ENSAYO Nº2

UNIVERSIDAD DE AMÉRICA FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECÁNICA Asignatura: PROCESOS II – G      S. Cárdenas, W. C. Coronado, J. M. Galán, J. D. Piragauta

GRAFENO-EL NUEVO ASOMBROSO MATERIAL

S. Cárdenas, W. C. Coronado, J. M. Galán, J. D. Piragauta


RESUMEN

En este ensayo presentaremos las características y ventajas en el mercado del GRAFENO, ya que para el uso de la electrónica es una realidad, y es un hecho de que este sea un material con tantas bondades, como servir de metal, semiconductor, flexible y resistente, ha generado que este sea centro de atención por investigadores de todo el planeta.

Palabras clave:

• Materia: Sustancia que compone los cuerpos físicos, consta de partículas elementales y tiene las propiedades de extensión, inercia y gravitación.
• Carbono: Elemento químico sólido y no metálico que se encuentra en todos los compuestos orgánicos y en algunos inorgánicos. En su estado puro se presenta como diamante o grafito. Su símbolo es C y su número atómico, 6.
• Conducción eléctrica: Es el movimiento de partículas eléctricamente cargadas a través de un medio de transmisión (conductor eléctrico). Dicho movimiento de las cargas constituye una corriente eléctrica.
• Dureza: Es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras.

ABSTRACT

In this assay we will present the features and benefits in the market for GRAPHENE, this as the use of electronics is a reality, and it is a fact that this is a material with many advantages, such as serving metal, semiconductor, flexible and resilient, the graphne has meant that this is the spotlight for researchers around the world.

Keywords: 

• Material: Substance that makes up the physical bodies, consists of elementary particles and has the properties of extension, inertia and gravitation.
• Carbon: this is a solid, non-metallic chemical element found in all organic compounds and some inorganic. In its purest form it is presented as diamond or graphite. Its symbol C and atomic number 6.
• Electrical conduction: It is the movement of electrically charged particles through a transmission medium (electrical conductor). Such movement of the charges is an electric current.
• Hardness: It is the opposition offered by materials to disorders such as penetration, abrasion, scratches, cuts, permanent deformation, among others. 

I. INTRODUCCIÓN

Hay una nueva materia que podría cambiar nuestro futuro. Imagine una taza de café que transmite los titulares del día en tiempo real. O una olla de cocina que puede detectar la presencia de la bacteria E. Coli que pueden causar enfermedades. O una pantalla de televisión que es tan flexible y delgada como una hoja de papel. Todas estas aplicaciones podría ser una realidad gracias al material denominado grafeno. 

II. DESARROLLO

Como su nombre indica, el grafeno se extrae de grafito, el material utilizado en los lápices. Como el grafito, el grafeno está enteramente compuesto de átomos de carbono y 1 mm de grafito contiene unos 3 millones de capas de grafeno. Considerando que el grafito es una disposición cristalina tridimensional, el grafeno es un cristal de dos dimensiones; un átomo de espesor. Los carbonos están perfectamente distribuidos en una formación de panal hexagonal de sólo 0,3 nanómetros de espesor, con sólo 0,1 nanómetros entre cada átomo.

El grafeno conduce la electricidad mejor que el cobre. Es 200 veces más fuerte que el acero, pero seis veces más ligero. Es casi perfectamente transparente, ya que sólo absorbe el 2% de la luz. Es impermeable a los gases, incluso aquellos tan ligeros como el hidrógeno o el helio, y, si esto no fuera suficiente, los componentes químicos pueden ser añadidos a su superficie para alterar sus propiedades.

En el campo de la electrónica el grafeno se ha destacado por tener una propiedad de conductividad eléctrica que permite el paso a los electrones de manera fácil con poca resistencia. Pero el grafeno también tiene propiedades de semiconductor pues tiene una facilidad para estar en un punto intermedio entre los conductores y los aislantes, cosa que le ha permitido que se halla logrado un primer  (ci) integrado de este componente.

Este material esta siendo una revolución en el campo de la electrónica, un ejemplo de esto lo da la empresa multinacional IBM pues ya empezó  ha usar el grafeno para hacer integrados, logrando que este sea mas pequeño que cualquiera hecho hasta ahora, este mide menos de un milímetro cuadrado y fue diseñado para funcionar como un mezclador de frecuencias, es decir, que recibe señales de frecuencias de radio, las mezcla y  emite una señal diferente a la salida. Esta conversión es muy usada en la actualidad para la transformación de señales de frecuencia en sonido o información. Estos mezcladores son usados en radio, telefonía y televisión análoga.

El circuito creado por IBM opera a 10 Ghz una capacidad mayor que la utilizada por la telefonía hasta ahora, además este sistema  funciona a altas temperaturas lo que lo hace útil en sistemas computacionales donde el calor es una limitante.

Además de IBM, la coreana Samsung en colaboración con la universidad de Sungkyunkwa de Corea del Norte, ya ha empezado a fabricar en serie laminas de grafeno para hacer pantallas táctiles flexibles, enrollables y con  circuitos integrados invisibles. Esto con el fin de de ayudar a la portabilidad de los ordenadores actuales y aumentar la velocidad de procesamiento de datos, permitiendo la fabricación de dispositivos diminutos y rápidos.

Además de esto se están realizando pruebas que son avances para hacer una batería que remplace las actuales pues el litio que es el material mas usado en estas tienen muchas falencias como el tiempo para cargarse o el corto tiempo de vida, por estas razones la empresa Vorbeck a empezado a investigar el posible uso del grafeno para almacenar energía pues debido a sus propiedades es posible obtener grandes beneficios.

En cuanto a su uso médico se asegura que el conocimiento de un material sirve para el  conocimiento de otro. Un aspecto crucial del proyecto europeo está dedicada a cómo proteger a las personas que trabajan con el grafeno, así como a los usuarios finales, además de investigar las posibles aplicaciones mediales. "En la actualidad tenemos estudios que no muestran ningún efecto, mientras que otros indican un riesgo potencial", dijo Alberto Bianco, director del CNRS de la investigación en el Instituto de Biología Molecular y Celular en Estrasburgo, que co-dirige los aspectos ambientales del proyecto europeo y de salud.

III. CONCLUSIÓN

Con esto se puede concluir que con el grafeno es posible hacer materiales para electrónica, medicina y avances tecnológicos teniendo presente que a pesar de ser un material en pleno desarrollo sea demostrado que es funcional y que es posible a futuro lograr usar mejor sus bondades en diferentes ramas de la electrónica y la medicina. Por tanto es razonable  esperar que  sea un material que revolucione la electrónica actual por lo menos en los países de primer mundo.

Otra ventaja de grafeno es que abre caminos a otros materiales de dos dimensiones tan pequeñas como átomos. Nitruro de boro, sulfato de molibdeno y tungsteno o incluso de silicio 100% sílice son algunos de los nombres que podrían volverse materiales para el futuro.

IV. REFERENCIAS

• En línea. Disponible: https://www.theguardian.com/science/2013/nov/26/graphene-molecule-potential-wonder-material

• En línea. Disponible:                                                         http://www.acs.org/content/acs/en/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/archive-2012-2013/graphene.html

S. Cárdenas: santiago9411@hotmail.com. Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de América.

W.C. Coronado: wilson.coronado@estudiantes.uamerica.edu.co, Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de América.

J. M. Galán: juancho_ro120@hotmail.com, Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de América.

J. D. Piragauta: juanpiragauta93@gmail.com, Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de América.

Proyecto de Investigación o actividad formativa realizada.