El Grafeno Una Aventura Espacial.docx

EL GRAFENO UNA AVENTURA ESPACIAL

En un lugar muy lejano y muy cercano a la vez en tiempos más allá del pasado y del futuro en el reino de la Reina Materia cuyo reinado se extendía hasta los lugares más remotos y exóticos del universo, era un inmenso reino por lo que era necesario dividir el reino en tres subreinos de acuerdo a sus características Físico químicas: El reino de los metales quienes eran muy sensibles a los cambios de temperatura, el reino de los aislantes que por el contrario por su baja sensibilidad a los cambios de temperatura a menudo eran requeridos en lugares fríos y gobernados por la elegante Reyna diamante conocida por su por su gran dureza e inmensa riqueza que había heredado, y un tercer reino que vivía entre los conductores y los aislantes, el reino de los semiconductores que tenían un comportamiento extraño, cuando hacía mucho frio estos se aferraban al reino de los aislantes y si hacía mucho calor al reino de los conductores. De acuerdo a la teoría de bandas los electrones ubicados en la banda de valencia podían saltar a la banda de conducción cuando adquirían suficiente energía poseyendo los electrones cierta movilidad. En este último reino existía un pueblo pequeño llamado Villa Carbono en el cual muchos forasteros pasaban desapercibido y que era la ciudad natal de la Reyna diamante y que muchos se negaban a creerlo, pariente de uno de los humildes pobladores del lugar el señor grafito que trabajaba en las minas de lápices y colores solo para consevar su importancia y mantener su dignidad. La diferencia entre estas sustancias estriba en la estructura o geometría en la que se organizan los átomos de este elemento a lo que se denomina alotropía. En uno de los lugares más hermosos del universo: la Tierra llamado “jardín del universo” se paseaban unos señores colosales denominados por los terrícolas Físicos cuyo fin era el de entender a la sabia naturaleza y que entre muchos de sus recorridos intelectuales conocían la disposición de los átomos en los cristales del grafito y decidieron viajar al reino (Físicos como Wallace y Landau) para intentar realizar una prueba teórica y experimental que se había quedado rezagado hasta ese entonces y que consistía en convertir al grafito, de un frágil material en un material sin precedente alguno con cualidades extraordinarias, sabían que dentro de él estaba el secreto y para lograrlo tenían que dividir a grafito en láminas muy delgadas a este proceso los físicos lo llaman exfoliación, estas laminas que conformaban al Grafito estaban unidas por enlaces intermoleculaes muy débiles llamados Vander Walls pero estas capas a la vez tenían enlaces de carbonos fuertemente ligados formando una especie de un panal de abejas, a pesar de todo no era fácil convencer a cualquiera diciéndole que para relevar tu importancia tienen que cortarte en filetes muy delgados y mucho menos a grafito que era muy frágil; estudiando la manera de sepáralo e intentándolo sin éxito se dieron cuenta que era termodinámicamente inestable realizar este proceso, regresaron a la tierra y lo publicaron en 1946 indicando que su producción real era imposible y grafito se deprimió tanto que su nombre no se pronunció durante treinta años terrestre. Ya en 1970 unos físicos peregrinos al pasar por el reino se toparon con grafito para decirle que tenían un método para hacerlo importante y grafito en su larga depresión exclamo hagan con migo lo que quieran al menos serviré más muerto que vivo, entonces los físicos procedieron y empezaron a crear epitaxialmente monocapas de grafito encima de otros materiales llamados sustratos que

posteriormente en 1987 se le llamo “Grafeno epitataxial” y bueno se fragmentaron a grafito en favor de la ciencia al regresar a la tierra los físicos explicaron a sus colegas como sigue: “El Grafeno abtenido estaba constituido por una monocapa de átomos de carbono una red hexagonal unidas por enlaces sp similar al Grafeno libre. Sin embargo, hay una transferencia significativa de carga desde el grafeno epitaxial hacia el sustrato, y, en algunos casos, hibridadcion entre los orbitales del sustrato y los orbitales π del grafeno, la cual altera significativamente la estructura electrónica del grafeno epitaxial”(Asdrúl Valencia Giraldo,2010). En resumen se obtuvo un grafeno muerto. Casi treinta años después, en el año 2004 terrestre, unos exploradores terrícolas llamados Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov que caminaban en el reino de la Reina materia tratando de reclutar finas láminas de conductores para trabajar en algunas aplicaciones tecnológicas especialmente en la nanoelectronica peganban publicidad por todas partes del reino llegando a Villa Carbono en donde escucharon lo que le paso a Grafito y fueron a visitar al senil Grafito quebrado en su tristeza mencionaba “no comprenden mi naturaleza, no me entienden y cada vez que llegan ustedes los Físicos me quitan parte de mi razón de ser” conversaron por un largo tiempo las anécdotas que le había pasado y por cuestiones del destino la sorpresa que nos da la vida en el momento menos esperado sin darse cuenta grafito se había apoyado en la cinta adhesiva “Scotch” que llevaban los exploradores, al retirar la cinta cuidadosamente los terrícolas se miraron entre si y buscaron desesperadamente entre sus muchos instrumentos que llevaban una sustancia química llamado oxido de silicio que gracias a sus características relacionadas con la luz y sus espectros permite que el grafeno se ha visible en un microscopio óptico ya que era demasiado delgado, al realizar este procedimiento surguio lo inesperado Grafeno libre al fin!! el personaje más esperado había surgido tenía unas cualidades extraordinarias que luego fueron estudiadas por dichos personajes, grafito en su inmensa sorpresa dijo emocionado “no solo me siento impresionado por el potencial que he guardaba dentro de mi durante tanto tiempo sino que me regalaron un primogénito con cualidades que jamás me imaginaria”, agradecía grafito. Esta noticia remeció en los tres reinos ya que el grafeno superaba casi todas las cualidades de estos materiales, la reina Diamante podía ser superado en su resistencia, era muy flexible, transparente, buen conductor. Es muy ligero 5 veces más que el aluminio, 200 veces más fuerte que el acero, tiene una resistividad baja (apenas se calienta al transportar corriente) lo que mantenía absorto a los semiconductores ya que esta era una de sus desventajas en el mundo de la tecnología. Desde su nacimiento en 2004 fue centro de atención de muchos científicos que no dejaron de estudiar sus diferentes cualidades atractivas como se menciona a continuación.

Caracterisiticas y propiedades.

EL grafeno presenta propiedades que corresponden a los metales. Se comporta como semiconductor gap superficial. Esto permite que los conductores de carga puedan ser modulados continuamente convirtiendo al grafeno en un excelente conductor. (Carlos Jorge Saldivar Larre, 2008). Los electrones en el grafeno se comportan como partículas sin masa en reposo y viajan a 106 m/s por lo tanto requieren ser descritas como partículas relativìsticas llamadas fermiones de Dirac carentes de masa. Estas partículas pueden ser visualizadas como electrones que han perdido su masa en reposo o como neutrinos que adquirieron la carga electrónica. Esto les da mayor velocidad. (R Gómez Puerto, 2010). Cada capa de anillos hexagonales del grafeno tiene una altura aproximadamente de un sólo átomo de carbono. Estas dimensiones permiten obtener capas de grafeno extraordinariamente delgadas, proporcionando flexibilidad y transparencia al material. (Augustin Arnedo, 2012). En el grafeno, los electrones o huecos se comportan como partículas que se mueven a una velocidad constante, viajando distancias del orden de micras (1×10-6m) sin sufrir dispersión, esta característica lo convierte en un material óptimo para la producción de transistores con señales rápidas y eficientes. (Imanol Gaskue, 2012).