El grafeno primeros pasos

Dos científicos de la Universidad de Manchester fueron galardonados con el Premio Nobel 2010, de física el martes por su investigación pionera en el grafeno, una película de un átomo de espesor de carbono cuya fuerza, la flexibilidad y la conductividad eléctrica, se han abierto nuevos horizontes para la investigación de la física pura, y de alta aplicaciones de tecnología.

El grafeno es uno de los más fuertes, y la mayoría de los materiales conductores más ligero que conoce la humanidad. También es 97,3 por ciento transparente, pero se ve muy cool con poderosos microscopios. Vea nuestra galería.

Es un digno Nobel, por la sencilla razón de que el grafeno puede ser uno de los materiales más prometedores y versátiles jamás descubiertos. Podría ser la clave para todo, desde computadoras supersmall, a las baterías de alta capacidad.

Las Propiedades del grafeno, son atractivas para los científicos e ingenieros de materiales eléctricos de toda una serie de razones, no menos importante de los cuales es el hecho de que podría ser posible construir circuitos, que son más pequeños y más rápidos que lo que puedan construir en el silicio.

 

Pero primero: ¿Qué es, exactamente?

 

Imagine "cristales de un átomo o una molécula de espesor, esencialmente, unidimensional dos aviones de átomos de afeitado de los cristales convencionales", dijo el Nobel de Andre Geim en la revista New Scientist. "El grafeno, es más fuerte y más rígido que el diamante, pero se puede estirar en una cuarta parte de su longitud, como el caucho. Su superficie, es la más grande conocida por su peso".

Geim y su colega (y ex asistente de post-doctorado) Konstantin Novoselov, trabajaron por primera vez en 2004 con el Grafeno, en varias ocasiones al pegar tiras de grafito con cinta adhesiva, para aislar a un plano atómico. Analizaron su fuerza, la transparencia y las propiedades conductoras, revelado en un documento para la Ciencia del mismo año.

 

Transistor Super-pequeño

 

El equipo de Manchester en 2008 creó, un 

transistor de grafeno de nanómetros-1, un solo átomo de grosor y 10 átomos de ancho. Esto no sólo es más pequeño que el transistor de silicio más pequeño posible; Novoselov, afirmó que podría muy bien representar la física del límite absoluto de la Ley de Moore, que rigen la reducción del tamaño y la velocidad de crecimiento de los procesadores del computador.

"Se trata de la más pequeña se puede obtener", dijo Novoselov Wired Science. "Desde el punto de vista de la física, el grafeno es una mina de oro. Se puede estudiar durante mucho tiempo"

 

Super-denso en el almacenamiento de datos

 

Los investigadores de todo el mundo, ya se han puesto a trabajar con grafeno. Un equipo de la Universidad de Rice, en 2008, creó un 

nuevo tipo de grafeno basado, como el almacenamiento en memoria flash, más denso y con menos pérdidas que cualquier otra tecnología de almacenamiento existentes. Dos investigadores de la Universidad del Sur de la Florida, a principios de este año informaron de las técnicas para mejorar y dirigir su conductividad mediante la creación, de defectos como hilos para enviar corriente que fluye a través de las tiras de grafeno.

 

Almacenamiento de energía

 

Las aplicaciones de la energía de grafeno son también extraordinariamente ricas. El grafeno de Energía de Texas, consiste en

usar la película para crear ultracapacitators,  para almacenar y transmitir la energía eléctrica. Las empresas actualmente utilizan nanotubos de carbono, para crear la electrónica portátil, ropa con la capacidad de cargar los dispositivos con energía, están comenzando a cambiar el grafeno, que es más delgado y potencialmente menos costoso de producir. Mucha de la investigación emergentes, se dedican a la elaboración de diferentes maneras de producir grafeno rápido, barato y en grandes cantidades.

 

Dispositivos ópticos: las células solares y pantallas táctiles flexibles

 

Un equipo de la Universidad de Cambridge, sostiene en un artículo de septiembre en Nature Photonics, que el 

verdadero potencial de grafeno, reside en su capacidad para llevar a cabo la luz así como la electricidad. Fuerte, sensible a la luz el grafeno flexible, podrían mejorar la eficiencia de las células solares y LEDs, así como ayudar en la producción de dispositivos de próxima generación, como pantallas táctiles flexibles, fotodetectores y láseres ultrarrápidos. En particular, el grafeno, puede reemplazar metales raros y caros, como el platino y el indio, realizando las mismas tareas con mayor eficiencia a una fracción del costo.

 

Física de Altas Energías de partículas

 

En la ciencia pura, de acuerdo con Geim, el grafeno "hace posible, la experimentación con partículas cuánticas, de alta velocidad que los investigadores en el CERN, cerca de Ginebra, Suiza, sólo puede soñar." Debido a que el grafeno, es eficaz sólo en dos dimensiones, los electrones pueden moverse a través de su estructura reticular prácticamente sin resistencia. De hecho, se comportan como partículas en relación de Heisenberg, con una masa efectiva de descanso de cero.

Es un poco más complicado que esto, pero aquí está una explicación rápida. Para tener una masa en el sentido tradicional, los objetos deben tener un volumen; electrones exprimidos a través de grafeno, bidimensional no tienen ni. En otras palabras, las mismas propiedades que hace que el grafeno como un medio eficiente para almacenar y transmitir la energía también demuestra algo fundamental sobre la naturaleza del universo subatómico.

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