Arxiu d'etiquetes: grafè

Descobertes propietats sorprenents del grafè que obren la via a noves aplicacions

A les sorprenents propietats que ja es coneixen del grafè, un material de tan sols un àtom de gruix, molt lleuger, resistent i flexible, alhora que més dur que l’acer i conductiu que el coure, ara se sumen les que investigadors del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Barcelona, ​​liderats per Dmitri Efetov, acaben de descobrir; es tracta d’un conjunt de qualitats extraordinàries que, a més d’obrir la porta a noves aplicacions, com millorar l’eficiència de la transmissió d’energia, s’emmarquen en un nou tipus de física, anomenada de la matèria condensada, molt rica i complexa, que encara no es comprèn.

El descobriment, que recull Nature, part d’una troballa realitzat en 2018 per un equip de l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), amb el físic valencià Pablo Jarillo al capdavant. Llavors, els científics van disposar dues làmines de grafè, una damunt d’una altra, però no perfectament alineades, sinó una d’elles girada amb un ‘angle màgic’ de 1,1º. En aquesta disposició, van observar que el grafè era capaç de conduir electrons sense resistència, el que convertia aquest material bidimensional en un superconductor, capaç de transportar electricitat sense pèrdues.

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20191030/471293407445/grafeno-nuevas-propiedades-superconductor-icfo.html Continua la lectura de Descobertes propietats sorprenents del grafè que obren la via a noves aplicacions

Un implant de grafè revela l’activitat oculta del cervell

Detectar ones de baixa freqüència suposa un avanç contra l’epilèpsia. El mètode més utilitzat avui dia per mesurar l’activitat cerebral en detall consisteix a implantar elèctrodes de metall en el cervell, però, aquests elèctrodes tenen una resolució limitada i per les seves propietats elèctriques no són capaços de detectar activitat de freqüències inferiors als 0, 1 hertz (Hz).

El grafè està format per carboni, igual que el grafit o el diamant, però els seus àtoms estan organitzats en una capa de només dues dimensions. Gràcies a aquestes propietats, els investigadors han dotat els implants d’una xarxa de transistors en lloc d’elèctrodes, el que permet detectar freqüències per sota de 0,1 Hz.

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20190107/453971457124/implante-grafeno-actividad-cerebral-epilepsia.html

Un nuevo implante basado en el grafeno permite registrar un tipo de actividad cerebral hasta ahora prácticamente inaccesible. Lo ha desarrollado una investigación liderada desde el Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) y el Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2, CSIC, BIST) y podría servir para mejorar el diagnóstico de la epilepsia y el daño cerebral, así como para producir herramientas para la investigación de otras patologías neurológicas como la migraña. Continua la lectura de Un implant de grafè revela l’activitat oculta del cervell

“Encara no som conscients de tot el potencial del grafè”

Són tantes propietats increïbles i estan condensades en un únic material. El grafè permet aplicacions totalment diferents i noves, que no existien abans, i és molt difícil per a la ment humana predir-les.  Konstantin Novoselov,   premi Nobel de Física en 2010, en una entrevista ens para de les seves aplicacions.

L’any 2010 la Reial Acadèmia de les Ciències de Suècia va guardonar a Andre Geim i Konstantin Novoselov pels seus treballs pioners en el desenvolupament del grafè, un material bidimensional útil per al desenvolupament de dispositius electrònics flexibles i més eficients, com ordinadors i pantalles tàctils així com panells solars.

Avui en dia el grafè té aplicació en els següents camps:

1. Electrònica: Podria emprar-se en la fabricació de microxips o de transistors, els dos elements imprescindibles en pràcticament tots els dispositius electrònics. A més, per les seves especials característiques dels components electrònics d’aquest material permetran el desenvolupament de dispositius flexibles que podran enrotllar o plegar segons les necessitats.

2.Informática: L’ús del grafè permetrà el desenvolupament d’ordinadors molt més ràpids i amb un menor consum elèctric que els actuals de silici. A més, s’estima que un disc dur d’aquest compost, de la mateixa mida que un dels emprats actualment, podria emmagatzemar fins a mil vegades més informació.

3. Telefonia mòbil: Amb el grafè es crearia una nova generació de dispositius adaptats a la fesomia de l’ésser humà, sense formes ni colors preestablerts, amb pantalles flexibles, plegables i tàctils. A més, diversos estudis recents han comprovat com nanocircuits de grafè podrien millorar de manera significativa la velocitat i qualitat de les comunicacions sense fils. Realment, aquest tipus de productes sona gairebé a ciència ficció, doncs mesurarien mil milions de vegades menys que un metre.

4. Sector energètic: És un altre de les que canviaran de manera visible. Per les seves propietats energètiques, el grafè permetrà la creació de bateries de llarga durada que amb prou feines trigaran uns segons en carregar-se. A més, les energies renovables passaran a un pla més rellevant, ja que, entre altres, les plaques solars recobertes d’aquest material seran molt més eficients i permetran una forma més ecològica de consum energètic.

5. Indústria del blindatge: L’extrema duresa del grafè, unida a la seva capacitat de modelar i a la seva lleugeresa, ho fa un compost ideal per ser emprat en aquesta indústria. Armilles antibales, multitud d’elements de protecció que s’empren per diversos professionals passaran a ser molt més lleugers i segurs.

6.Industria automobilística: La seva aplicació en el xassís dels vehicles dels faria molt més resistents, de manera que el nombre de morts en accident de circulació anuals es podria reduir dràsticament. D’altra banda, els cotxes híbrids es convertiran en una alternativa real en comptes de ser relegats a una representació minoritària. Bateries de llarga durada, amb temps de càrrega mínims facilitaran que els conductors més reticents a aquests vehicles els vegin amb uns altres ulls.

7.Industria del motor i els combustibles: Farà de tots dos més ecològics i eficients. Actualment, és de domini públic que el Pentàgon ha invertit una gran quantitat de diners per fomentar el desenvolupament d’un additiu basat en el grafè que millori el rendiment dels avions militars pel que fa a consum i rendiment.

8.Industria alimentària: Possibilitarà la creació d’envasos per a aliments més segurs o recobriments per als mobles de la llar que impedeixin el desenvolupament de bacteris a la superfície.

9.Tractament d’aigües: A causa de la seva peculiar estructura d’alta densitat permeable a l’aigua, s’estudia el seu possible ús per a la dessalinització de l’aigua. Algunes dades obtingudes a partir d’aquests projectes prediuen que es podrà realitzar aquesta tasca en un temps molt inferior i amb un cost molt més reduït.

10. DEssenvolupament de la ciència: L’alta reactivitat del grafè amb altres elements químics diferents del carboni és una de les característiques que més atreu l’atenció en el camp de la investigació. Ja s’han descobert alguns derivats del grafè, com és el cas del grafà, que mitjançant l’addició d’hidrogen en la seva estructura molecular dóna com a resultat un nou material aïllant.

En resum, malgrat que el grafè encara es troba en fase d’estudi i no es coneixen totes les oportunitats que ofereix, es preveu que les possibilitats de la seva utilització afectaran pràcticament tots els camps coneguts substituint a gran part dels materials emprats avui en dia. Continua la lectura de “Encara no som conscients de tot el potencial del grafè”

Per primera vegada s’aconsegueix confinar la llum en un àtom

Ja se sabia que el grafè era capaç de guiar la llum en forma de plasmons, que són oscil·lacions dels electrons que actuen molt fortament amb la llum. El que han fet els investigadors de l’ICFO és usar dues capes de materials bidimensionals, una de grafè i un metall, a més d’un aïllant, amb què han construït un dispositiu nano òptic capaç de guiar la llum sense pèrdues addicionals

http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180424/442954544910/grafeno-confinar-luz-atomo-icfo.html

Del grafeno se asegura que es el material del futuro por sus increíbles propiedades. No solo es el más fino que existe, sino que además es muy flexible y ligero, pero más duro que el acero, lo que permite crear estructuras muy livianas a la vez que muy resistentes. También es capaz de guiar la luz, por lo que se puede usar para fabricar dispositivos electrónicos ultrafinos y diminutos.

En este sentido, investigadores del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Barcelona han logrado gracias al grafeno un hito en ciencia:confinar la luz en un solo átomo de grosor, el confinamiento más pequeño posible. Además de la relevancia científica de este hallazgo, abren la puerta a poder fabricar sensores ópticos ultra sensibles y pequeños, así como detectores, interruptores, chips ultrarrápidos. Los aparatos, en definitiva, que llevaremos en el bolsillo en el futuro. Continua la lectura de Per primera vegada s’aconsegueix confinar la llum en un àtom

El ICN2 dissenya implants de grafè per restaurar la capacitat de parlar

El grafè és una substància composta per carboni pur, amb àtoms disposats en un patró regular hexagonal, similar al grafit. Una làmina d’un àtom de gruix és unes 200 vegades més resistent que l’acer actual més forta, sent la seva densitat més o menys la mateixa que la de la fibra de carboni, i unes cinc vegades més lleuger que l’alumini.

El grafè és dels materials més durs i forts existents, fins i tot supera la duresa del diamant i és dues-centes vegades més resistent que l’acer. Les propietats del grafè són ideals per a utilitzar-lo com a component de circuits integrats.

S’ha provat que uns implants de grafè  són capaços de captar a la superfície del cervell els senyals dels centres de la parla i transmetre-les a un dispositiu extern perquè les descodifiqui i reprodueixi en forma de veu, el que permetria recuperar la parla a persones que ja no ho poden fer.

http://www.lavanguardia.com/ciencia/cuerpo-humano/20180311/441428478821/implantes-grafeno-cerebro-habla.html?platform=hootsuite Continua la lectura de El ICN2 dissenya implants de grafè per restaurar la capacitat de parlar

Enllaç entre dues estrelles de la química: grafè i porfirina

Com hem comentat altres vegades, a partir del carboni s’aconsegueix el grafè. Aquest material sorgeix quan petitíssimes partícules de carboni s’agrupen de forma molt densa en làmines de dues dimensions molt fines (tenen la mida d’un àtom), i en cel·les hexagonals. La seva estructura és similar a la que resulta de dibuixar una bresca d’abelles en un full com  una superfície plana, de dues dimensions, com el grafè. El grafè s’obté a partir d’una substància abundant en la naturalesa, el grafit.

Malgrat que el grafè es coneix des de la dècada de 1930, va ser abandonat per considerar-lo massa inestable. No va ser fins molts anys després, el 2004, quan els científics d’origen rus Novoselov i Geim van aconseguir aïllar-lo a temperatura ambient. Aquest descobriment no va ser intranscendent, ja que gràcies a ell van obtenir el Premi Nobel el 2010.

És un material molt dur, resistent, flexible i molt lleuger; el que permet modelar segons les necessitats de cada cas. Condueix molt bé tant la calor com l’electricitat; i roman en condicions molt estables quan se’l sotmet a grans pressions.

Per altra banda, per a l’existència de la vida com la coneixem, són indispensable les biomolècules, les quals agrupem en carbohidrats, proteïnes, lípids i àcids nucleics. A part,  hi ha altres molècules que, si bé no estan classificades dins d’aquests grups, també són de gran importància en diversos processos bioquímics que donen lloc a aquesta. Un d’aquests grups són les porfirines, la seva estructura i característiques les fa un grup de molècules indispensables per a la vida, a més, són més comuns del que sembla. Entre els compostos més coneguts d’aquest grup hi ha la clorofil·la i el grup hemo.

Hi ha porfirines que són compostos complexos ja que el macro cicle en aquests, s’uneix a metalls per mitjà d’enllaços covalents coordinats. Els complexos entre ions metàl·lics i els lligands de porfirina estan compresos entre els mes importants compostos que contenen metalls en els sistemes biològics. L’accessibilitat de la porfirina i els seus anells derivats és un dels factors que permet als sistemes biològics captar i modificar per als seus propòsits, les propietats d’òxidació, reducció i coordinació dels metalls. Per aquesta propietat ells anells proteics que formen part de la clorofil·la són essencials per a la fotosíntesi en les plantes, i de l’hemoglobina, encarregada de transportar l’oxigen a la sang dels animals.

La unió del grafè i la porfirina permetrà fer-lo servir en el camp de l’electrònica molecular -on els circuits electrònics estan compostos per unitats moleculars-, així com en processos catalítics amb els quals s’acceleren multitud de reaccions químiques, i en el desenvolupament de nous sensors de gasos

Entre les diferents investigacions fetes, i factibles aplicacions per a dispositius creats amb l’electrònica molecular, podem trobar: dispositius com els díodes orgànics emissors de llum (OLED per les sigles en anglès), transistors orgànics d’efecte camp (OFET per les sigles en anglès) o panells solars orgànics, molt importants avui en dia, donat que les energies renovables tenen un paper molt important en el nostre dia a dia. Continua la lectura de Enllaç entre dues estrelles de la química: grafè i porfirina