En la anterior entrega de esta pequeña serie hablamos del descubrimiento de dos nuevas formas alotrópicas del carbono, en donde los átomos de este elemento forman uniones en forma de panal, ubicándose cada átomo en el vértice del hexágono. En una, este panal se enrolla en forma de bola, creando un fullereno o Buckybola. En la otra, el panal se enrolla en forma de cilindro, formando un nanotubo. Pero qué pasa si, en lugar de enrollarse, conseguimos tener una lámina lisa de este panal?

El Grafeno

El grafeno es un miembro de esta familia de estructuras en las que los átomos de carbono se unen en láminas planas, formando un panal de abejas hexagonal. Muchas láminas puestas una sobre otra forman el grafito. Precisamente, cada una de estas láminas componen el grafeno. La característica principal del grafeno es que es casi bidimensional, al ser su grosor de tan solo un átomo.

Lámina de grafeno

Una de las principales características del grafeno es la de actuar como semiconductor estable y bidimensional, permitiendo que los electrones se muevan libremente por el camino que más convenga, y no obligatoriamente en forma recta como en los transistores convencionales basados en el silicio. Esto lo transforma en un semiconductor que puede operar a escala nanométrica y a temperatura ambiente, lo que permitió que el jueves pasado se anunciara la creación de transistores basados en grafeno corriendo a 26 GHz, logrando en un año lo que costó cuarenta usando silicio.

El problema hoy es encontrar un proceso que permita obtener láminas de grafeno a nivel industrial. Actualmente, y aunque parezca increíble, se utiliza una cinta adhesiva para separar las láminas: se pliega la cinta adhesiva para que quede pegada a las dos caras de la lasca de grafito y se abre de nuevo, con lo que se consigue la separación de láminas. Repitiendo la operación varias veces las láminas van teniendo menor espesor hasta llegar a la monocapa de grafeno de un átomo de espesor. Hace no mucho tiempo, los becarios de la Universidad de Columbia recibían US$ 10 la hora por realizar esta tarea. Uno de los procesos industriales más avanzado es el del Georgia Institute of Technology usando láminas de carburo de silicio calentadas a 1300 °C, provocando la evaporación de los átomos de silicio mientras que los átomos de carbono que no se evaporan se van restructurando en forma de láminas de grafeno.

En la próxima entrega, veremos con más profundidad el tema de los nanotubos.

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