Grafeno

En el artículo titulado “Propiedades y aplicaciones del grafeno”, escrito por Rodríguez y Vasilievna el año 2008, se menciona que los nanomateriales han acaparado el interés de la investigación científica de las últimas dos décadas, debido al descubrimiento de propiedades disímiles a las que ofrecen los macromateriales, dando lugar al advenimiento de una nueva rama del saber científico: La nanotecnología. El espectro de posibilidades de su aplicación es de bastante amplitud y versatilidad tal que inauguran una verdadera revolución tecnológica. Novoselov y sus colegas, en el artículo publicado el año 2005 con el título “Cristales atómicos bidimensionales”, indican que nanomateriales es el nombre genérico con que se designa a las partículas de una dimensión igual o menor a una millonésima de milímetro. Pueden ser obtenidas a partir de diferentes elementos o compuestos químicos. El carbono, por ser el elemento más conocido e intrigante de la tabla periódica, es el que ha focalizado en mayor grado la atención científica a este respecto. El carbono tiene varias formas alotrópicas. Alotropía, en química, es la existencia, especialmente en el estado sólido, de dos o más formas estructurales moleculares o cristalinas de un elemento. Según Katsnelson, en el artículo escrito el año 2007 titulado “Grafeno: Carbón en dos dimensiones”, los alótropos del carbono pueden ser: (1) Tridimensionales, tales como el diamante y el grafito; (2) Bidimensionales, tales como el grafeno; (3) Monodimensionales, tales como los nanotubos; (4) Cero dimensionales, tales como los fullerenos. Esta alotropía tan extensa se debe a la capacidad de los átomos de carbono para formar redes muy complicadas y numerosas diversas estructuras.

En el articulo “El Grafeno y sus posibilidades de impacto en la industria minera” escrita el año 2014, el investigador Valdivia realiza un análisis del documento mencionando que la aparición del grafeno no es tan sorpresiva en el ámbito científico. Las últimas dos décadas el avance constante de la nanotecnología, aproximadamente desde mediados de los años noventa del siglo veinte, ha estimulado la generación de un sinnúmero de materiales con propiedades sorprendentes. La idea fuerza de la nanotecnología, verificada una y otra vez, es que al reducir el tamaño de los materiales a escala nanométrica, donde un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro, sus propiedades físicas y químicas varían notablemente respecto al mismo material pero de mayor tamaño. Estos objetos, de masa tan reducida y dimensiones de entre uno a cien nanómetros se denominan desde entonces nanomateriales. Algunos ejemplos notables de nanomateriales son los nanotubos de carbono, puntos cuánticos de semiconductores, nanofibras, nanoesferas metálicas, nanocintas, y otros.

Geim y Novoselov, en el artículo publicado el año 2007 con el título “El ascenso del grafeno”, mencionan que el grafeno es el bloque de construcción de otros materiales carbonáceos que se conocen desde hace más tiempo. El grafeno es un material bidimensional, una lámina compuesta de átomos de carbono enlazados en hibridación, ordenados en hexágonos regulares que se extienden a lo largo y a lo ancho conservando un átomo de espesor. Si esta lámina se enrolla se obtienen nanotubos de carbono de pared sencilla; si son varias láminas las que se enrollan a la vez serán nanotubos de pared múltiple; si la lámina de grafeno se envuelve como una pelota de fútbol se obtienen fullerenos, y si las láminas de grafeno se apilan como las hojas de un libro se obtiene grafito.

En palabras de Tronc y sus colegas, en el artículo publicado el año 1992 con el título “Transformación de hidróxido férrico en spinel por adsorción de hierro”, los nanotubos de carbono son conocidos desde el año 1991 cuando fueron identificados por el investigador Iijima, mientras que los fullerenos fueron obtenidos por Kroto, Heath, O’Brien, Curl y Smalley en el año 1985. Estos descubrimientos son relativamente recientes si se comparan con el del grafito, cuyo uso se remonta 6000 años atrás cuando en el este de Europa se comenzó a usar para decorar cerámica. Según Zhu y sus colegas, en el artículo escrito el año 2010 con el título “Materiales basados en el grafeno, grafeno y oxido de grafeno: Síntesis, propiedades y aplicaciones”, el grafito debe su nombre precisamente a su uso para escribir, graphein en griego, bien en la cerámica de hace seis mil años o con los lápices que aún se utilizan. El investigador Guo y sus colegas, en el artículo publicado el año 2011 con el título “Microcristales tetracaidecaedrales de magnetita: Síntesis, caracterización y estudio micro-Raman”, mencionan que en el año 1986 Boehm y colaboradores recomendaron el uso de la palabra grafeno para las láminas de carbón que componen el grafito. La terminación “eno” se usa para denominar hidrocarburos aromáticos policíclicos, aún cuando la raíz del nombre sea de origen trivial por ejemplo: naftaleno, antraceno, tetraceno, etc. En 1997 la “Unión Internacional de Química Pura y Aplicada” formalizó esta recomendación al incorporarla en el “Compendio de Tecnología Química”. En él se establece que “el término grafeno se debe usar solo cuando se discutan las reacciones, las relaciones estructurales u otras propiedades de láminas individuales”, descartando así el uso de términos como láminas de grafito, láminas u hojas de carbón, puesto que estas implican una estructura tridimensional que el grafeno no posee.