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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/460| Métodos de preparación de grafeno y derivados a partir de grafito y su incursión en la obtención de nanocompuestos polímero/grafeno | |
| LORENA IDALY LABRA LOPEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Ingeniería de Procesos de Polimerización | |
| El campo de los nanomateriales está compuesto de una amplia gama de especialidades, donde
encontramos la incursión de partículas tanto orgánicas como inorgánicas. Dentro del área de la
nanotecnología se ubican los nanocompuestos, los cuales se basan en que al menos uno de sus
componentes sea de escala nanométrica. Con la incursión de la nanotecnología es posible tener
diversas posibilidades de desarrollo potencial en la industria aeronáutica, automotriz,
electrónica, informática, investigación, etc., ya que esta comprende el estudio, diseño, síntesis y
aplicación de materiales, a través de la nanoescala. Durante años recientes se ha dado un auge
significativo en la síntesis de nanopartículas, entre las de mayor impacto en el área de los
materiales tenemos a las base en carbono como son nanotubos de carbono, fullereno, y grafito;
éstas durante la última década han llamado la atención, debido a sus excelentes propiedades
eléctricas, mecánicas, térmicas y de resistencia entre muchas otras [1]. Entre los compuestos
basados en carbono se encuentra el grafeno, el cual se describe en la mayoría de los artículos
como un excelente material debido a las propiedades que presenta, comenzando por su área
superficial grande, además de la alta conductividad eléctrica y térmica, así como buenas
propiedades mecánicas y ópticas, incluso mejores a las que presentan los nanotubos de
carbono[2].
Dentro de las nanopartículas precursoras en descubrirse esta el fullereno, una molécula de
sesenta átomos de carbono (C60) y con forma de balón de futbol, además de sintetizarse
moléculas de carbono parecidas de mayor tamaño. En los noventa se descubrieron los
nanotubos de carbono, láminas muy finas de grafito enrolladas en forma de tubo. Finalmente, a
principios del presente siglo, se demostró que podían aislarse y manipularse, a partir del
grafito, láminas con un espesor de un solo átomo: el grafeno[3].
La investigación sobre el grafeno ha protagonizado un auge desbordante desde 2004. Es ese
año, cuando investigadores de la Universidad de Manchester demostraron que las láminas de
grafeno se podían obtener de una forma sencilla. El grupo, dirigido por Andre K. Geim y
colaboradores, también caracterizó muestras de distintos espesores, y demostró que el número de portadores de corriente en su interior, electrones o huecos, podía ajustarse mediante electrodos externos [4]. Finalmente en el 2010 se reconoció el trabajo de alrededor de una década y se otorgó el Premio Nobel de Física a Andre Geim y Konstantin Novoselov, quienes realizaron los primeros experimentos sobre el grafeno, un material que desde entonces ha tenido un auge impresionante. El grafeno es una estructura laminar plana, bidimensional del espesor del orden de un átomo de carbono. La red hexagonal está compuesta por átomos de carbono empaquetados en redes cristalinas tipo panel de abejas, la cual está constituida por átomos de carbono unidos con enlaces a. Cada átomo de carbono en la red tiene un orbital Tc que contribuye a la deslocalización de electrones. Este material ha presentado alto potencial y rápido crecimiento en el área de los materiales, su estructura proporciona posibilidades infinitas para modificar yio funcionalizar su esqueleto de carbono, permitiendo con esto, a pesar de su corta historia, la incursión en diversas áreas, entre ellas la de los polímeros. Este material bidimensional muestra cristalinidad excepcionalmente alta y de además de buenas propiedades electrónicas, lo que lo hace interesante para su desarrollo y uso como material en diversas industrias. En términos generales, el grafeno representa una clase nueva de los materiales que contiene un sólo átomo de espesor, ofreciendo nuevas incursiones en baja dimensión física, además de ofrecer un terreno con gran área de oportunidad de crecimiento para distintas aplicaciones[5]. El nombre proviene de GRAFITO + ENO que se deriva del grafito y que su estructura puede considerarse como una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas que forman un cristal 3D. En la estructura cristalina del grafito se observan las interacciones entre las distintas capas de anillos aromáticos. En el grafeno, la longitud de los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 1.42 A y se considera como el componente estructural básico de todos los demás elementos grafiticos incluyendo el grafito, los nanotubos de carbono y los fullerenos. El grafeno perfecto se constituye exclusivamente de celdas hexagonales (Figura. 1); las celdas pentagonales o heptagonales presentes en la red se consideran como defectos, debido a que ante la presencia de una celda pentagonal aislada, el plano se arruga en forma cónica. De la misma forma, la inserción de un heptágono le daría forma de silla. El grafeno es el material con más potencial de conducción y resistencia que existe en la actualidad, características que lo vislumbran en un futuro como sustituto del silicio en la fabricación de chips en la electrónica integrada [6] . | |
| 2012 | |
| Trabajo terminal, especialidad | |
| QUÍMICA | |
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