GRAFENO
El grafeno es una sustancia formada
por carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar
al grafito,
pero en una hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero: una lámina de 1 metro
cuadrado pesa tan solo 0,77 miligramos. Se considera 100 veces más fuerte que
el acero y
su densidad es aproximadamente la misma que la de la fibra
de carbono, y es aproximadamente cinco veces más ligero que el aluminio.Es
un alótropo del carbono,
un teselado hexagonal plano
formado por átomos de carbono y enlaces
covalentesque se generan a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos
enlazados.El Premio Nobel de Física de 2010 se les
otorgó a los científicos Andréy
Gueim y Konstantín Novosiólov por sus
revolucionarios descubrimientos acerca de este material.1 2Mediante la
hibridación sp2 se explican mejor los ángulos de enlace, a
120°, de la estructura hexagonal del grafeno. Como cada uno de los carbonos
contiene cuatro electrones de valencia en el estado hibridado, tres de
esos electrones se alojan en los híbridos sp2, y forman el esqueleto
de enlaces covalentes simples de la
estructura.El electrón sobrante se aloja en un orbital atómico tipo P perpendicular al plano
de los híbridos. El solapamiento lateral
de dichos orbitales da lugar a formación de orbitales de tipo π. Algunas de
estas combinaciones propician un gigantesco orbital
molecular deslocalizado entre todos los átomos de carbono que constituyen
la capa de grafeno.El nombre proviene de intercambio –en el vocablo grafito–
de sufijos:
«ito» por «eno»: propio de los carbonos con enlaces
dobles. En realidad, la estructura del grafito puede
considerarseuna pila de gran cantidad de láminas de grafeno superpuestas.3 Los
enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se deben a fuerzas de Van der Waals e
interacciones de los orbitales
π de los átomos de carbono.En el grafeno la longitud de los enlaces
carbono-carbono es de aproximadamente 142 pm (picómetros). Es el componente
estructural básico de todos los demás elementos grafíticos, incluidos el
propio grafito,
los nanotubos de
carbono y losfullerenos.A
esta estructura también se le puede considerar una molécula aromática
extremadamente extensa en las dos direcciones espaciales. Es decir, sería el
caso límite de una familia de moléculas planas
de hidrocarburos aromáticos
policíclicosdenominada grafenosclic:
El grafeno... ¿un material milagroso?
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