Hilo de GRAFENO – el material del futuro

Johngo

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NOTA: Consigno esto por separado porque va a traer muchos foros y comentarios años delante. Vds. se deben hacer una pregunta que dejo picando ¿Qué banco posee la mayor cantidad de empresas que tiene este material?
Esto ya lo habíamos puesto el 2 de Junio del 2013 – TECNOLOGIAS (Hilo) – pagina 36.

UN MATERIAL DESATA UNA FIEBRE DE ORO CIENTIFICA



CAMBRIDGE, Inglaterra— Una sustancia 200 veces más fuerte que el acero pero tan delgada como un átomo ha desatado una fiebre del oro científica, que ha llevado a empresas y universidades de todo el mundo a comprender, patentar y obtener ganancias del pariente más flaco y glamoroso del lápiz mina.

El material se llama Grafeno y, para demostrar su potencial, Andrea Ferrari tomó hace poco una lámina de plástico claro, la dobló y luego presionó teclas invisibles, lo que generó un tintineo de notas musicales.

El teclado fabricado en el laboratorio de Ferrari, en la Universidad de Cambridge, se imprimió con un circuito de grafeno, que es tan dúctil que los científicos predicen que hará realidad los sueños de tener teléfonos flexibles y diarios electrónicos que se pueden doblar y guardar en el bolsillo. Es el material más delgado que se conoce, pero es sumamente fuerte, liviano y flexible. Es excepcional para conducir electricidad y calor así como para absorber y emitir luz.

Los científicos aislaron el grafeno hace apenas una década, pero algunas empresas ya lo están incorporando a sus productos. Head NV HEDYY lanzó una raqueta de tenis con grafeno este año, mientras que Apple Inc., AAPL -0.95% Saab AB SAAB y Lockheed Martin Corp. LMT solicitaron o recibieron hace poco patentes para utilizar el material. "El grafeno es la misma clase de material, como el acero o el plástico o el silicio, que realmente puede cambiar la sociedad", afirma Ferrari, quien encabeza un grupo de unos 40 investigadores que estudian el material en Cambridge.

Pero hay obstáculos en el camino. El grafeno sigue siendo demasiado costoso para el mercado masivo, no es compatible con algunos circuitos de chips de computadoras y los científicos aún intentan encontrar mejores usos.

"El grafeno es una tecnología complicada de distribuir", reconoce Quentin Tannock, presidente de la junta directiva de Cambridge Intellectual Property, una firma de investigación del Reino Unido. "La carrera por encontrar valor agregado es más parecida a una maratón que a una prueba de velocidad".

El interés en el grafeno explotó desde 2010, cuando dos investigadores ganaron un Premio Nobel por aislarlo. Científicos de empresas y universidades se apresuran a patentar un amplio rango de posibles usos.

Apple, por ejemplo, presentó una solicitud para patentar "disipadores de calor" de grafeno para aparatos móviles. Saab pidió la patente de circuitos de calefacción de grafeno para derretir el hielo de las alas de un avión mientras que Lockeed Martin obtuvo este año una patente en EE.UU. para una membrana de grafeno que filtra la sal del agua marina usando poros microscópicos.

También se han solicitado patentes para usar grafeno en chips de computadoras, pilas, pantallas táctiles flexibles, aparatos de secuencia de ADN y membranas para destilar vodka.

Hasta mayo, había 9.218 solicitudes de patentes presentadas en todo el mundo, según Cambridge Intellectual. En los últimos cinco años, la cantidad de solicitudes creció más de cinco veces, agregó la entidad. Muchos pedidos de patente parecen legítimos, pero algunos podrían ser especulativos o quizás señuelos para confundir a los rivales, señala Tannock, de Cambridge Intellectual.

La mayor promesa del grafeno a corto plazo se relaciona con los electrónicos de alta velocidad y los circuitos flexibles como el del teclado de Ferrari, debido a la demanda prevista para usarlo en pantallas flexibles. Empresas como la surcoreana Samsung Electronics Co.y la finlandesa Nokia Corp. NOK1V.HE solicitaron patentes para varios usos de grafeno en aparatos móviles.

Una de las áreas más populares es la tinta de grafeno que se usa para circuitos, que un puñado de empresas comenzó a vender.

La alemana BASF SE experimenta con tinta de grafeno para imprimir circuitos flexibles en tapicería que pueden calefaccionar asientos de autos, lo que podría llegar al mercado en pocos años, afirman.

El grafeno tiene sólo dos dimensiones. En un estudio publicado hace cinco años, investigadores de la Universidad de Columbia concluyeron que era el material más fuerte que haya sido medido y calcularon que haría falta que un elefante se balanceara sobre un lápiz para romper una delgada lámina de grafeno.

Un problema de costos

El circuito de grafeno promete, a la larga, ser más barato que los materiales conductores como el cobre y la plata porque puede fabricarse con grafito —el abundante material de una mina de lápiz— y ser creado al combinar ciertos gases y metales, o sintetizado a partir de fuentes de carbono sólido.

Un factor que frena su avance es el costo. Algunos proveedores de EE.UU. están vendiendo una capa de grafeno sobre papel de cobre por unos US$60 la pulgada cuadrada.

"Debería salir alrededor de un dólar por pulgada cuadrada para aplicaciones de electrónicos de alta gama como transistores rápidos, y menos de 10 centavos de dólar por pulgada cuadrada para las pantallas táctiles", estima Kenneth Teo, director de la unidad en Cambridge de la alemana Aixtron SE, AIXA.XE que fabrica máquinas para producir grafeno.

El material también tiene una desventaja significativa: no puede usarse fácilmente con un interruptor. International Business Machines Corp. IBM era optimista inicialmente sobre el uso de grafeno en chips de computadora pero descubrió que los electrones viajan demasiado rápido en el material, lo que dificulta convertir corriente en los "unos" y "ceros" del código digital.

Laboratorios en todo el mundo intentan solucionar el problema. Pero por ahora, "no creemos que el grafeno vaya a reemplazar al silicio en los microprocesadores", indica Supratik Guha, director de ciencias físicas de la unidad de investigación de IBM, quien afirma que sigue siendo un gran defensor del grafeno. IBM es uno de los mayores solicitantes de patentes del material.

Carrera global

El grafeno aún podría seguir el camino de otros materiales que no cumplieron con la promesa que representaban, como los superconductores de alta temperatura, que en 1987 llevaron a un Premio Nobel y una avalancha de patentes, para luego quedar en la nada.
Sin embargo, los científicos están entusiasmados.

En 2012, se publicaron 45% más trabajos sobre grafeno que en 2011, según Web of Science de Thomson Reuters, un índice de publicaciones especializadas.

Es una carrera global: hasta mayo, entidades chinas habían presentado la mayor cantidad de solicitudes acumuladas de patentes de grafeno, seguidas de postulantes de EE.UU. y Corea del Sur, según Cambridge Intellectual. Samsung fue la compañía que realizó la mayor cantidad de peticiones, seguida por IBM.

Algunas de las patentes se han convertido en productos. Vorbeck Materials Corp., de Jessup, Maryland, fabrica una tinta de grafeno que afirma se está usando para imprimir circuitos de envoltorios anti-robo en tiendas de EE.UU., que prefirió no nombrar.

Bluestone Global Tech Ltd., una empresa del estado de Nueva York, fabrica láminas de grafeno que, sostiene, envía a clientes en EE.UU., Singapur y China. "En seis meses, el grafeno se usará para pantallas táctiles en teléfonos celulares disponibles comercialmente", predice Chung-Ping Lai, su presidente ejecutivo.

FUENTE: http://online.wsj.com/article/SB10001424127887324009304579043223095101220.html?mod=WSJS_inicio_MiddleFirst

GRAFENO
http://landings.igdigital.com/ad-ar-grafeno?gclid=CJuOgvyoxbcCFWIV7AodXAoAhA

WIKIPEDIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Grafeno
 

Johngo

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Comienza la era del grafeno

Con la aportación de 10.000 millones de euros destinados al fondo para investigaciones de la Unión Europea, podemos decir que comienza la era del grafeno, un nuevo material que posibilita no sólo la transparencia y elasticidad de los nuevos dispositivos multi media, sino que pueden transformar la industria de numerosos objetos cotidianos.



El grafeno es un material compuesto por carbono puro dispuesto en moléculas en un patrón regular formado por hexágonos, muy similar al grafito, de hecho, se puede considerar a éste como un cúmulo de láminas de grafeno. Del grosor de 1 átomo, una lámina de 1 m2 pesa tan sólo 0,77 mg. Su dureza es superior al acero y también su flexibilidad. También tiene una alta conductividad térmica y eléctrica. En el año 2010 le valió el Premio Nobel de Física a los dos desarrolladores de este material, Andrey Gueim y Konstantin Nokosiólov.

Breve repaso de sus propiedades y aplicaciones:


Flexibilidad, transparencia, autoenfriamiento, alta conductividad, elasticidad y dureza (casi como el diamante), reacciones químicas positivas con otras sustancias, así que lo convierte en un magnífico elemento de desarrollo para la creación de nuevos compuestos. Soporte de radiación ionizante, ligero como la fibra de carbono pero más flexible, se calienta menos al conducir los electrones, consume menos electricidad que el silicio, genera electricidad al ser alcanzado por la luz, dispone de alta superficie/volumen, característica propicia para convertirse en un supercondensador de magníficas prestaciones. Se puede manipular para que no repela el agua. En caso de pequeñas roturas se autorepara, simplemente con la atracción de las moléculas lesionadas hacia los átomos libres.



Teóricamente las posibilidades del grafeno son infinitas. Actualmente se están desarrollando preservativos con este material, gracias a una generosa donación de Bill y Melinda Gates de 100.000 dólares al Instituto Nacional de Grafeno de Manchester. Combinado con el látex, proporcionaría más sensibilidad y resistencia.
Pero es en el campo de la electrónica donde podremos comprobar el “efecto grafeno”. Sus propiedades mejoran el funcionamiento del silicio y puede reducir el tamaño de los circuitos integrados. Aunque ciertos expertos opinan que es pronto para saber si reemplazará al silicio como componente único. Lo cierto es que reduce el ruido y mejora la conductividad. Otra característica que los científicos deben resolver es la carencia de banda de resistividad, es decir, no deja nunca de conducir electricidad, pero seguramente lo resuelvan en poco tiempo.

La producción del grafeno es actualmente escasa. Sólo algunas empresas como IBM, pionera en su fabricación y desarrollo, otros laboratorios en EE.UU., Rusia, Holanda, Reino Unido, China y Alemania están capacitados para su fabricación, pero lejos todavía de producirlo en cantidades industriales. Aún queda por decidir cuál será la materia prima para su conversión. Se ha probado con azúcar a 800º, pero todavía no es algo seguro. En España existen varias empresas que dedican al grafeno un amplio estudio. GRAnPH Nanotech, Graphenea y la Universidad de Granada, son tres de los grandes centros que dedican esfuerzos en el desarrollo de este increíble material, sin duda nuestro acompañante para la tecnología 5G. Esa lámina que podemos plegar y guardar en el bolsillo y utilizar como una tablet en cualquier momento, está al doblar la esquina.

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Tizo

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Ya falta menos para que no sea necesario enviar un nanosubmarino tripulado por Stephen Boyd, Arthur Kenned y Raquel Welch para salvar a un enfermo. Todavía en fase inicial muy experimental, el objetivo es enviar drones cargados con el fármaco recetado para bombardearlo in situ. Es lo que va de la película de 1966 a la investigación en 2014.

El Viaje Alucinante a través del sis*tema san*guíneo ha pa*sado de la fic*ción del cine a la realidad del la*bo*ra*torio gra*cias al es*pec*ta*cular salto del I+D+i. Entre los grandes avances de la úl*tima dé*cada está el gra*feno, un ma*te*rial co*no*cido teó*ri*ca*mente desde el siglo XIX pero ais*lado y pro*du*cido en la*bo*ra*torio en 2004. De pro*pie*dades ver*sá*tiles por su du*reza, elas*ti*ci*dad, trans*pa*rencia y con*duc*ti*vi*dad, el gra*feno es car*bono puro en forma de cristal del*ga*dí*simo con apli*ca*ciones casi in*fi*ni*tas, de la energía y la mi*cro*elec*tró*nica a la ae*ro*náu*tica y bio*tec*no*lo*gía.

Sus desa*rro*lla*dores en la Universidad de Manchester, Andre Geim y Konstantin Novoselov, fueron ga*lar*do*nados en 2010 con el Premio Nobel de Física. Y desde 2013, la UE está apa*dri*nando y sub*ven*cio*nando más de 200 pro*yectos de apli*ca*ciones del gra*feno. Ahí es donde en*tran Barcelona y San Sebastián, que al*bergan al*gunos de los es*tu*dios más sig*ni*fi*cados ci*tados en un re*por*taje de Oliver Staley en la agencia Bloomberg este fin de se*mana.

Esos pro*yectos están in*te*grados en el am*bi*cioso pro*grama Graphene Flagship de la UE, que pre*tende in*vertir mil mi*llones de euros en diez años como una de las ver*tientes más avan*zadas que se haya aco*me*tido nunca en la in*ves*ti*ga*ción eu*ro*pea. Lo coor*dina y ges*tiona el pro*fesor Jari Kinaret, de la Universidad de Chalmers, Suecia.

Escribe Staley: “Aplicaciones de largo al*cance po*drían in*cluir un sis*tema de ropa que ge*ne*rara elec*tri*cidad para cargar las ba*te*rías de tus apa*ratos elec*tró*nicos mien*tras ca*mi*nas; o un cha*leco an*ti*balas de gra*feno y un sus*ti*tuto del alu*minio en los avio*nes, mucho más li*gero y op*ti*mi*zador de ener*gía. Se puede usar para re*em*plazar el óxido del ele*mento indio como com*po*nente de la pró*xima ge*ne*ra*ción de te*le*vi*sores y pan*ta*llas elec*tró*ni*cas, dice Amaia Zurutuza, di*rec*tora cien*tí*fica de Graphenea, una em*presa de San Sebastián que pro*duce el ma*te*rial. Graphenea, que re*cibe fi*nan*cia*ción de Flagship, tam*bién está mez*clando gra*feno con óxido de alu*minio para fa*bricar ce*rá*mica extra dura para usarla en ma*qui*naria de pre*ci*sión”.

Y con*ti*núa: “Cuatro pro*yec*tos, que han re*ci*bido más de un mi*llón de eu*ros, se están desa*rro*llando en el Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona. Un grupo hace cá*maras de vi*sión noc*tura con gra*feno. Puesto que el ma*te*rial ab*sorbe mucho la luz, una cá*mara de gra*feno puede ‘ver’ en la os*cu*ridad con más efi*cacia que otros tipos de vi*sión noc*turna, dice Frank Koppens, pro*fesor del ins*ti*tuto. ‘El gra*feno ab*sorbe la luz de cual*quier lon*gitud de onda y puede ver en el es*pectro in*fra*rrojo y ul*tra*vio*leta. Un león o una ser*piente tam*bién pueden hacer eso, pero no el ser hu*ma*no”.

Con cá*maras noc*turnas fa*bri*cadas en gra*feno se po*drían pro*yectar imá*genes real*zadas de una ca*rre*tera. Se ve*rían en el pa*ra*brisas mien*tras uno con*duce por la noche y así au*men*taría la se*gu*ridad viaria en la os*cu*ri*dad. Ya se está tra*ba*jando en el pro*to*tipo.

Muchos más equipos de in*ves*ti*ga*dores están en ello en toda Europa. Los drones para me*di*ci*nas, pre*ci*sa*mente en Manchester. En Cambridge, la em*presa Novalia mezcla el gra*feno con tinta para rea*lizar posters y pa*quetes con mú*sica: cuando se toca el di*seño con gra*feno, envía por blue*tooth una señal al Smartphone. También en Cambridge, la com*pañía Plastic Logic está fa*bricndo pan*ta*llas de or*de*na*dores con gra*feno: se pueden do*blar como el pa*pel.

Pero pese a los es*fuerzos eu*ro*peos, va por de*trás de EEUU y Asia en esto del gra*feno. China había pre*sen*tado hasta 2013 más de 1.500 con*juntos de pa*ten*tes, y EEUU más de 1.100, mien*tras Europa apenas lle*gaba a las 500. Como dice Kostantin Novoselov, uno de los pa*dres del gra*feno, “Europa ne*ce*sita hacer algo con la in*no*va*ción. Necesitamos crear un clima para es*tu*diantes y para des*pués de doc*to*rarse, para que se de*cidan a se*guir el ca*mino de la in*no*va*ción tec*no*ló*gi*ca”.
 

droblo

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Científicos de la universidad británica de Cambridge han logrado activar ciertas propiedades que convierten al grafeno en un material superconductor, capaz de transportar corrientes eléctricas sin resistencia alguna, según un trabajo que publicó ayer la revista Nature Communications.

Desde el descubrimiento en 2004 del grafeno, un material con propiedades singulares que promete revolucionar diversos ámbitos de la tecnología, los científicos han buscado el modo de utilizarlo como un superconductor, es decir, ser capaz de conducir una corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía (a diferencia, por ejemplo, de un cable de cobre, que se calienta por la resistencia que ofrece el metal al conducir la energía).

El grafeno está formado a partir de una única capa de átomos con sorprendentes propiedades mecánicas, ópticas y eléctricas. Destaca por su alta dureza, su transparencia y su flexibilidad, y sus aplicaciones alcanzan sectores tan diversos como la informática, la telefonía móvil, las soluciones energéticas y la industria alimentaria.

La propiedad superconductora del grafeno abre nuevas posibilidades prácticas para ese material, que podría utilizarse en circuitos de computadoras cuánticas de alta velocidad, entre otras cosas; según publicaron investigadores de la Universidad de Viena hace unas semanas, el grafeno es capaz de conducir mil veces más corriente que un material convencional sin sufrir daño.

Angelo Di Bernardo y Jason Robinson, investigadores del Centro para el Grafeno de Cambridge, han alcanzado ese objetivo uniendo el material con otra sustancia, óxido de cerio con praseodimio (PCCO, en inglés)."Desde hace mucho tiempo se había postulado que, bajo las condiciones adecuadas, el grafeno debía registrar una transición hacia la superconducción", afirma Robinson en un comunicado de la universidad.

Hace un año científicos japoneses de la universidad de Tokio lograron comprobar la superconductividad del grafeno, pero enfriándolo a 269 grados bajo cero yuniendo grafeno con otros metales, una técnica que, sin embargo, no demostraba que el propio material estuviera transmitiendo electricidad sin resistencia. "Poner el grafeno sobre un metal puede alterar de forma dramática sus propiedades y hacer que se comporte de un modo distinto al esperado. Pero lo que vemos en esos casos no es una superconductividad intrínseca al material", describe el científico.

El experimento desarrollado en Cambridge sugiere en cambio que el PCCO "despierta" ciertas propiedades del grafeno, que actúa efectivamente como un superconductor. "Hemos visto un tipo de conductividad muy distinta en el grafeno y en el PCCO. Eso era esencial, porque significa que la superconductividad no era una propiedad externa y que el PCCO solamente era necesario para activar la propiedad intrínseca del grafeno", sostuvo Robinson.

La promesa de contribuir al avance de la tecnología ha llevado a al Comisión Europea a convertir la investigación sobre el grafeno en uno de sus focos de atención para los próximos años, y ha dedicado una inversión de más de 500 millones de euros (unos 534 millones de dólares) hasta 2023.
 
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