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  • Avance tecnológico. La necesidad de producir grafeno en masa

    Ya han pasado unos cuantos añitos desde que se empezó a trabajar con el grafeno y, sin embargo, todavía está muy lejos de extenderse su uso. El problema es que las técnicas de fabricación de este material son todavía demasiado lentas y muy costosas, incluso para su simple estudio en el laboratorio.

    Un nuevo desarrollo coreano podría cambiar radicalmente este panorama. El trabajo, liderado por los doctores Byoung Gak Kim, del Instituto Coreano de Investigación de Tecnología Química, Seok-In Na, de la Universidad Nacional 

     
    Chonbuk, y Han-Ik Joh, del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología, presenta un método mucho más sencillo y barato que los utilizados hasta el momento.
     
    El equipo ha sido capaz de crear unas planchas de carbono a nanoescala basándose en un polímero y con tan sólo dos pasos. Los científicos cubrieron un sustrato con un polímero de carbono (llamado PIM-1, de Polímero de Microporosidad Intrínseca) y lo calentaron a una temperatura de 1.200 grados. El resultado se puede utilizar directamente como célula solar sin necesidad de realizar sobre él ningún proceso ulterior. No una célula solar con un rendimiento especialemente bueno, pero sí al nivel de las células orgánicas. La solución también puede servir a las mil maravillas como semiconductor.
     
    El doctor Han Ik Joh, citado por Phys.org, indica que “se espera que se aplique a la comercialización de materiales de carbono 2D transparentes y conductivos sin dificultad, puesto que este proceso se basa en el proceso de producción continua y en masa de fibra de carbono“.
     
    No es el primer intento de perfeccionar el método de producción de grafeno, como es lógico. ExtremeTech recuerda otros estudios que todavía exploran distintas opciones, como el spray de grafeno directamente sobre un sustrato de base o un método irlandés que se basa en la cinta adhesiva (?). Hasta ahora, sin embargo, ninguno de ellos ha sido capaz de llevarse el gato al agua, no parecen aptos para la producción en masa.
     
    De hecho, la técnica más utilizada en la actualidad para la generación de grafeno es CVD (Deposición Química de Vapor), pero requiere más posproducción que una película de Hollywood y utiliza nada menos que ocho complicados pasos hasta que logra proporcionar el producto final. El método coreano de momento ha logrado llamar la atención de medios especializados como la revista Nanoscale, que le ha hecho un hueco en la portada.
     
    Queda mucho por ver, pero podría ser la puerta de entrada del grafeno en el mercado de consumo.
     
    Fuente: Innovaticias.com
  • Crean en China los primeros teléfonos móviles con grafeno

    El grafeno ayudará a hacer las pantallas más sensibles al tacto y al mismo tiempo prolongarán un 50 por ciento la vida de las baterías.

    Dos empresas chinas, Moxi y Galapad, han anunciado la salida al mercado de los primeros teléfonos móviles que utilizarán grafeno, el nuevo material que agrupa un tamaño microscópico con flexibilidad y una extrema dureza, informó la agencia oficial Xinhua. Los primeros 30 mil teléfonos móviles que incorporan este material, presente en sus pantallas, baterías y sistemas de alimentación, comenzaron a comercializarse este lunes en la ciudad central china de Chongqing, a orillas del río Yangtsé.

    Según los responsables de las firmas, el grafeno, un derivado del carbono con un átomo de espesor y que se considera cien veces más duro que el acero, ayudará a hacer las pantallas más sensibles al tacto y al mismo tiempo prolongarán un 50 por ciento la vida de las baterías.

    Los dispositivos se venden a 2 mil 499 yuanes (unos 400 dólares), utilizan el sistema operativo Android y la integración del grafeno en su construcción se ha conseguido en colaboración con investigadores de la Academia de Ciencias de China, el máximo órgano gubernamental de innovación y desarrollo.

    El grafeno se descubrió en 2004 y su aplicación industrial está siendo investigada por científicos de todo el mundo, aunque China es uno de los países líderes en estos estudios.

    Fuente: Agencias .- INNOVAticias.com



     


     

  • Grafeno, el revolucionario metal del siglo XXI

    Este metal saltó a la fama en 2010 cuando sus creadores, científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido), fueron premiados con el Premio Nobel de Física 'por sus experimentos fundamentales sobre el material bidimensional grafeno'  Read more: http://www.innovaticias.com/innovacion/29164/grafeno-el-revolucionario-metal-del-siglo-xxi#ixzz3S6CvrBVpEste metal saltó a la fama en 2010 cuando sus creadores, científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido), fueron premiados con el Premio Nobel de Física 'por sus experimentos fundamentales sobre el material bidimensional grafeno' Read more: http://www.innovaticias.com/innovacion/29164/grafeno-el-revolucionario-metal-del-siglo-xxi#ixzz3S6CvrBVpSe le conoce por ser flexible, impermeable, transparente, extraordinariamente resistente, abundante, económico y sobre todo, por conducir la electricidad mejor que ningún otro metal conocido. Hablamos del grafeno, una lámina de carbono cuyo espesor puede ser de un solo átomo y que, desde su descubrimiento en 2004 ha conseguido convertirse en el metal del siglo XXI.

    Sus propiedades electrónicas han suscitado un gran interés para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales. Este metal saltó a la fama en 2010 cuando sus creadores, Andre Geim y Konstantin Novoselov, científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido), fueron premiados con el Premio Nobel de Física "por sus experimentos fundamentales sobre el material bidimensional grafeno".

    Está formado por anillos hexagonales de átomos de carbono. Cada capa formada por estos anillos hexagonales tiene una altura de aproximadamente un átomo de carbono por lo que gracias a esta característica se pueden obtener capas de este metal extremadamente delgadas.

    Sus propiedades han sido calificadas como asombrosas por la mayoría de los científicos. Entre las más destacadas se incluyen su resistencia, flexibilidad, su elasticidad y su alta conductividad térmica y eléctrica. Además, el grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo. Hasta el momento, es el único metal conocido que puede combinar todas esas características simultáneamente.

    Existen varias formas de producir grafeno. En la actualidad se comercializa de dos maneras: en lámina y en polvo. La primera de ellas es más costosa pero produce grafeno de mayor calidad. Por su parte, el grafeno en polvo cuenta con un proceso de obtención mucho más barato, pero como consecuencia su calidad es peor ya que renuncia a parte de sus propiedades.

    Por el momento,  son muy pocas las empresas españolas que se están dedicando a la producción y desarrollo del grafeno.  Aún así, su repercusión en el mercado internacional es más que impresionante.

    APLICACIONES DEL GRAFENO

    Si una cosa está clara es que el grafeno es un material fuera de lo común. Por sus propiedades, podría servir como material para la fabricación de aviones satélites espaciales o automóviles. También sería útil a la hora de construir edificios ya que los podría hacer más resistentes.

    Pero sin duda, el campo en el que más ha destacado este material a lo largo de los últimos años es en el de la electrónica, donde gracias a su capacidad para almacenar energía consigue que por ejemplo, las baterías de nuestros teléfonos tengan una mayor duración y un menor tiempo de carga.

    Además de permitir baterías más ligeras y con más capacidad, sería posible cargarlas en minutos en lugar de las horas que se necesitan ahora.  Una empresa que ya lo ha conseguido ha sido ZAP&GO. Esta startup ha creado un cargador que permite cargar una batería de unos 1.500 mAh en tan sólo 5 minutos.  

    Dada su transparencia y buena conductividad, el grafeno se puede emplear en la fabricación de pantallas táctiles flexibles de dispositivos electrónicos ya que es capaz de producir electrones sin apenas calentarse en el proceso.
    Este material también permitirá construir ordenadores muchos más rápidos mediante el desarrollo de microprocesadores con transistores de grafeno. El secreto de la alta velocidad está en estos transistores, cuánto más pequeños sean, más rápido ira el ordenador, ya que la distancia que tienen que recorrer los electrones cuando los atraviesan es mucho más pequeña.

    Uno de los primeros en desarrollar circuitos y dispositivos electrónicos de grafeno ha sido el equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Su primer
    prototipo de transistor de grafeno de bajo coste fue resentado en la reunión anual de la Sociedad Americana de Física en marzo de 2009 y, desde entonces, se han producido avances de muy importantes.

    Sus ventajas son prometedoras también para el sector de la generación y almacenamiento de energía. Uno de los mercados que ha sabido sacar provecho de este material ha sido el automovilístico. Las baterías de grafeno parecen una realidad cercana y capaz de acabar con los mayores problemas que plantea el coche eléctrico.

    Uno de estos problemas es, sin duda, la duración y autonomía de la batería, ya que en la actualidad las baterías usadas son de ion de litio. Este material hace que los coches tarden varias horas en recargarse. Este problema se ha acabado con el descubrimiento de la batería de polímero de grafeno desarrollada por la empresa española Grafhenano y la Universidad de Córdoba. Esta batería pesaría la mitad que las baterías a las que estamos acostumbrados, su coste de producción sería bastante menor, ofrecería una autonomía de 1.000 kilómetros y se cargaría en tan solo 8 minutos.

    El sector de las energías renovables también se vería beneficiado por este material ya que el grafeno puede desarrollar placas solares ligeras, flexibles y baratas gracias a las investigaciones de varios científicos que han demostrado que este metal es capaz de convertir un fotón en múltiples electrones capaces de conducir la energía eléctrica.

    Una de las aplicaciones que más ha dado que hablar es aquella que permite la desalinización del agua mediante el grafeno. Investigadores del MIT lograron en su día, purificar el agua de una manera mucho más eficiente que la que se utiliza en la actualidad. Para ello utilizaron láminas de grafeno perforadas con agujeros a los que se añadieron otros elementos que provocaron que los bordes de estas aperturas interactuasen químicamente con las moléculas de agua.

    En estos últimos años también han sido muchos los que han decidido investigar sobre las propiedades antibacterianas de este material. Un ejemplo de ellos son los trabajos realizados por los investigadores del Instituto de Física Aplicada de Shangai que descubrieron en su experimento que el grafeno podría utilizarse para vendajes, envases para alimentos o para fabricar prendas de vestir y calzado sin olor.

    Las puertas abiertas sobre sus aplicaciones son, sin duda, infinitas. Y, por todo ello, y gracias a sus increíbles propiedades, el grafeno se presenta como un gran candidato para ser el metal de este siglo.

     

    EP - INNOVAticias

     

  • La innovación del día. Baterías de grafeno, la solución para el coche eléctrico

    Las baterías de grafeno parecen una realidad cercana y capaz de poner fin a los mayores problemas que plantea el coche eléctrico.
     
    Autonomía, peso, tiempo de recarga o precio, todo está bajo el control de este milagroso material derivado del carbono.
     
    A cualquiera que se le pregunte sobre los quebraderos de cabeza típicos de los vehículos eléctricos, sin duda, mencionará el peso de las baterías, el tiempo de carga y la autonomía. Tres cuestiones que todavía hoy hacen que este tipo de coches -salvo excepciones- no puedan competir con los de motor de combustión. Pues bien, parece que el grafeno está dispuesto a dar un giro de 180 grados a la situación.
     
    El grafeno es un material descubierto hace pocos años por los doctores de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov en la universidad de Manchester, que bien les valió para lograr el premio Nobel de Física en 2010. Y no es para menos, ya que es ligero, superconductor y muy resistente. Este material lo tenía todo para revolucionar el mundo de las baterías, sin embargo, todavía existía un problema: su incorporación a la producción en masa. Problema que, cuenta El Mundo, la empresa española Graphenano ha sabido resolver.
     
    La compañía, ubicada en Alicante, ha dado con la clave para fabricar grafeno a escala industrial y se ha unido a la universidad de Córdoba para conseguir baterías de polímero de este material. Según comenta el vicepresidente de Graphenano todo esto "va a suponer un gran salto adelante para la industria de la automoción, entre otras". De hecho, dos grandes firmas automovilistas alemanas empiezan ya a probar este tipo de baterías en sus coches eléctricos.
     
    Cifras milagrosas
     
    Las baterías de grafeno duran hasta cuatro veces más que las de hidruro metálico y el doble que las de iones de litio. Además, se pueden cargar en apenas ocho minutos, tras los cuales se puede recorrer una distancia de 1.000 kilómetros. Pero no sólo eso, sino que este material reduce a la mitad el peso de las baterías conocidas hasta el momento.
     
    ¿Más ventajas? Según aseguran en Graphenano, este tipo de baterías será hasta un 77% más barato que las de litio y se podrán implementar fácilmente en los dispositivos ya existentes, sin apenas adaptación de las infraestructuras.
     
    Hablar de su implantación a gran escala es todavía difícil. Según parece, la primera fábrica de celdas de polímero de grafeno en España podría empezar a funcionar durante el primer semestre del año que viene. Si a esto le sumamos el hecho de que algunas firmas automovilísticas importantes -sin especificar- ya se muestran interesadas en ello, todo parece indicar que podríamos ver coches beneficiados por las propiedades casi mágicas de este material a medio plazo. Esto supondría un salto importante en la batalla del vehículo eléctrico frente al de motor térmico.
     
    Fuente: Innovaticias.com
     
     
     
  • La innovación del día. Filtros de grafeno para depurar el agua

    Para conseguir filtros de agua más rápidos y duraderos, algunos científicos están considerando el grafeno para su uso como membranas ultrafinas, capaces de filtrar sustancias contaminantes y purificar con rapidez grandes volúmenes de agua.
     
    Las propiedades únicas del grafeno lo convierten en una membrana potencialmente ideal para el filtrado de agua o la desalinización. Pero los intentos de pasar de la teoría a la práctica han estado obstaculizados por un importante inconveniente: fabricar membranas en capas de grafeno de un átomo de grosor es un proceso difícil y que puede desgarrar el material creando agujeros a través de los cuales las sustancias contaminantes pueden pasar.
     
    Ahora unos ingenieros en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) en Tennessee, de la misma nación, y la Universidad Rey Fahd de Petróleo y Minerales, en Arabia Saudí, han ideado un proceso para reparar estos defectos, rellenando las grietas y tapando los agujeros mediante una combinación de técnicas de deposición química y polimerización. El equipo usó después un proceso que desarrolló previamente para crear diminutos poros uniformes en el material, lo bastante pequeños como para permitir el paso de únicamente el agua.
     
    Combinando estas dos técnicas, el equipo de Rohit Karnik ha conseguido preparar una membrana de grafeno sin defectos y bastante grande, del tamaño de una moneda.
     
    En los experimentos, los investigadores bombearon agua a través de una membrana de grafeno tratada tanto con el proceso de sellado de defectos como con el de producción de poros, y comprobaron que el agua fluía a través de ella con un ritmo comparable al permitido por las actuales membranas de desalinización. El grafeno pudo filtrar la mayoría de las sustancias contaminantes de molécula grande.
     
     
     
    www.madrimasd.org - INNOVAticias
     
     
     
  • Las promesas del grafeno

    Llevamos años hablando del grafeno como un material llamado a revolucionar la tecnología, pero esta es una revolución que parece no terminar de llegar y sus altos costes de producción podrían tener parte de culpa.
     
    Pero esto podría estar a punto de cambiar, porque unos investigadores de la Universidad de Glasgow dicen haber encontrado un método 100 veces más económico de producirlo.
     
    El grafeno se produce mediante la deposición química de vapor, un proceso en el que los reactivos se posan sobre una superficie que suele ser de platino, níquel, carburo de titanio o un cobre procesado, materiales que pueden llegar superar los 100 dólares por metro cuadrado. El nuevo método publicado en Nature sin embargo utiliza láminas de cobre sin procesar, cuyo precio cae hasta sólo 1 dólar por metro.
     
    El grafeno producido sobre sustratos de cobre sin procesar, material que ya se utiliza para desarrollar baterías de de iones de litio, no sólo ha demostrado tener una gran pureza, sino que los investigadores han descubierto que tiene unas propiedades eléctricas que lo hacen más adecuado aun para ser utilizado en circuitos y transistores.
     
    Por lo tanto, con esta nueva técnica en la Universidad de Glasgow puede haberse encontrado la manera de crear grafeno de alta calidad con unos costes de producción 100 veces inferiores a los actuales, lo que podría abrirle definitivamente las puertas para ser utilizado masivamente.
     
    Las promesas del grafeno
     
    El grafeno está formado por carbono puro, y sus átomos están dispuestos en un patrón hexagonal similar al del grafino, pero en hojas de sólo un átomo de espesor. Tiene una densidad parecida a la de la fibra de carbono y es cinco veces más ligero que el acero, aunque se considera 200 veces más fuerte. Unas propiedades que le hacen idóneo para múltiples sectores.
     
    Para que nos hagamos una idea de lo revolucionario que está llamado a ser, con el grafeno ya se han conseguido desarrollar desde bombillas más económicas que las LED hasta chalecos antibalas más resistentes que los de kevlar, e incluso podría servir para crear un plasmón de grafeno que podría ser la luz de nuestros próximos gadgets.
     
    Es tan atractivo su futuro que grandes empresas como Samsung, Google o Apple ya están inmersos en una guerra de patentes relacionadas con él. No es de extrañar, pues en los últimos años también se le ha encontrado utilidad para revolucionar las baterías para vehículos eléctricos, acelerar la velocidad de las redes WiFi e incluso para desarrollar procesadores para dispositivos móviles.
     
    www.xataka.com
     
     
  • Pantallas táctiles de grafeno, la innovación del futuro

    La integración del grafeno y otros materiales bidimensionales a la electrónica no será sencilla, a pesar de ser compatibles con los métodos de fabricación.
     
    El mexicano Andrés R. Botello-Méndez reside en Bélgica e investiga al grafeno y otros materiales bidimensionales (2d) para ampliar el conocimiento de sus propiedades físicas y químicas. Y recolecta información que podría aplicarse a corto plazo en la creación de pantallas táctiles o conductores transparentes.
     
    El ingeniero en física industrial por el Tecnológico de Monterrey mencionó que su investigación radica en estudiar materiales con dimensiones reducidas (1d, 2d) desde la perspectiva de la simulación, a través de experimentos por computadora basados, por ejemplo, en el software libre Abinit, con el objetivo de ampliar el entendimiento de las propiedades físico-químicas de estos materiales.
     
    Para ello, el equipo de investigación utiliza la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT por sus siglas en inglés), la cual describe los materiales desde el punto de vista de la mecánica cuántica. La teoría hace vía software la reducción del complicado problema de varios cuerpos al encontrar la densidad electrónica, la cual minimiza la energía potencial que describe el sistema, y que resulta ser su estado fundamental.
     
    Botello-Méndez, integrante de la Red de Talentos, Capítulo Bélgica, dijo, al preguntarle sobre su estancia en el extranjero: “para mí la ciencia no tiene fronteras, es algo que aprendí en San Luis Potosí. Es una actividad humana y colectiva, donde las fronteras tienen poco sentido. La gran parte de mis proyectos siempre son en colaboración con gente en otros países, laboratorios en Brasil, Estados Unidos, India y Europa, y es un orgullo decir que mi formación fue cien por ciento mexicana.”
     
    Además mencionó que el objetivo del equipo de trabajo del Instituto de Materia Condensada y Nanociencias de la Universidad Católica de Lovaina (UcL), donde colabora desde hace cinco años, es crear un catálogo de distintos materiales bidimensionales con diferentes propiedades y agruparlos, para tener un metamaterial (material artificial) con las características deseadas. Agregó que aunque los metamateriales aún no tienen aplicaciones concretas, la investigación puede contribuir a encontrar su utilidad para la sociedad.
     
    La integración del grafeno y otros materiales bidimensionales a la electrónica no será sencilla, a pesar de ser compatibles con los métodos de fabricación. El problema es que éstos presentan propiedades físicas poco convencionales debido a los efectos cuánticos (comportamiento de la materia a escalas atómicas) que en el caso del silicio se han intentado evitar a la hora de hacerlo cada vez más pequeño, precisó Botello-Méndez, doctor por el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT).
     
    El equipo de la UcL, que forma parte del consorcio Graphene Flagship, es una de las iniciativas más importantes en materia de investigación de la Unión Europea, también trabaja las propiedades del nitruro de boro hexagonal, “pariente” cercano del grafeno, y de los dicalcogenuros de metales de transición, con características eléctricas y ópticas distintas.
     
    “Al analizar sus fenómenos cuánticos se podría abrir paso a nuevas y exóticas tecnologías” concluyó el investigador mexicano.
     
    www.dicyt.com - INNOVAticias