martes, 5 de octubre de 2010

Premio Nobel de Física 2010 por estudios sobre el grafeno

Red de grafeno. Créditos: The Nobel Foundation.
Una delgada capa de carbón ordinario, de sólo un átomo de espesor, se encuentra detrás del Premio Nobel de este año en Física. Andre Geim y Novoselov Konstantin han demostrado que el carbono, en forma plana tiene propiedades excepcionales que se originan en el mundo notables de la física cuántica.

Lápiz, papel y cinta adhesiva 

El grafeno es una forma de carbono. Como material es completamente nuevo - no sólo el más delgado hasta ahora, sino también el más fuerte-. Como conductor de electricidad funciona tan bien como el cobre. Como conductor del calor supera a todos los materiales conocidos. Es casi totalmente transparente, sin embargo, es tan denso que ni siquiera el helio, el átomo más pequeño de gas, puede pasar a través de él. Siendo el carbono, la base de toda la vida conocida en la tierra, nos ha sorprendido una vez más.

El grafeno se compone de átomos de carbono unidos entre sí en una red plana - similar a una estructura de nido de abeja, pero que solo tiene un átomo de espesor. Un milímetro de grafito en realidad consiste de tres millones de capas de grafeno apiladas una encima de la otra. Las capas están débilmente unidas y son más simples para cortar y separar. Cualquier persona que ha escrito algo con un lápiz ordinario ha experimentado esto.

Geim y Novoselov extrajeron el grafeno de una pieza de grafito, tal y como se encuentra en los lápices ordinarios. Con cinta adhesiva se las arreglaron para obtener un copo de carbono con un espesor de tan sólo un átomo. Esto sucedió en un momento cuando muchos creían que era imposible que tales materiales cristalinos fueran estables.

Cuando la placa se coloca en el microscopio estándar se puede ver un arco iris de colores, similar a lo que se ve cuando se derrama aceite en agua, y así determinar el número de capas de grafeno en las escamas. El espesor de la capa subyacente de dióxido de silicio, a su vez, crucial para revelar el grafeno.


Un juego serio

Sin embargo, con el grafeno, los físicos pueden ahora estudiar una nueva clase de materiales de dos dimensiones con propiedades únicas. El grafeno hace posible, una experimentación que da nuevos giros a los fenómenos de la física cuántica. También una gran variedad de aplicaciones prácticas ahora parecen posible, incluida la creación de nuevos materiales y la fabricación de productos electrónicos innovadores. Transistores de grafeno se prevé sean sustancialmente más rápido que los transistores de silicio de hoy y den lugar a equipos más eficientes.

Dado que es prácticamente transparente y un buen conductor, el grafeno es adecuado para la producción de pantallas tactiles transparentes, paneles de luz e incluso las células solares.

Cuando se mezcla con plásticos, el grafeno puede convertirse en conductor de electricidad, haciéndose más resistentes al calor. Esta resistencia puede ser utilizado en nuevos materiales súper fuertes, que también son delgados, elásticos y ligeros. En el futuro, los satélites, aviones y automóviles pueden ser fabricados con nuevos materiales.

Los galardonados de este año han estado trabajando juntos durante mucho tiempo. Konstantin Novoselov, de 36 años, trabajó por primera vez con Andre Geim, de 51 años, como estudiante de doctorado en los Países Bajos. Ambos originalmente estudiaron y comenzaron su carrera como físicos en Rusia. Ahora ambos son profesores de la Universidad de Manchester.

Alegría es una de sus señas de identidad. Con los bloques de construcción que tienen a su disposición pueden crear algo nuevo, inclusive con sólo permitir que sus cerebros serpentear sin rumbo. Uno siempre aprende
algo en el proceso y, quién sabe, incluso se puede ganar un premio. Ese fue el caso hace siete años cuando se creó una super cinta adhesiva inspirada en el lagarto gecko con la capacidad de pegarse incluso a los más materiales más suave. Andre Geimm gano el premio Ig Nobel en el año 2000 por una rana levitando destinada a "Hacer reír a la gente primero y pensar en segundo lugar". Ahora, con el grafeno, Andre Geim y Novoselov Konstantin se han escrito en los anales de la ciencia.

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