{"id":7004,"date":"2012-07-06T06:41:51","date_gmt":"2012-07-06T05:41:51","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=7004"},"modified":"2012-07-06T06:41:51","modified_gmt":"2012-07-06T05:41:51","slug":"%c2%a1la-fisica-disciplina-maravillosa","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/07\/06\/%c2%a1la-fisica-disciplina-maravillosa\/","title":{"rendered":"\u00a1La F\u00edsica! Disciplina maravillosa"},"content":{"rendered":"
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Grafeno<\/h1>\n
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Primero fueron las mol\u00e9culas de carbono en forma de bal\u00f3n de futbol; luego lleg\u00f3 el carbono enrollado en forma de nanotubos de carbono. Pero lo de hoy es esta malla microsc\u00f3pica.<\/p>\n

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Aunque comparte muchas de las propiedades que emocionaron de los nanotubos de carbono hace una d\u00e9cada, el grafeno es m\u00e1s facil de manipular y fabricar, lo cual le da mayores probabilidades de ser utilizado en laboratorios y aplicaciones pr\u00e1cticas.<\/p>\n

El grafeno es uno de los mejores conductores de calor y de electricidad; su resistencia es 200 veces m\u00e1s que la del acero; es muy duro y muy el\u00e1stico; tan ligero como la fibra de carbono.<\/p>\n

Los cient\u00edficos han fabricado transistores de grafeno y los utilizan para explorar raros fen\u00f3menos cu\u00e1nticos a temperatura ambiente.<\/p>\n

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Haceun par de a\u00f1os, s\u00f3lo un pu\u00f1ado de gente investigaba algo relacionado con el grafeno. En una reuni\u00f3n de la Sociedad Americana de F\u00edsica, celebrada en marzo, se presentaron cerca de 100 papeles relacionados con el material. \u201cEs como descubrir una isla\u201d con varias especies para catalogar y ser estudiadas, manifest\u00f3 Carlo Beenakker, profesor de f\u00edsica te\u00f3rica en la Universidad Leiden, en Holanda.<\/p>\n

Un nanotubo es grafeno enrollado. El grafito, lo que hay en la punta de un l\u00e1piz, est\u00e1 formado por capas de carb\u00f3n apiladas, una encima de otra, como una baraja. Pero por mucho tiempo no se tuvo la destreza para sacar solo una de las cartas de esa baraja.<\/p>\n

Hace 8 a\u00f1os, unos investigadores dirigidos por Rodney Ruoff, un profesor de nanoingenier\u00eda de la Universidad Northwestern, frotaron peque\u00f1os pilares de grafito contra una plaqueta de silicio, lo que caus\u00f3 que se repartieran como una baraja. La t\u00e9cnica sugiri\u00f3 que podr\u00edan producir un grafeno de una sola capa, pero Ruoff no midi\u00f3 el grosor de la hojuela.<\/p>\n

Luego, en 2004, un grupo de investigadores encabezado por el doctor Andre Geim, profesor de f\u00edsica de la Universidad de Manchester, en Inglaterra, desarroll\u00f3 una mejor t\u00e9cnica: pon\u00edan una hojuela de grafito en un pedazo de cinta adhesiva, la doblaban y cortaban, con lo que dividian la hojuela en dos. Doblando y desdoblando repetidamente, el grafito se volvia cada vez m\u00e1s delgado; luego pegaron la cinta en una oblea de silicio y la frotaron. Algunas de las hojuelas de grafito se pegaron a la oblea y eran del grosor de un \u00e1tomo.<\/p>\n

Con este sencillo m\u00e9todo de fabricar grafeno, se comenzaron a hacer todo tipo de experimentos. Por ejemplo: algunos lo emplearon para construir transistores y otros aparatos electr\u00f3nicos.<\/p>\n

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Las hojas de grafeno no son planas, sino onduladas, y medir su grosor es toda una odisea. Los mejores microscopios del mundo pueden notar la presencia de un solo \u00e1tomo, pero usarlos para medir el grosor de cada hojuela de grafeno es terriblemente lento. No obstante, Geim descubri\u00f3 que una hoja as\u00ed de delgada cambia el color de la capa de \u00f3xido de silicio en la superficie de una plaqueta, como el arcoiris que se genera cuando se vierte aceite sobre agua. As\u00ed con una simple ojeada a trav\u00e9s de un sencillo microscopio, los investigadores pueden saber si una hojuela de grafeno tiene m\u00e1s de 10 capas de grosor (amarillo), entre 30 y 40 (azul), alrededor de 10 (rosa) o solo una (rosa p\u00e1lido, casi invisible).<\/p>\n

Pero a\u00fan enfrentan retos: el m\u00e9todo de la cinta adhesiva no permite la producci\u00f3n en masa, al menos no de un modo costeable. Por ello, Walter de Heer, profesor de f\u00edsica del instituto Tecnol\u00f3gico de Georgia, ha refinado una t\u00e9cnica para obtener grafeno del carburo de silicio. Al calentar una plaqueta de este material a 1300\u00baC, los \u00e1tomos de silicio de la superficie se evaporan, mientras que los \u00e1tomos de carbono restantes se reacomodan en grafeno. \u201cEs como cocinar un pavo\u201d, dice De Heer.<\/p>\n

Tambi\u00e9n, los cient\u00edficos han demostrado un fen\u00f3meno conocido como el efencto cu\u00e1ntico Hall, donde la resistencia el\u00e9ctrica perpendicular a la corriente y un campo magn\u00e9tico aplicado saltan entre ciertos valores discretos. El efecto cu\u00e1ntico Hall se ve com\u00fanmente a temperaturas muy bajas en semiconductores, pero con el grafeno ocurre a temperatura ambiente.<\/p>\n

(Originalmente publicado en la revista Popular Mechanics en espa\u00f1ol, edici\u00f3n No. 60\/06, Mayo de 2007.)<\/p>\n

Si hablamos de los nanotubos de carbono, hay que decir que tienen excepcionales propiedades mec\u00e1nicas, t\u00e9rmicas, qu\u00edmicas \u00f3pticas y el\u00e9ctricas, por lo que son un material prometedor para numerosas aplicaciones de alta tecnolog\u00eda.<\/p>\n

En la pr\u00e1ctica, las primeras aplicaciones de los nanotubos de carbono han sido electr\u00f3nicas debido a sus particulares propiedades el\u00e9ctricas, ya que los nanotubos pueden ser met\u00e1licos o semiconductores. Los nanotubos permiten hacer m\u00e1s peque\u00f1os los dispositivos, conducen muy bien el calor y aumentan la vida \u00fatil de los dispositivos.<\/p>\n

\"Nanotubos<\/div>\n

– Los nanotubos, por su car\u00e1cter met\u00e1lico o semiconductor, se utilizan en nanocircuitos:<\/p>\n