{"id":8366,"date":"2013-03-06T07:22:39","date_gmt":"2013-03-06T06:22:39","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=8366"},"modified":"2013-03-06T07:22:39","modified_gmt":"2013-03-06T06:22:39","slug":"%c2%a1la-fisica-%c2%bfhasta-donde-nos-llevara-2","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2013\/03\/06\/%c2%a1la-fisica-%c2%bfhasta-donde-nos-llevara-2\/","title":{"rendered":"\u00a1La F\u00edsica! \u00bfHasta d\u00f3nde nos llevar\u00e1?"},"content":{"rendered":"
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Grafeno el Material del futuro<\/h1>\n

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Hace apenas ocho a\u00f1os que se pudo observar el Grafeno<\/p>\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, m\u00e1s tarde las mallas microsc\u00f3picas y, ma\u00f1ana… \u00bfqui\u00e9n sabe, qu\u00e9 maravillas nos espera? Puede que en unos a\u00f1os el valle m\u00e1s famoso de la era de la inform\u00e1tica tenga que cambiar de nombre. Al norte de California, entre monta\u00f1as y autopistas, una extensa aglomeraci\u00f3n de empresas de nuevas tecnolog\u00edas es conocida como Silicon Valley, en ingl\u00e9s valle del silicio, elemento qu\u00edmico con el que se fabrican los microchips. Pero el futuro, dicen algunos expertos y muchas publicaciones cient\u00edficas, est\u00e1 en los chips de grafeno, un material resistente, transparente y extremadamente flexible.<\/p>\n

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Cient\u00edficos surcoreanos acaban de construir la primera pantalla t\u00e1ctil de este material. Tiene 30 pulgadas y puede doblarse y enrollarse hasta ocupar un espacio m\u00ednimo. IBM, el gigante de la inform\u00e1tica, present\u00f3 este invierno sus primeros chips de grafeno, 10 veces m\u00e1s veloces que los de silicio. Los fabricantes de bater\u00edas para m\u00f3viles anuncian que mejorar\u00e1n su producto gracias a este derivado del grafito, con el que tambi\u00e9n est\u00e1 hecha la radio m\u00e1s peque\u00f1a del mundo, dise\u00f1ada por el Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts (MIT). \u00bfEstamos ante una nueva revoluci\u00f3n que traer\u00e1 ordenadores a\u00fan m\u00e1s r\u00e1pidos y pantallas a\u00fan m\u00e1s peque\u00f1as? \u00bfO hablar del valle del grafeno<\/em> es tan solo fantas\u00eda?<\/p>\n

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Las pantallas del futuro ser\u00e1n flexibles, eso est\u00e1 claro. Los principales fabricantes se afanan en buscar nuevas f\u00f3rmulas, no solo de grafeno sino tambi\u00e9n de tecnolog\u00eda OLED, basada en una capa que emite luz y est\u00e1 formada por componentes org\u00e1nicos (pol\u00edmeros). Tambi\u00e9n se intenta hacer papel electr\u00f3nico<\/em> con \u00f3xidos de metal o variantes del silicio cl\u00e1sico<\/em>, como silicio cristalino o sus combinaciones con el caucho, bastante m\u00e1s el\u00e1stico.<\/p>\n

El instituto de nanotecnolog\u00eda en el que han desarrollado la primera pantalla t\u00e1ctil de grafeno, en la Universidad Sungkyunkwan de Se\u00fal, ha conseguido llamar la atenci\u00f3n de las grandes compa\u00f1\u00edas. El sector est\u00e1 inquieto. Pantallas que se doblan como un papel y que dentro de poco, seg\u00fan James Tour, de la Universidad de Rice (Houston) y uno de los qu\u00edmicos m\u00e1s prestigiosos de la \u00faltima d\u00e9cada, podr\u00e1n enrollarse “hasta formar un peque\u00f1o l\u00e1piz que nos pondremos tras la oreja”. Samsung, l\u00edder mundial en diversas ramas de la industria electr\u00f3nica, ya ha anunciado que en dos a\u00f1os comercializar\u00e1 un artilugio parecido.<\/p>\n

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Qu\u00e9 ocurrir\u00e1 entonces con los netbooks<\/em>, esos peque\u00f1os ordenadores que coparon el mercado all\u00e1por el a\u00f1o 2009, y que nos parec\u00edan el \u00faltimo grito? \u00bfY qu\u00e9 ser\u00e1 del iPad de Apple? En sus cuatro primeros meses de vida, se vendieron m\u00e1s de tres millones de esta tableta ultraport\u00e1til que hace las veces de ordenador y tel\u00e9fono. Pero incluso el gran invento de 2010 dejar\u00eda de tener sentido si sale al mercado una pantalla que pesa menos y que, extendida, es m\u00e1s grande y n\u00edtida, mientras que, enrollada, ocupa mucho menos espacio.<\/p>\n

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Si nuestros abuelos levantan la cabeza en sus tumbas y pudieran contemplar como se env\u00eda por fax un documento, de manera instant\u00e1nea, de un lugar a otro lejano…, y, sin embargo, todo eso nos parece de lo m\u00e1s normal y cotidiano. Seg\u00fan vamos avanzando, \u00bfqu\u00e9 maravillas podremos ver nosotros? La ciencia avanza de manera exponencial y se cumple la ley Moore, cada poco tiempo, lo que hoy es moderno, queda obsoleto y hay que reemplazarlo por algo nuevo menos costoso, con m\u00e1s prestaciones, m\u00e1s barato de fabricar…<\/p>\n

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Por ejemplo, las l\u00e1minas de Grafeno, unque comparte muchas de las propiedades que emocionaron de los nanotubos de carbono hace poco m\u00e1s de una 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. Si unimos a eso que 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. 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 unos 10 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

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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

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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

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. 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