Una descripción general de las propiedades del grafeno

El grafeno es una fina capa bidimensional de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Es el componente básico del grafito (que se utiliza, entre otras cosas, en las puntas de los lápices). El grafeno es una sustancia notable con una gran cantidad de propiedades sorprendentes que le otorgan el título de "material maravilloso".

Entre las propiedades notables del grafeno se encuentran comportamientos mecánicos, térmicos, eléctricos y ópticos únicos. Tenga en cuenta que la mayoría de estas características se relacionan con láminas de grafeno perfectas y prístinas. Los defectos en el grafeno (algunos de los cuales se derivan de los procesos de producción o de los puntos de conexión de varios copos de grafeno más pequeños "cosidos", por ejemplo) pueden hacer que el grafeno sea más débil y con propiedades bastante diferentes. Sin embargo, los defectos pueden generar propiedades nuevas y diferentes que hacen que el grafeno sea más adecuado para ciertas aplicaciones.

Supercélulas de grafeno

Propiedades físicas/mecánicas

El grafeno es uno de los materiales más delgados del mundo: solo tiene un átomo de carbono de espesor (alrededor de 0,34 nm). También se reconoce como el material 2D más resistente, mucho más duro que el acero o el diamante de las mismas dimensiones. El grafeno tiene una resistencia a la tracción (el estrés máximo que un material puede soportar mientras se estira o tira antes de fallar o romperse) de más de 1 Tpa. Solo hay un material que puede ser más fuerte que el grafeno: el carbino, que es una cadena de átomos de carbono, básicamente una cinta de grafeno de un átomo de ancho. Sin embargo, el carbino es muy difícil de sintetizar.

Batería de supercondensador de grafeno

El grafeno es liviano: pesa solo 0,77 miligramos por metro cuadrado. Dado que es una sola hoja 2D, tiene el área de superficie más alta de todos los materiales. Cuando se dejan solas, las láminas de grafeno se apilarán y formarán grafito, que es la forma 3D de carbono más estable en condiciones normales.

Las láminas de grafeno son flexibles y, de hecho, el grafeno es el cristal más elástico: puede estirarlo hasta un 20 % de su tamaño inicial sin romperlo. Finalmente, el grafeno perfecto también es altamente impermeable, e incluso los átomos de helio no pueden atravesarlo.