TECNOLOGÍAS: Tecnología de materiales

Grafeno en cantidades industriales

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En la carrera por reemplazar al silicio como el material por excelencia para construir dispositivos electrónicos, uno de los materiales que se postulan como más prometedores es el grafeno, debido a la alta velocidad natural (movilidad) de sus portadores de carga. Investigadores de los Departamentos de Física de la Materia Condensada y Química Inorgánica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con científicos alemanes, están trabajando para que este reemplazo sea posible.

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UAM | 05 mayo 2010 13:50

Se denomina grafeno a un material compuesto por una lámina de espesor atómico de átomos de carbono que se sitúan en los vértices de una estructura hexagonal similar a la de un panal de abeja. O también se puede ver como una sola capa atómica de grafito. Históricamente el proceso de obtención de grafeno se ha basado en la exfoliación de grafito con cinta adhesiva.

El gran problema del grafeno, es que si bien es posible obtenerlo en pequeñas cantidades mediante el proceso de exfoliación descrito anteriormente, no existe hasta ahora una manera de sintetizarlo a escala industrial.

En un trabajo ya clásico, publicado en Nano Letters, Cristina Gómez del Departamentos de Física de la Materia Condensada, en colaboración con científicos internacionales, descubrió que era muy fácil obtener láminas de espesor monoatómico de un producto derivado del grafito: el óxido de grafeno. El problema es que estas láminas son prácticamente aislantes con lo que pierden gran parte de su valor como material para la electrónica. En este trabajo también se describía un método muy simple que permitía aumentar su conductividad de manera sustancial pero aun así quedaba lejos de la del grafeno prístino obtenido por exfoliación.

En un reciente artículo publicado en Advanced Materials, un grupo de investigadores de la UAM de los Departamentos de Física de la Materia Condensada y Química Inorgánica, en colaboración con científicos alemanes, ha sido capaz de mejorar en 100 veces la conductividad obtenida en el trabajo original. Para ello, se introducen láminas de este material en un flujo de hidrógeno y posteriormente de etileno a altas temperaturas. El hidrogeno se usa para “arrancar” los átomos presentes en el oxido de grafeno (reducción). El etileno a alta temperatura se descompone en átomos de carbono e hidrógeno. El carbono así liberado pasa a ser parte de la red del grafeno reparando los defectos procedentes del proceso de oxidación-reducción.

Si bien este artículo no va a resolver el problema de la producción masiva de grafeno si podría ser un hito en la carrera hacia lo obtención de este material que tan curiosas e interesantes propiedades muestra.

Zona geográfica: Comunidad de Madrid
Fuente: Unidad de Cultura Científica de la Universidad Autónoma de Madrid

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