El grafeno es un material bidimensional.
Está formado por una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal.
Esta estructura confiere al grafeno unas propiedades únicas.
Entre ellas destacan su elevada conductividad eléctrica y térmica, su flexibilidad y su transparencia óptica.
4 claves de la estructura dimensional del grafeno
1. Estructura bidimensional
El grafeno es un material de una sola capa atómica.
Su grosor es de sólo 0,34 nm.
Los átomos de carbono están apretados en una red en forma de panal.
La distancia interatómica es de 1,42 Å.
Esta disposición bidimensional es la razón fundamental de las excepcionales propiedades del grafeno.
2. Propiedades únicas
La estructura bidimensional del grafeno le permite tener una importante superficie específica teórica (2630 m²/g).
Tiene una movilidad de electrones ultraelevada (~2 × 10⁵ cm²/Vs).
El módulo de Young es elevado, de 1 TPa.
La conductividad térmica es excepcional, oscilando entre 3500-5000 W/mK.
La conductividad eléctrica también es notable, con una densidad de corriente crítica de 10⁸ A/cm².
3. Aplicaciones
Las propiedades únicas del grafeno lo hacen adecuado para diversas aplicaciones.
Entre ellas se encuentran la electrónica, los materiales compuestos, las membranas y las tecnologías de energías renovables de nueva generación (por ejemplo, las células solares).
Sin embargo, la producción masiva de grafeno de alta calidad con pocos o ningún contaminante o defecto y gran tamaño de grano a un coste razonablemente bajo sigue siendo un reto.
4. Métodos de producción
Se han desarrollado varios métodos para la producción de grafeno.
Entre ellos se encuentran la exfoliación mecánica, la exfoliación en fase líquida, la sublimación de carburo de silicio (SiC) y la deposición química en fase vapor (CVD).
El grafeno CVD se refiere al grafeno producido por el método CVD, que lo diferencia de otras formas de grafeno.
El CVD es un método eficaz para obtener grafeno de calidad.
Sin embargo, puede dar lugar a una alta resistencia de la lámina, lo que afecta al rendimiento de los dispositivos electrónicos orgánicos que utilizan electrodos transparentes basados en grafeno.
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