En 2010 recibieron el Premio Nobel de Física por los experimentos realizados con este material excepcional
Los científicos
Autor: Prolineserver / Holger Motzkau 2010, (Wikimedia Commons)
Autor: Zp2010 (Wikimedia Commons)
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Los científicos de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov estaban trabajando en la Universidad de Manchester (Reino Unido) cuando recibieron la noticia de que se les había concedido el Nobel de Física por sus investigaciones sobre el grafeno. Seis años antes, en 2004, lo habían descubierto juntos. Andre Geim nació en 1958, realizó los estudios de secundaria en una escuela de habla inglesa y, posteriormente, en el Instituto de Física y Tecnología de Moscú y en la Academia de Ciencias de Rusia, especializándose en física de metales. Konstantin Novoselov nació en 1974 y estudió en la Universidad de Física Técnica de Moscú. Al terminar la carrera decidió realizar su tesis doctoral con Geim, por lo que se trasladó a Holanda, donde residía su tutor. Posteriormente, cuando Geim se fue a vivir a Manchester, su discípulo, una vez más, decidió seguir sus pasos para continuar trabajando conjuntamente. Actualmente, Andre Geim tiene la nacionalidad holandesa y Konstantin Novoselov tiene doble nacionalidad , la rusa y la británica.
Su descubrimiento
Geim y Novoselov tenían por costumbre dedicar unas horas todos los viernes –una vez cumplido su trabajo semanal habitual– a experimentar en el laboratorio con ideas nuevas. Fue en una de estas sesiones cuando obtuvieron, a partir del grafito, una forma bidimensional del carbono que ha resultado ser el material más fino (una única capa de un átomo de grosor) y resistente a la vez, flexible, duro, transparente, extraordinariamente liviano y el mejor conductor de la electricidad. Habían descubierto el grafeno. En este blog hemos publicado dos artículos sobre las peculiaridades, las aplicaciones y algunos grupos de trabajo que han surgido desde entonces en todo el mundo sobre el grafeno: El grafeno, un material que cambiará nuestro mundo, El grafeno, últimas novedades (II)
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Hasta ahora, uno de los retos con el que se estaban topando los investigadores era simplificar el complejo proceso de la obtención del grafeno a partir del grafito y conseguir la pureza requerida para cada una de sus aplicaciones. La semana pasada, sin embargo, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y de la Universidad de California en Berkeley anunció que han desarrollado un método simple que permitirá solventar este obstáculo, y a bajo coste.
El problema
El grafeno en estado puro carece de algunas características que resultan imprescindibles para, por ejemplo, los dispositivos electrónicos. Resulta necesario añadirle átomos de oxígeno al material para modificarlo y que proporcione las propiedades requeridas en cada caso. Los métodos que se estaban utilizando para ello presentaban un problema: los átomos quedaban distribuidos por la superficie del grafeno de manera impredecible, por lo que había que realizar un tratamiento a temperaturas de 700 a 900 grados Celsius o utilizar productos químicos agresivos perjudiciales para el medio ambiente.
La solución
El nuevo método – publicado en Nature– expone el material a temperaturas de entre 50 y 80 grados Celsius sin que haya que someterlo a tratamientos químicos y puede emplearse a gran escala, lo que facilita enormemente las aplicaciones comerciales. Además, el proceso modifica la distribución de los átomos de oxígeno agrupándolos y dejando al mismo tiempo áreas de grafeno puro entre esas agrupaciones, lo cual es fundamental para sus aplicaciones en la electrónica. Los investigadores también han observado que con este tratamiento aumenta considerablemente la capacidad del grafeno para absorber la luz visible; una mejora que lo hace idóneo para las células solares.
Curiosidades
El descubrimiento del grafeno se produjo en unas circunstancias particulares: Geim y Novoselov no utilizaron equipos sofisticados ni un procedimiento extraordinariamente complejo. Bastó una cinta altamente adhesiva con la que fueron extrayendo láminas de grafito (el material de las minas de los lápices) y un soporte de silicio. Eso sí, supieron ver lo que estaban descubriendo y las múltiples aplicaciones que podría tener. Cuando realizaron el descubrimiento, escribieron un artículo al respecto que fue rechazado por la revista Nature.
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