¿Cuántos tipos de grafeno hay?

Grafeno deutsch

“Los atributos del grafeno -transparencia, densidad, conductividad eléctrica y térmica, elasticidad, flexibilidad, resistencia a la dureza y capacidad de generar reacciones químicas con otras sustancias- albergan el potencial de desencadenar una nueva revolución tecnológica de proporciones más magníficas que la iniciada por la electricidad en el siglo XIX y el surgimiento de Internet en los años 90”. – LarrainVial

En términos muy básicos, el grafeno podría describirse como una única capa de un átomo de grosor del grafito, el mineral más común; el grafito está formado esencialmente por cientos de miles de capas de grafeno. En realidad, la composición estructural del grafito y del grafeno, y el método para crear uno a partir del otro, son ligeramente diferentes.

Cuando ibas al colegio, es muy probable que te encontraras con el término “mina de lápiz”, que se refiere al núcleo central de un lápiz que es capaz de producir marcas en el papel y otros materiales. En realidad, en lugar de referirse al elemento químico y metal pesado, el plomo, este núcleo central suele estar hecho de grafito mezclado con arcilla. El error surgió cuando se descubrió por primera vez, en cuyo momento, al ser una forma de carbono y contener una composición molecular similar a la de otros miembros del grupo del carbono (aunque principalmente debido a las similitudes visuales), se pensó que era una forma de plomo.

El primer grafeno

El grafeno tiene una relación superficie-masa extremadamente alta: cada gramo de grafeno tiene una superficie de más de 2.600 metros cuadrados. 2 gramos de grafeno tienen casi la misma superficie que un campo de fútbol reglamentario de la NFL.

La exfoliación es el proceso de transformación del grafito en grafeno. Hoy en día se utilizan varios métodos de exfoliación. Los más comunes son el químico, el electroquímico, el mecánico y el termodinámico. El grafito de alta calidad y el proceso de exfoliación son fundamentales para producir grafeno de alto valor en grandes cantidades.

Hidróxido de grafeno

Como con cualquier producto, definir la especificación de los diferentes grados es primordial para el éxito de la aplicación del material. Hay muchos tipos diferentes de acero, y cada uno tiene una función y una aplicación distintas: desde los 4 básicos de carbono, aleación, herramienta e inoxidable, la lista se divide en subcategorías aún más pequeñas. Lo mismo ocurre en la práctica con el grafeno, pero no en términos técnicos. En junio de 2016 no existe un estándar universal para la definición de material de grafeno [aunque el National Physical Laboratory (NPL) está trabajando actualmente para corregirlo]. Esta falta de claridad científica puede crear una situación precaria para el comprador. Y como el grafeno se mide a escala nanométrica, confirmar la literatura de ventas puede ser difícil con una revisión rápida. Por lo tanto, con todos los productores de grafeno que hay en el mundo, es fundamental encontrar uno en el que se confíe para que proporcione grafeno o productos mejorados con grafeno tal y como se describen. Para establecer una línea de base, American Carbon utiliza las definiciones establecidas por el Carbon Journal (artículo completo de la revista aquí) que se describen a continuación.

Nanotecnología del grafeno

El grafeno es una sola capa (monocapa) de átomos de carbono, estrechamente unidos en una red hexagonal de panal. Es un alótropo del carbono en forma de plano de átomos con enlaces sp2 y una longitud de enlace molecular de 0,142 nanómetros. Las capas de grafeno apiladas unas sobre otras forman el grafito, con una separación interplanar de 0,335 nanómetros. Las capas separadas de grafeno en el grafito se mantienen unidas por fuerzas de Van der Waals, que pueden superarse durante la exfoliación del grafeno del grafito.

El grafeno es el compuesto más fino conocido por el hombre, con un átomo de grosor, el material más ligero conocido (con un metro cuadrado que pesa alrededor de 0,77 miligramos), el compuesto más fuerte descubierto (entre 100 y 300 veces más fuerte que el acero, con una resistencia a la tracción de 130 GPa y un módulo de Young de 1 TPa – 150.000.000 psi), el mejor conductor del calor a temperatura ambiente (a (4. 84±0,44) × 10^3 a (5,30±0,48) × 10^3 W-m-1-K-1) y también el mejor conductor de electricidad conocido (los estudios han demostrado una movilidad de los electrones de más de 200.000 cm2-V-1-s-1). Otras propiedades notables del grafeno son su absorción uniforme de la luz en las partes visible y cercana al infrarrojo del espectro (πα ≈ 2,3%), y su idoneidad potencial para el uso en el transporte de espines.