El grafeno es la forma cristalina en dos dimensiones del carbono: una sola capa de átomos de carbono dispuestos en hexágonos, como una hoja de tela metálica, con un átomo en cada vínculo.
Por Oliver Renick Agosto 19 (Bloomberg) -- Una capa de carbono de un átomo de espesor podría algún día ayudar a International Business Machines Corp. y a las Fuerzas Armadas de EE.UU. a construir radares más precisos y computadoras que funcionen casi a la velocidad de la luz.
Los físicos Konstantin Novoselov, de 36 años, y Andre Geim, de 52 años, de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, han encontrado la manera de hacer que el Grafeno, el material más fino y más resistente jamás producido, conduzca electricidad, un avance que abre las puertas para que sea utilizado en la electrónica digital.
Debido a que el Grafeno conduce la electricidad 30 veces más rápido que el silicio - casi a la velocidad de la luz, según los investigadores - el hallazgo podría ser utilizado por empresas como IBM para acelerar las computadoras. El material fue aislado por primera vez en 2004 por los dos científicos nacidos en Rusia, por lo que fueron galardonados con el Premio Nobel el año pasado. La última investigación fue publicada la semana pasada en la revista Science.
"Ellos han observado un fenómeno que no había sido obtenido antes", dijo Yu-Ming Lin, investigador de IBM que desarrolló el primer circuito integrado de obleas de Grafeno en junio. El Armonk, la empresa basada en Nueva York que financió el estudio junto a Samsung Electronics Co. y la Fuerza Aérea y la Armada de los EE.UU., estudiará ahora la manera de usar el Grafeno en semiconductores y computadoras, dijo.
Hasta hace poco, el uso del Grafeno se limitaba al desarrollo de baterías más eficientes y pantallas de contacto plegables, artículos que no necesitan que los científicos inicien y detengan el movimiento de electrones en el material. Novoselov y Geim pudieron controlar la corriente mediante la suspensión de dos capas de Grafeno en el vacío, reordenando la estructura electrónica.
“Nuevos tipos de transistores”
El hallazgo podría conducir a "tipos completamente nuevos de transistores", dijo Novoselov en una entrevista telefónica. "Probablemente puedan empezar a usarse para chips de computadoras, pero creemos que tenemos algo diferente, algo más grande aquí".
El hallazgo está "volcando la atención de la gente otra vez hacia el Grafeno", y forzando nuevas consideraciones acerca de si el material "puede usarse en reproductores digitales", dijo Lin, de IBM.
El mercado internacional de productos basados en el Grafeno puede llegar a 675 millones de dólares en 2020, estimó BCC Research LLC basada en Wellesley, Massachusetts, en febrero, cuando el uso del material como un semiconductor se consideraba imposible. Si la nueva investigación permite lograr dispositivos semiconductores, el Grafeno podría estar entrando en lo que la asociación de la industria de semiconductores con sede en Washington dijo en 2010 era una industria de $298.3 mil millones en todo el mundo.
"Dentro de los próximos dos años se oirá mucho acerca de transistores basados en el Grafeno bicapa", dijo Geim en un e-mail. "Va a ser un camino muy largo para circuitos integrados de Grafeno".
Teléfonos móviles, Radar
IBM, financiada por Agencia de Proyectos Avanzados de Defensa del Departamento de Defensa de EE.UU., está investigando la capacidad del material para crear teléfonos móviles más eficientes, lograr señales inalámbricas más claras, y mejores radares, dijo Lin. Las características magnéticas del material también podrían permitir a IBM utilizar ondas de alta frecuencia para los dispositivos médicos que detecten enfermedades tempranamente, dijo Lin.
Novoselov y Geim son parte de un esfuerzo de $1,400,000,000 elaborado por nueve organizaciones europeas, entre ellas la Universidad de Cambridge y Nokia Oyj, con sede en Finlandia, para la investigación del Grafeno. Geim y Novoselov descubrieron el Grafeno al extraer material de una pieza de grafito, tal como se encuentra en los lápices ordinarios, la Real Academia Sueca de Ciencias dijo el año pasado al anunciar que los científicos habían ganado el Nobel de Física.
Investigación de Nokia
Nokia, el mayor fabricante mundial de teléfonos móviles por volumen, está investigando la posible utilización del material en los teléfonos celulares, pantallas táctiles, y la electrónica impresa. El Grafeno como un sustituto barato de la tecnología actual de pantalla táctil está a la vuelta de la esquina, dijo Jani Kivioja, líder de investigación de Nokia, cuyo equipo desarrolla la capacidad de detección electrónica del Grafeno.
"Este sustituto es como una fruta colgando bajo, puede suceder muy pronto", dijo Kivioja en una entrevista.
La flexibilidad y la fortaleza del Grafeno - que es 300 veces más resistente que el acero - puede conducir al Nokia Morph, el primer teléfono plegable, dijo la compañía en su blog en junio.
"A largo plazo, podría ser posible que el Grafeno sustituya al silicio", dijo Kivioja.
BCC Research dijo en febrero que los productos utilizando Grafeno es probable que sean dispositivos de almacenamiento de energía conocidos como condensadores, y materiales estructurales. Los condensadores de Grafeno utilizados en baterías de vehículos son eficientes, de acuerdo a un estudio del 27 de julio realizado por el Laboratorio Nacional de Energía Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE.UU. en Berkeley, California.
"Con una batería de Grafeno del mismo peso y volumen de una regular, uno podría conducir 300 millas en lugar de 100", dijo Zhang Yuegang, el principal investigador en el laboratorio. "En ese caso, a usted le encantaría comprar un coche eléctrico."
Giros en la investigación
La investigación sobre el material se ha desplazado cada vez más desde las universidades a las empresas, dijo Elena Polyakova, directora ejecutiva en Calverton, New York, de los Laboratorios de Grafeno, Inc. Ella dijo que el 30 por ciento de su negocio proviene de las empresas, en comparación con el 10 por ciento cuando comenzaron a vender el material hace dos años.
La compañía, en colaboración con Ronkonkoma, ECV Equipment Corp., de Nueva York vende obleas de Grafeno de cuatro pulgadas cuadradas por cerca de $1,000.00 dólares. Muchos clientes han preguntado acerca de Grafeno de dos capas, dijo Polyakova.
"La demanda es tan alta que estamos sobrevendidos por los próximos dos meses", dijo Polyakova en una entrevista. "Ellos quieren todo lo que pueda ser utilizado para los semiconductores".
Business Week
Traducido por Isaías Ferreira.
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