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Se confirma que el grafeno es el material más fuerte del mundo

Los investigadores han medido la fuerza necesaria para quebrarlo


Hace tiempo que investigadores e industriales piensan en el grafeno (aislado por primera vez en 2004) como sustituto del silicio para el desarrollo de los semi-conductores en los que se sustentarán los futuros ordenadores ultra-rápidos. Y ésta es sólo una de las múltiples aplicaciones que evolucionan ya –tanto en el ámbito de la nanotecnología como fuera de él– a partir de este material de extraordinarias propiedades. Ahora los científicos han confirmado lo que también sospechaban hace ya tiempo: que se trata del material más fuerte que jamás hayamos conocido. Por César Gutiérrez.




Representación de la prueba de dureza. Universidad de Columbia.
Representación de la prueba de dureza. Universidad de Columbia.
Desde que finalmente se diera con él en 2004, el goteo de noticias (a cual más asombrosa) acerca del grafeno ha sido continuo. Han aumentado sin cesar las tesis doctorales (de un par de ellas hace cuatro años a cientos en 2007), las investigaciones y las notas de prensa sobre nuevas aplicaciones de este reciente y extraordinario material. En Tendencias21 ya hemos informado de la creación del primer nanotransistor construido con grafeno y también del desarrollo de un derivado del material, el óxido de grafeno, de propiedades no menos sorprendentes.

Las aplicaciones del grafeno (algunas aún potenciales y otras llevadas ya a la realidad y la práctica) incluyen desde sus usos electrónicos –dadas sus extraordinarias propiedades conductoras y semiconductoras–, hasta la futura construcción de ascensores espaciales, pasando por la fabricación de corazas humanas en el ámbito de la seguridad, por ejemplo un chaleco antibalas de una flexibilidad sólo comparable a su extrema resistencia, y tan fino como el papel.

La última novedad sobre el grafeno, según informa en un comunicado la Universidad de Columbia,
es que, por primera vez, los investigadores han confirmado lo que ya se sospechaba: que se trata del material más fuerte jamás testeado.

Un sólido futuro

Las pruebas han sido llevadas a cabo por Jaffrey Kysar y James Hone, profesores de ingeniería mecánica de la Universidad de Columbia, y consistieron en la medición de la fuerza que se necesita para romper el grafeno. Para ello tuvieron que utilizar –como no podía ser de otro modo– diamante, asimismo alótropo del carbono y mineral natural de extrema dureza, con un 10 asignado en la clásica escala de dureza de Mohs.

Se hicieron agujeros de un micrómetro de ancho sobre una lámina de silicio y se puso en cada uno de esos agujeros una muestra perfecta de grafeno. Y a continuación rompieron el grafeno con un instrumento puntiagudo hecho de diamante.

Para que podamos hacernos una idea de la dureza del grafeno, Hone propuso a Technology Review una curiosa analogía. Comparó las pruebas realizadas por él y Kysar con poner una cubierta de plástico sobre una taza de café y medir la fuerza que requeriría pinchar esa cubierta con un lapicero.

Pues bien, según explicó Hone, si en lugar de plástico lo que se pusiera sobre la taza de café fuera una lámina de grafeno, después situáramos encima el lápiz, y en lo alto de éste colocáramos un automóvil que se sostuviera en equilibrio sobre él, la lámina de grafeno ni se inmutaría.

Claro que esto sería muy difícil, no sólo por la dificultad de poner un automóvil sobre un lapicero, sino porque es extremadamente difícil conseguir una muestra de grafeno perfecto al nivel macróscópico de los lapiceros y las tazas de café (“Sólo una muestra minúscula puede ser perfecta y super-resistente”, aseguró Hone); pero la comparación es perfectamente válida porque ésa es proporcionalmente la resistencia del grafeno a nivel microscópico.

Nanoestructuras de carbono

Conviene recordar que se trata de un material obtenido a partir del grafito, con la reseñable particularidad de que aquél consiste sólo en una de las capas que conforman a éste. Es decir, y para ubicarnos en el orden nanométrico al que nos estamos refiriendo: la lámina de grafeno tiene el grosor de “un” átomo; independientemente de las formas y estructuras que pueda adquirir (por ejemplo, los nanotubos, si la lámina se enrolla en forma de cilindo, o las buckyballs –traducidas como fullerenos o como buckybolas–, si la lámina se enrolla en forma de balón), o cuántas de esas capas puedan superponerse o combinarse para sus aplicaciones y usos industriales.

Como curiosidad, para obtener las capas individuales de grafeno a partir del grafito (previamente frotado sobre una lámina de silicio) en los laboratorios universitarios se ha venido utilizando el llamado “método del celo”, que consiste en aplicar una “cinta adhesiva” doblada a los dos extremos de la pieza de grafito, y después separándola; y repitiendo el proceso varias veces hasta la obtención de una única capa. Todo ello (cinta adhesiva incluida) a escala nanométrica, claro.

En algunas universidades se viene pagando unos 10 dólares a los becarios por realizar este trabajo. Para su producción industrial se continúan investigando y desarrollando métodos obviamente distintos al “del celo” y, dada la cantidad de nuevas potenciales aplicaciones que día a día se plantean para el grafeno y las extraordinarias propiedades del mismo que una y otra vez se descubren o se confirman, se espera que pronto pueda hacerse a gran escala y bajo coste.

El fin del silicio

La industria de semiconductores –uno de los campos donde el material parece ser más prometedor–, que tiene la intención de construir ordenadores mucho más rápidos que los actuales mediante el desarrollo de microprocesadores con transistores de grafeno, está de enhorabuena con estas últimas pruebas sobre la fortaleza del mismo.

Precisamente uno de los principales impedimentos en la construcción de microprocesadores es la presión –según explica Julia Greer, investigadora del Instituto Tecnológico de California (Caltech)–, y los materiales usados para fabricar los transistores no sólo deben tener excelentes propiedades eléctricas, “sino que también deben ser capaces de sobrevivir a la tensión a que se ven sometidos durante el proceso de fabricación y al calentamiento generado por repetidas operaciones. El proceso utilizado para estampar conexiones eléctricas metálicas en los microprocesadores, por ejemplo, ejerce una tensión que puede provocar el fallo de los chips.”

Greer concluye que “el calor es demasiado para que los materiales lo soporten”. Pero ahora, tras las pruebas realizadas sobre la resistencia del grafeno, parece quedar demostrado que éste es capaz de soportarlo.

Konstantin Novoselov, de la Universidad de Manchester, quien fue el primero en aislar láminas bidimensionales del material, ha comentado: “Sabíamos que el grafeno era el material más resistente; este trabajo lo confirma”.


Lunes, 28 de Julio 2008
César Gutiérrez
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Nota

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1.Publicado por yomismo el 29/07/2008 21:42
excelente. Habrá que ver cómo se comportan los nuevos dispositivos creados con grafeno, por ejemplo, los que utilizan electromagnetismo y que deben ser enfriados por el alto calor que generan.... en ese caso, menor tamaño, mayor rapidez, etc.

2.Publicado por portal de ruleta el 17/11/2008 23:37
Ese material no presenta cuestiones relacionadas con el reciclaje?

3.Publicado por Xer el 14/09/2009 10:21
Te han copiato tu artículo en este blog, que esta menado y en las primeras posiciones.


http://malditaciencia.blogspot.com/2009/09/se-confirma-que-el-grafeno-es-el.html


4.Publicado por kitzOgen el 14/09/2009 13:47
Recuerdo que hará hace tres años vi en un diario que unos científicos alemanes habían descubierto o inventado un material más fuerte que el diamante, ahora esto.

5.Publicado por mauricio ayala el 05/03/2011 21:49
se dijo lo mismo con cos vehiculos a gas....
se dijo lo mismo de los vehiculos a electricidad...
se dijo lo mismo con las redes de fibra optica.....
sera tan real este nuevo descubrimiento como para cambiar el mundo.

6.Publicado por Cristian el 11/05/2011 20:18
El grafeno no servira para recubrir las naves espaciales cuando reingresan a la atmósfera?

7.Publicado por Manuel el 15/05/2011 03:53
De hecho se hicieron cálculos en cuanto a procesadores de ordenador se refiere y se llegó a la conclusión de que se pueden crear perfectamete procesadores de 1000ghz de velocidad con una minuscula lámina de grafeno y además sin generar prácticamente calor, todo ello a temperatura ambiente.
Y que en muy poco tiempo si se demuestra que es muy estable y funciona bien para este tipo de aplicaciones podríamos montar en nuestros ordenadores un procesador de este tipo, y no solo procesadores si no memorias ram, placas base, gráficas, discos duros y todo tipo de componentes etc.

8.Publicado por jorge ernesto rivere el 22/09/2011 14:59
deseo conformar tipos de materiales para inventos

9.Publicado por rocio el 02/10/2011 22:18
Estamos en 2011 y ya hay cosas con grafeno, por lo menos esta investigación ha sirvido para algo.

10.Publicado por miguel el 16/01/2012 16:58
quisiera saber si este material puede ser utilizado como herramienta de corte es decir si opuede sustituir al carburo de tungteno o que propiedades y ventajas tiene sobre el, ya que mencionan que es el material mas fuerte del mundo, es posible utilizarlo como los diamantes de corte de barrenas de perforación

11.Publicado por Sergio RV el 23/04/2012 20:09
Cualquier información que necesiteis sobre el grafeno, y lo que es más importante, si alguien está interesado en formar parte del desarrollo de este material a través de la inversión. Poneros en contacto conmigo. sergio_kore137@msn.com

Cualquier pregunta al respecto sólo teneis que mandar un mail.

Un abrazo a todos/as.

12.Publicado por victor de valdivia el 06/11/2012 02:36
alguien se a puesto a pensar que pasara con el cobre chileno,con las familias que dependen de el,es mas los pueblos en chile que viven di a dia del cobre?

13.Publicado por Raquel el 17/11/2012 18:09
Hola, quisiera que alguien pueda responderme si el grafeno se podría utilizar como cubierta de grandes estructuras, Estoy haciendo un proyecto para una materia, soy estudiante de Ingeniería Civil, y desde que leí sobre el material estoy sumamente interesada. Así al menos sabré si es posible en un futuro. Gracias..

14.Publicado por como se mide la densidad el 26/01/2015 20:31
quisieria saber como se mide la densidad del grafeno gracias

15.Publicado por kelvyn Ramos el 02/06/2015 13:58 (desde móvil)
Soy de el Salvador y me dedico al área del aire acondicionado y deseo saber se tendra alguna aplicacion ya que las propiedades de este elemento son exelentes

16.Publicado por Guillermo F. Garro el 29/10/2015 19:34
Dara paso esto a las protesis del futuro, a las bicis del futuro y a cuantas cosas mas... como buen entrerriano podre tener un termo con este material asi no se me rompe mas!

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