Grafeno Cristalizado
Aunque el grafeno está considerado como el "material milagroso" del siglo XXI, todavía se encuentra en una fase temprana de desarrollo. Para satisfacer las necesidades de diversas industrias y aplicaciones, muchas empresas han intentado mejorar sus prestaciones modificándolo con otros nanomateriales. Se trata de materiales tecnológicos que utilizan el grafeno como componente básico; se denominan materiales tecnológicos de grafeno cristalizado porque se han transformado en una estructura cristalina a través de diferentes procesos, como reacciones químicas o tratamiento térmico en condiciones específicas.
Materiales tecnológicos que utilizan el grafeno cristalizado
Nanotubos de carbono
Como probablemente sepa, los nanotubos de carbono son láminas enrolladas de grafeno. La resistencia de estas estructuras está bien documentada, pero hay mucho más que su resistencia a la tracción.
Los nanotubos de carbono tienen una superficie muy grande en comparación con su masa, lo que les confiere unas propiedades únicas en términos de almacenamiento y transferencia de energía.
Grafeno
El grafeno es un material bidimensional, lo que significa que sólo tiene una capa. Además, es el material más fino posible, con sólo un átomo de grosor (un millón de veces más fino que un cabello humano).
El grafeno también es increíblemente fuerte y flexible, a pesar de su delgadez. De hecho, el grafeno puede soportar más de 100 veces más peso que el acero y conducir la electricidad mejor que el cobre.
Fullerenos
Los fullerenos se fabrican en el laboratorio calentando una mezcla del elemento carbono en un cilindro de alta presión. A continuación, los fullerenos se purifican y se separan entre sí. En concreto, pueden utilizarse como catalizadores para reacciones químicas o para fabricar otros materiales.
Se comparan favorablemente con los materiales de grafeno porque tienen una mayor superficie y una menor densidad, lo que les confiere propiedades únicas en comparación con otros materiales de grafeno
Policarbonatos
Los policarbonatos son una clase de polímeros termoplásticos. Son los termoplásticos más utilizados en los plásticos de ingeniería. Los policarbonatos pueden ser transparentes, translúcidos u opacos, según su estructura química y su procesamiento.
También se pueden colorear añadiendo pigmentos como el negro de humo para hacerlos opacos o pigmento blanco para hacerlos más transparentes.
- Los policarbonatos se utilizan en muchas aplicaciones, como productos de consumo (por ejemplo, gafas de sol), aplicaciones eléctricas/electrónicas (por ejemplo, marcos de ventanas conductores) y materiales industriales (por ejemplo, lentes de faros de automóviles).
- Se utilizan para una amplia gama de productos debido a su buena resistencia a la luz, a la radiación ultravioleta y a la intemperie, así como a su baja inflamabilidad y a su elevada resistencia al impacto a bajas temperaturas, en comparación con otros plásticos de ingeniería habituales, como el PEEK o el ABS.
Grafito
El grafito es una de las formas más comunes de carbono, junto con el diamante y el carbono amorfo. Tiene una estructura en capas y es un material muy blando.
El grafito es el segundo mineral más blando de la Tierra, sólo por debajo del talco. Su nombre procede de la palabra griega "graphos", que significa "escribir".
De hecho, se ha utilizado como tinta durante miles de años, ya que fue inventado por los monjes chinos durante la dinastía Han (202 a.C. - 220 d.C.). El grafito se encuentra en la naturaleza en forma de vetas o agregados en rocas como la arenisca, la caliza o el esquisto (¡e incluso en meteoritos!).
Óxido de grafeno
El óxido de grafeno es un derivado del grafeno. Al igual que el grafeno, es una estructura bidimensional de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Sin embargo, tiene un estado de oxidación que lo hace más reactivo eléctrica y químicamente que su material original.
El óxido de grafeno puede producirse calentando el grafito a una temperatura de entre 800 °C y 1000 °C a presión ambiente o a temperaturas más altas con aire comprimido como oxidante.
Puntos cuánticos de grafeno
Los puntos cuánticos de grafeno son nanomateriales semiconductores hechos de grafeno. Tienen unos 2-3 nm de diámetro y pueden prepararse sobre distintos sustratos, como SiO2/Si o TiO2 en presencia de una pequeña cantidad de H2O. El tamaño de los puntos puede controlarse cambiando el tamaño del sustrato.
Grafeno modificado con aminoácidos
Mediante la modificación con aminoácidos, se mejoran las propiedades del grafeno. La combinación de átomos de carbono y nitrógeno puede formar una combinación infinita de compuestos.
De hecho, la ciencia ya conoce más de 150 millones de combinaciones de este tipo, ¡muchas de las cuales nunca se habían sintetizado antes!
Nanoplaquetas
Las nanoplaquetas están formadas por láminas de grafeno. La nanoplaqueta es la forma más pequeña de carbono cristalizado disponible en la Tierra, pero puede ampliarse para producir productos de grafeno de diferentes tamaños.
El grafeno tiene un átomo de grosor, lo que lo hace muy resistente y flexible. Conduce muy bien la electricidad, lo que lo hace útil en varias aplicaciones, como la electrónica y los dispositivos de almacenamiento de energía.
Las nanoplaquetas se utilizan en cosmética porque absorben fácilmente la humedad, lo que hace que la piel se sienta suave y tersa.
También tienen propiedades antibacterianas que ayudan a prevenir los brotes de acné cuando se aplican de forma tópica como ingrediente de cremas o lociones para la piel.
Las nanoplaquetas han resultado eficaces para reducir la inflamación causada por el dolor de la artritis.
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Materiales tecnológicos de grafeno cristalizado
El grafeno es un alótropo bidimensional del carbono con muchas propiedades únicas. El término "grafeno" procede del grafito, nombre común del carbono puro en su forma amorfa (un estado en el que no es cristalino).
El grafeno es un material que se utiliza en muchas aplicaciones tecnológicas diferentes. Puede utilizarse como bloque de construcción para otros materiales, o por sí solo para fabricar fibras ultrarresistentes y pantallas flexibles.
Hay dos tipos principales de grafeno: el grafeno de una sola capa y el grafeno multicapa (bicapa).
En conclusión, se puede ver que el grafeno es un material excelente para su uso en una amplia variedad de aplicaciones tecnológicas. Tiene muchas propiedades que lo hacen útil en el ámbito de la electrónica, como ser flexible y duradero.
Además, existen múltiples formas de producir grafeno a escala industrial, lo que facilita su acceso a empresas de todo el mundo.