanto, es resistente al desgaste y capaz de soportar elevadas cargas.
  • Gran flexibilidad. Presenta una gran elasticidad que lo hace un material moldeable, permitiendo así gran variedad de aplicaciones.
  • Puede reaccionar con otras sustancias. Esta propiedad permite poder crear materiales nuevos a partir de la estructura inicial del mismo, con la posibilidad de incrementar sus aplicaciones.
  • Una gran ligereza.
  • Transparencia.
  • Menor efecto Joule.


jueves, 4 de junio de 2015

Usos y aplicaciones del aerogel de grafeno

El aerogel de grafeno es un material muy resistente ya que puede soportar 900 veces su peso, y a la vez el material más liviano, 0,77 mg por metro cuadrado, por ello cada vez tiene mayor utilidad.
El aerogel de grafeno tiene varios usos aunque destaca como principal aislante térmico en las ventanas de los edificios de oficinas.
Gracias a su resistencia y a su potente capacidad de absorción este material se utiliza en la recogida de vertidos tóxicos en el mar para traer de vuelta a la Tierra los “desechos” que deja tras de sí un cometa en su recorrido por el sistema solar, o la creación de prótesis y plantillas.
Además tiene aplicaciones como transistores, celdas solares, supercapacitadores, etc.
Y objetos utilizados en la actualidad como procesadores más rápidos, pantallas táctiles y flexibles, baterías de larga duración, cámaras fotográficas más sensibles, cables de alta velocidad y pintura que absorbe energía, además de numerosos avances en el ámbito de la medicina.


miércoles, 3 de junio de 2015

Desventajas

Pese a las grandes expectativas que se tenían acerca de este material, parece no ser tan fuerte como se creía:
Un equipo de científicos de la Universidad de Rice encontró que en los límites de los anillos donde se interrumpe la matriz regular de unidades hexagonales (seis átomos) el grafeno tiene la mitad de la fuerza.
Además las hojas del material cultivado en un laboratorio casi nunca tienen una estructura de hexágonos perfectos. Por lo general las hojas tienen protuberancias llamadas “granos de grafeno”. Cuando esos granos se colocan bajo tensión estos defectos comienzan a dar problemas. Por ello se tiene que seguir estudiando para perfeccionar este material y que pueda ser utilizado sin problemas.
El grafeno no absorbe mucho la luz aunque todo lo que absorbe se convierte en electrones excitados con alta eficiencia. Pero esta desventaja también puede ser una ventaja para algunas aplicaciones. Además, existe la posibilidad de aumentar la absorción del grafeno con varias tecnologías.


El grafeno convierte la luz en electricidad


Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en colaboración con otros centros internacionales, ha demostrado en un estudio publicado en la revista Nature Physics, que el grafeno es capaz de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones excitados que pueden conducir corriente eléctrica.
Este prometedor descubrimiento convierte el grafeno en una importante alternativa para la tecnología de energía solar, pues permite la producción de potenciales células solares y detectores de luz que absorban la energía del sol con pérdidas mucho menores, constituyendo así una eficiente forma de conversión de energía.
Las industrias y autoridades están convencidas de su gran potencial para revolucionar la economía mundial. Tal es así que la Unión Europea acaba de comprometer una inyección de 1.000 millones de euros para su desarrollo.
En un futuro está previsto que se puedan desarrollar placas solares trasparentes y flexibles.


Otra importante y curiosa cualidad de este material es que, como ha llegado a decir James Hone, profesor de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Columbia: "Se tendría que colocar un elefante, balanceado sobre un lápiz, para perforar una lámina de grafeno del espesor de una hoja de celofán".




martes, 2 de junio de 2015

Grafeno: dentro de 50 años

Aquí dejamos un vídeo en el que se pueden ver las novedosas aplicaciones que podrá tener el grafeno en el futuro, desde usos domésticos y didácticos, hasta usos en el ámbito de la medicina.

1ª parte



2ª parte