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Composición y características del grafeno, Apuntes de Ciencia de materiales

En este documento encontraras las características principales del grafeno además de otras cosas

Tipo: Apuntes

2024/2025

Subido el 01/05/2025

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GRAFENO
El grafeno tiene una forma alotrópica del carbono, lo que significa que es una de las
maneras que el carbono puro puede presentarse en la naturaleza, su estructura
consiste en una única capa de átomos de carbono dispuestos en un patrón
hexagonal, similar a un panal de abejas. Se puede obtener grafeno a partir del
grafeno a partir del grafito, el material que se encuentra en las minas de los lápices,
mediante procesos de exfoliación.
El grafeno tiene unas propiedades excepcionales las cuales son:
Resistencia mecánica:
Es aproximadamente 200 veces más resistente que el acero, pero mucho
más ligero.
Dicha resistencia se debe a la fuerte unión covalente entre átomos de
carbono en su estructura hexagonal.
Conductividad eléctrica:
Los electrones pueden moverse a través del grafeno a velocidades
extremadamente altas, lo que lo convierte en un excelente conductor de
electricidad, incluso supera al cobre y “la energía no se pierde”. Esta
propiedad lo hace ideal para aplicaciones en electrónica de alta velocidad.
Conductividad térmica
El grafeno también es un excelente conductor de calo, superando incluso al
diamante en esta propiedad. Esto lo hace útil para aplicaciones donde se
requiere una disipación de calor eficiente.
Flexibilidad y transparencia:
A pesar de su resistencia, el grafeno es, muy flexible y puede doblarse y
enrollarse sin romperse, es casi transparente, lo que lo hace adecuado para
aplicaciones en pantallas táctiles y dispositivos ópticos.
Aun que es un material muy interesante con propiedades casi únicas, tiene ciertos
desafíos en la producción, uno de ellos es la producción de grafeno de alta calidad a
gran escala, los métodos de producción actuales pueden ser costosos o producir
grafeno con defectos que afecten sus propiedades, la investigación se centra en
desarrollar métodos de producción más eficientes y económicos
El grafeno es utilizado en diversas áreas de la ingeniería, algunos ejemplos son:
Ingeniería electrónica y de materiales:
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¡Descarga Composición y características del grafeno y más Apuntes en PDF de Ciencia de materiales solo en Docsity!

GRAFENO

El grafeno tiene una forma alotrópica del carbono, lo que significa que es una de las maneras que el carbono puro puede presentarse en la naturaleza, su estructura consiste en una única capa de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal, similar a un panal de abejas. Se puede obtener grafeno a partir del grafeno a partir del grafito, el material que se encuentra en las minas de los lápices, mediante procesos de exfoliación. El grafeno tiene unas propiedades excepcionales las cuales son: Resistencia mecánica:  Es aproximadamente 200 veces más resistente que el acero, pero mucho más ligero.  Dicha resistencia se debe a la fuerte unión covalente entre átomos de carbono en su estructura hexagonal. Conductividad eléctrica:  Los electrones pueden moverse a través del grafeno a velocidades extremadamente altas, lo que lo convierte en un excelente conductor de electricidad, incluso supera al cobre y “la energía no se pierde”. Esta propiedad lo hace ideal para aplicaciones en electrónica de alta velocidad. Conductividad térmica  El grafeno también es un excelente conductor de calo, superando incluso al diamante en esta propiedad. Esto lo hace útil para aplicaciones donde se requiere una disipación de calor eficiente. Flexibilidad y transparencia:  A pesar de su resistencia, el grafeno es, muy flexible y puede doblarse y enrollarse sin romperse, es casi transparente, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en pantallas táctiles y dispositivos ópticos. Aun que es un material muy interesante con propiedades casi únicas, tiene ciertos desafíos en la producción, uno de ellos es la producción de grafeno de alta calidad a gran escala, los métodos de producción actuales pueden ser costosos o producir grafeno con defectos que afecten sus propiedades, la investigación se centra en desarrollar métodos de producción más eficientes y económicos El grafeno es utilizado en diversas áreas de la ingeniería, algunos ejemplos son: Ingeniería electrónica y de materiales:

 Electrónica de alta velocidad.  Almacenamiento de energía.  Sensores avanzados.  Materiales compuestos. Ingeniería civil y de la construcción:  Materiales de construcción mejorados.  Infraestructuras inteligentes. Ingeniería naval y aeroespacial:  Vehículos más ligeros y resistentes.  Recubrimientos protectores. Ingeniería biomédica:  Dispositivos médicos avanzados. Me pareció interesante investigar acerca de este nuevo material ya que aparentemente parecer ser un material insignificante, pero que realmente tiene muchas aplicaciones, claro está tiene sus retos, pero con el paso del tiempo, con diversas investigaciones, prueba y error se pueden lograr y crear cosas que en algún momento dado parecían imposibles, como por ejemplo crear embarcaciones en las cuales tengan un notable nivel de resistencia a la corrosión debido a su inercia química inherente, esto ayuda a evitar que la pintura se desprenda de los cascos, además de que también es ocupado en el ámbito del offshore que de igual manera ayuda a evitar la corrosión y la adherencia de la vida marina que afecta al rendimiento de estas estructuras. El grafeno es capaz de adoptar un comportamiento superhidrofóbico y tiene propiedades antibacterianas, lo que ayuda en el diseño de recubrimientos basados en nanotecnología con un mejor rendimiento en entornos marinos que las pinturas navales disponibles. Fuentes visuales: https://www.youtube.com/watch?v=5FDwPAxpAqM&t=580s Ligas electrónicas consultadas:

Una de las aplicaciones más prometedoras del grafeno en la ingeniería naval es en la fabricación de cascos de barcos. El grafeno es mucho más ligero que el acero, lo que puede ayudar a reducir el peso de los barcos y mejorar su eficiencia energética. Además, el grafeno es muy resistente a la corrosión, lo que puede ayudar a prolongar la vida útil de los cascos de los barcos. Otra aplicación potencial del grafeno en la ingeniería naval es en la fabricación de sistemas de propulsión. El grafeno puede utilizarse para fabricar motores eléctricos más eficientes y potentes. Esto podría ayudar a reducir el consumo de combustible de los barcos y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El grafeno también puede utilizarse para fabricar sensores que pueden ayudar a monitorear el estado de los barcos y detectar posibles problemas. Por ejemplo, los sensores de grafeno pueden utilizarse para detectar fugas de combustible o agua, o para monitorear la temperatura del motor. La investigación sobre las aplicaciones del grafeno en la ingeniería naval está en curso. Sin embargo, ya se han desarrollado algunos productos comerciales basados en grafeno, como pinturas y recubrimientos para cascos de barcos. Me parece interesante investigar las aplicaciones del grafeno en la ingeniería naval porque este material tiene el potencial de revolucionar la industria. El grafeno puede ayudar a hacer que los barcos sean más ligeros, eficientes y seguros.