Salta el menú de navegació i ves al contingut

EROSKI CONSUMER, el diari del consumidor

Cercador

logotip de fundació

Canals d’EROSKI CONSUMER


Estàs en la següent localització: Portada > Noves tecnologies > Maquinari

Aquest text ha estat traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Grafeno, un material revolucionari per a les noves tecnologies

El recent premi Nobel als descobridors d'aquesta forma bidimensional del grafit ha destapat les seves possibilitats en la fabricació de pantalles i processadors

  • Autor: Per
  • Data de publicació: Dimarts, 16 de Novembre de 2010
img_grafeno portada

La punta d’un llapis està composta de grafit, una forma alotrófica del diamant, elmaterial més dur descrit fins avui. No obstant això, sembla queel grafit cedeix davant la més mínima pressió contra el paper i esdesparrama per la fulla de cel·lulosa. En realitat, ni cedeix ni esdesparrama, sinó que s’exfolia en successives capes fins a la méselemental d’elles, una capa transparent d’un sol àtom degrossor que supera al diamant en duresa, densitat, resistència a la temperatura iconductivitat. És el grafeno, el material a les capes apilades del qual s’ha cridat fins ara grafit. El seu descobriment ha revelat les seves futures i revolucionàries aplicacions tant en la fabricació de pantalles tàctils i solars com en el desenvolupament de processadors fins a cent vegades més potents que els actuals de silici. Els seus descobridors rebran el proper mes el premi Nobel de Física 2010.

Grafit i grafeno

El diamant és la forma
cristal·litzada que el carboni es troba en la naturalesa de manera més estable i
majoritari. Les grans roques de diamant o les petites betes es
aprecien tant per la seva bellesa com per les seves propietats de duresa i
estabilitat davant la temperatura. Els resultats en el tall i en la talla són òptims, per la qual cosa aconsegueix formes d’extrema bellesa que expliquen el seu preu al mercat. També s’usa per tallar altres materials durs, com els metalls.

Si el diamant se sotmet a
condicions
excepcionals de pressió i temperatura -condicionis que solament es
poden aconseguir en un laboratori especial o en les capes més baixes
del subsol-, es transforma en un material negre i rugós, una sort
d’aneguet lleig. Aquest es coneix com a grafit, un alótrofo -una altra forma de presentació- del diamant. Tots dos són carboni,
però la seva estructura és molt diferent.

Les capes apilades de grafeno conformen la massa de grafit

No obstant això, el grafit també té propietats útils per a la indústria, des dels llapis fins als maons i els gresols, sense deixar de costat els elèctrodes, els
pistons o els reactors nuclears. És un excel·lent
conductor elèctric i resulta dur i resistent en determinades
condicions. Alhora, barrejat amb una pasta, té característiques de friabilidad, com en el cas de les puntes dels
llapis, que semblen vessar-se en les fulles i les taquen.

La seva funció consisteix a deixar petites capes de material intricades entre les fibres de cel·lulosa,
de manera que li donen el color característic al paper tacat. Aquestes
capes són piles d’unes altres molt més petites del material
elemental que conforma el grafit: el grafeno. Ho van descobrir fa pocs anys dos científics russos, Andre Geim i Konstantin Novoselov, que experimentaven amb
una punta de llapis a la qual li passaven cinta adhesiva per comprovar la composició del material que es quedava pegat. Les mostres arrencades amb la cinta es van extreure d’aquesta i es van analitzar en microscopis per desvetllar el seu
configuració. Així es van descobrir les successives capes atòmiques
que conformen el grafit.

Es va cridar grafeno a la unitat elemental, que van aconseguir extreure mitjançant mètodes de laboratori per estudiar les seves particularitats. Llavors van confirmar, amb sorpresa, que era un
material nou, més dur que el diamant, transparent però a
la vegada molt dens i un gran conductor de l’electricitat. És a més
un material molt flexible, malgrat la seva duresa, i té una
sèrie de propietats que li fan molt interessant.

Processadors de grafeno

La primera d’elles és que la seva
conductivitat, superior a la del sílice, no desprèn
tant calor davant el desplaçament dels electrons pel seu
superfície. D’això es deriva un dels seus principals usos: com
processador en dispositius informàtics portàtils. Aquests s’han
basat sempre en hòsties de sílice -encara ho estan- i han registrat diversos problemes, sobretot, en
aparells petits com els mòbils i els ordinadors
portàtils. Un d’ells és l’excessiu escalfament per culpa del processador, la qual cosa deriva en pèrdua de
eficiència i desgast dels materials.

De moment, els processadors de grafeno no passen de la fase de laboratori, ja que s’intenta aconseguir un sistema de fabricació eficaç

La segona qualitat notable
del grafeno
està molt relacionada amb la primera: perquè els electrons es desplacin per la seva superfície, es requereix
menys energia de la qual precisa el sílice. Per tant, en un dispositiu
portàtil, un hipotètic processador basat en grafeno aconseguiria un
major estalvi energètic i durada de la bateria, a més d’un
menor escalfament. Al desembre de 2008, IBM va anunciar que hi havia
fabricat i caracteritzat transistors que operaven a freqüències de
26 ghz i, al febrer d’aquest any, la mateixa companyia va assenyalar que la
velocitat d’aquests nous transistors aconseguia els 100 ghz.

Però de moment els
processadors de
grafeno no passen de la fase de laboratori, ja que encara s’intenta aconseguir un sistema de fabricació de capes que
sigui eficaç i sense impureses. Fonts d’empreses
implicades en la seva producció asseguren
que en deu anys poden ser una realitat
, la qual cosa amb tota probabilitat
seria una nova revolució tecnològica. De totes maneres, alguns
experts asseguren que
no seria comparable
a la qual ja va suposar l’aplicació del
sílice
a les tecnologies computacionals.

Pantalles de grossor atòmic

Una altrade les característiques del grafeno que més ha cridat l’atencióés que, malgrat la seva extrema duresa i densitat, sigui un material d’unaflexibilitat extraordinària. Això es deu al fet que és un cristall de lafinura del grossor d’un àtom amb un pes amb prou feines perceptible. Es calculaque una capa de grafeno capaç de cobrir un estadi de futbolpesaria de l’ordre d’un gram. Si a aquesta ductilitat illeugeresa s’uneix la seva elevada conductivitat electrònica, el grafeno es converteixen un gran candidat per a les pantalles dels dispositiusdel futur.

Les sevescaracterístiques de flexibilitat li permetrien plegar-se iestendre’s a gust de l’usuari per mostrar tant una gran pantallaen alta definició com una polsera amb informació, en les sevesmúltiples variants. D’altra banda, combinat amb la coneguda com atintasolar, podria resultar un material adequat per desenvoluparpanells d’energia solar que facilitessin que els dispositius esrecarreguessin a si mateixos, fins i tot en condicions de baixa lluminositat.Una companyia dedicada al desenvolupament de projectes d’energiesalternatives ha rebut ja per part d’una empresa de capital xinès unainversió de 300 milions de dòlars per a recerques ambtinta solar.

Et pot interessar:

Infografies | Fotografies | Investigacions