Sunday, November 26, 2017

GRAFENO, “el material milagro” una verdadera revolución tecnológica



1   Según Tomás Palacios, el grafeno es al menos 5 veces más resistente que el mejor acero y es el mejor conductor de la electricidad y el calor.
Aunque su dureza es similar a la del diamante, es ligero como el plástico.
Es muy flexible, por lo que será posible moldearlo según las necesidades.
Es capaz de generar electricidad a través de la energía solar.
Es capaz de capturar la luz que nuestros ojos no son capaces de percibir.

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El grafeno es un material que se obtiene del grafito, abundante en la naturaleza y que forma parte de diversos objetos de nuestra vida cotidiana, como las minas de los lápices que utilizamos a diario.
Su derivado se descubrió en 1930, pero se consideró demasiado inestable y se abandonó. Hasta 2004, cuando dos científicos de origen ruso -Novoselov y Geim- consiguieron aislar este compuesto a temperatura ambiente, lo que les permitió obtener el Premio Nobel de Física en 2010.
Los expertos consideran que su utilidad es prácticamente ilimitada y que las únicas barreras existentes a su uso son las de la imaginación humana. Los campos en los que se está estudiando la aplicación de este material están muy ligados a los objetos cotidianos, como por ejemplo la automoción o la electrónica de consumo -especialmente importante su aplicación en smartphones-, aunque también se estudia emplear el grafeno en la fabricación de aviones, satélites y edificios, debido a que es el material más resistente que se ha descubierto.
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  • Su apariencia puede parecer frágil y delicada ya que a simple vista el grafeno es como una tela transparente y flexible. Sin embargo, se trata de un material extremadamente resistente , es más, el grafeno es el material más fuerte y resistente del mundo.Con un sólo gramo de grafeno, se podría cubrir todo un campo de fútbol con una fina película totalmente transparente de un material prácticamente impenetrable
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  • Todas estas características lo hacen ideal para la construcción de elementos de protección del cuerpo humano frente a ataques externos. De la misma manera que el Kevlar, revolucionó la industria de los “chalecos antibalas”, el grafeno podría abrir la puerta las armaduras personales.
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  •                                        Blindaje de grafeno                                     
blindaje de grafeno


                                   transistores de grafeno
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  • Se ha conseguido fabricar transistores de grafeno 10 veces más rápidos que los de silicio (podrían llegar a alcanzar velocidades de 1.000 GHz). Se estima que se podrían crear discos duros del mismo tamaño de los de hoy día, pero capaces de almacenar 1.000 veces más información.Por otra parte, la vida útil de este tipo de sistemas basados en óxido de grafeno está prevista en unos 100 mil ciclos de “cambios de estado”, es decir, un rendimiento similar a una típica memoria flash, aunque se espera que estas cifras puedan elevarse a 1 millón de ciclos.
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  •                                              Energía: 

  • el grafeno podría emplearse para baterías destinadas a ámbitos de uso energético.
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  •  Se estima que revolucionará el concepto de energía renovable y la elevará a unas cotas de eficiencia nunca vistas.Losinvestigadores ven una amplia variedad de aplicaciones para el papel de óxido de grafeno, incluyendo su uso en membranas con permeabilidad controlada, y para las baterías o ultracondensadores destinados a usos en el ámbito energético.Estos dispositivos de almacenamiento de energía podrían ayudar al almacenar brotes repentinos de energía, por tanto, supondría una ayuda para aprovechar el irregular suministro por parte de las fuentes “verdes”.

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    Esto revolucionará el concepto de energía renovable y la elevará a unas cotas de eficiencia nunca vistas.Como vemos, la promesa de una nueva era basada en el carbono (y no en el silicio) se acerca a marchas forzadas. .En un plazo medio, nos podemos ver inundados de dispositivos, mecanismos y tecnologías basadas en el grafeno, con unos rendimientos varios órdenes de magnitud por encima de lo que estamos acostumbrados ahora.

  •                                           Electrónica

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  • la compañía Vorbeck Materials está fabricando tintas conductoras basadas en el grafeno y contactos eléctricos para el desarrollo de pantallas flexibles.Otra de las características del grafeno que más ha llamado la atención es que, pese a su extrema dureza y densidad, sea un material de una flexibilidad extraordinaria.

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    Esto se debe a que es un cristal de la finura del grosor de un átomo con un peso apenas perceptible. Si a su ductilidad y ligereza se une su elevada conductividad electrónica. 
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  • El grafeno se convierte en un gran candidato para las pantallas de los dispositivos del futuro.
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  • Sus características deflexibilidad le permitirían plegarse y extenderse a gusto del usuario para mostrar tanto una gran pantalla en alta definición como una pulsera con información, en sus múltiples variantes.
  • Móvil de grafeno
                                               Aviónica: 
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  • el Pentágono está desarrollando un proyecto de desarrollo de aditivos de combustible con diminutas hojas de grafeno, que podrían lograr que los aviones vuelen aún más rápido y que sus motores lleguen a contar con mejores condiciones de eficiencia y protección de la sostenibilidad ambiental.Con este nuevo elemento serían capaces de optimizar el combustible empleado en los aviones supersónicos, permitiendo que los mismos alcancen mayores velocidades y economicen recursos. Un avance que constituiría un punto de inflexión en el uso de los motores de combustión en la aviación.
                                         Avión supersónico

avión supersónico
Airbus
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El director de investigación de la Universidad de Tecnología de SydneyAli Reza Ranjbartoreh, supervisó el desarrollo del papel de grafeno, demostrando su capacidad de ser remodelado y reformado desde su estado original de materia prima. Anunciando el material como “más ligero, más fuerte, más duro y más flexible que el acero”, Ranjbartoreh afirmó que el grafeno podría ser un material ideal para el desarrollo de aviones más resistentes y ligeros.
Este hecho no ha pasado desapercibido para la industria aeroespacial. De hecho, Airbus es uno de los patrocinadores del Graphene Flagship, lo que atestigua el enorme interés que el sector aeronáutico está demostrando, sin olvidarnos de que Boeing también está invirtiendo en el uso de materiales compuestos en la fabricación de aviones, un tipo de material que comprende ya hasta el 50% de la estructura primaria del 787 Dreamliner diseñado por la compañía.
                                             Informática:
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El uso del grafeno permitirá el desarrollo de ordenadores mucho más rápidos y con un menor consumo eléctrico que los actuales de silicio. Además, se estima que un disco duro de este compuesto, del mismo tamaño que uno de los empleados actualmente, podría almacenar hasta mil veces más información.
                                      Industria automovilística 
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 Su aplicación en el chasis de los vehículos los haría mucho más resistentes, por lo que el número de muertes en accidente de circulación anuales se podría reducir drásticamente. Por otra parte, los coches híbridos se convertirán en una alternativa real en vez de ser relegados a una representación minoritaria. Baterías de larga duración, con tiempos de carga mínimos facilitarán que los conductores más reacios a estos vehículos los vean con otros ojos.

                                                    Industria alimentaria
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Posibilitará la creación de envases para alimentos más seguros o recubrimientos para los muebles del hogar que impidan el desarrollo de bacterias en su superficie.

                                            Tratamiento de aguas  
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Debido a su peculiar estructura de alta densidad permeable al agua, se estudia su posible uso para la desalinización del agua. Algunos datos obtenidos a partir de estos proyectos predicen que se podrá realizar esta tarea en un tiempo muy inferior y con un coste mucho más reducido.

             El Grafeno en Medicina y Biomedicina

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Una de las aplicaciones más innovadoras, importantes y necesarias del grafeno son las aplicaciones en el sector médico.
Recientes investigaciones han revelado que para los tratamientos de cáncer el grafeno sería extremadamente útil, dado que el objetivo principal de estos tratamientos es eliminar las células cancerígenas intentando perjudicar lo menos posible a las células sanas, cosa que no se consigue con demasiado éxito con algunos tratamientos que se usan ahora como la quimioterapia. Pero esto puede cambiar, se ha descubierto que el grafeno al combinarlo con ciertos fármacos sería posible aumentar la carga de medicación que llega a las células y por tanto eliminar más células cancerígenas manteniendo más celulas sanas.
Otra de las posibles innovaciones del grafeno llegaría en el campo de la biomedicina, más concretamente en los implantes neuronales, ya que estos funcionan como una corriente eléctrica por tanto no se antoja un avance demasiado lejano.
Pero no solo se limitaría a la regeneración de tejidos nerviosos, sino que además también se ha llegado a la conclusión de que a partir de este material se podrían crear implantes musculares y óseos.
Como se puede observar la entrada del grafeno en entornos científicos y/o comerciales acarrearía beneficios para la sociedad impresionantes.
                                                 Medio ambiente
Sobre todo en temas de limpiar la radiación. Hay una empresa en Yecla -Murcia-, llamada Graphenano que fue contactada por Japón para acabar con la radiación existente en Fukushima.
El material, elaborado por investigadores de la Universidad de Zhejiang, en China, se parece a una esponja y pesa solo 0,16 milígramos por centímetro cúbico, superando en ligereza a otro material parecido, el aerografito, presentado hace unos meses.  

Técnicamente se trata de una espuma compuesta de nanotubos de carbono congelados en seco y láminas de óxido de grafeno, a la que se la quitado el oxígeno mediante un proceso químico.

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