{"id":131896,"date":"2010-10-06T01:07:40","date_gmt":"2010-10-06T00:07:40","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/?p=131896"},"modified":"2010-10-31T21:34:18","modified_gmt":"2010-10-31T20:34:18","slug":"la-utilidad-de-las-moleculas-el-grafeno-y-el-premio-nobel-de-fisica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/2010\/10\/06\/131896","title":{"rendered":"La utilidad de las mol\u00e9culas. El grafeno y el Premio Nobel de F\u00edsica."},"content":{"rendered":"

Esta ma\u00f1ana se ha anunciado la concesi\u00f3n del Premio Nobel de F\u00edsica<\/a> a Andr\u00e9 Geim y Konstantin Novoselov, profesores de la Universidad de Manchester, por la preparaci\u00f3n y estudio de grafeno. La mol\u00e9cula de grafeno es un buen ejemplo de la utilidad de una sustancia qu\u00edmica (es decir de la Qu\u00edmica) como herramienta de trabajo para estudiar procesos f\u00edsicos, aparte de su inmenso potencial pr\u00e1ctico en electr\u00f3nica molecular.<\/p>\n

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\"Premio<\/a><\/p>\n

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El grafeno es una mol\u00e9cula gigante formada por s\u00f3lo \u00e1tomos de carbono, que \u00a0forman hex\u00e1gonos, similares al benceno. El \u00a0benceno es el prototipo de compuesto arom\u00e1tico<\/a>, caracterizado por la existencia de 6 electrones pi. La existencia de este rasgo estructural confiere al benceno estabilidad termodin\u00e1mica, reactividad qu\u00edmica caracter\u00edstica y propiedades el\u00e9ctricas y magn\u00e9ticas interesantes. La condensaci\u00f3n y fusi\u00f3n de anillos hexagonales da lugar a compuestos arom\u00e1ticos polianulares. Algunos ejemplos se muestran en la figura siguiente.<\/p>\n

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\"Aromaticos\"<\/a><\/p>\n

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El grafeno es una mol\u00e9cula con un n\u00famero inmenso (pr\u00e1cticamente infinitos, debido a la magnitud del n\u00famero de Avogadro<\/a>) de anilloa arom\u00e1ticos fusionados y con el grosor de s\u00f3lo un \u00e1tomo de carbono. Esta es una peculiaridad responsable de las propiedades del grafeno: es una mol\u00e9cula plana con gran superficie. Debiodo a esta caracter\u00edsticas, se pensaba que el grafeno no podr\u00eda prepararse de manera eficaz. Este ha sido el m\u00e9rito original de la investigaci\u00f3n del grupo de Geim y Novoselov<\/a> que utilizaron un m\u00e9todo experimental novedoso para su preparaci\u00f3n.<\/p>\n

Hasta el descubrimiento y caracterizaci\u00f3n de los fullerenos (de lo que se ha cumplido hace unas semanas el 25 aniversario), el carbono se\u00a0presentaba en dos formas alotr\u00f3picas: el grafito y el diamante. Las dos sustancias tienen la misma composici\u00f3n: carbono puro; pero que tienen propiedades f\u00edsicas totalmente dispares. Mientras que el diamante es transparente, aislante el\u00e9ctrico y muy duro; el grafito es negro, conduce la electricidad y blando, siendo f\u00e1cilmente exfoliable. Estas diferencias son debidas a la distinta ordenaci\u00f3n de los \u00e1tomos de carbono en la estructura cristalina. Los \u00e1tomos de carbono en el diamante est\u00e1n formando estructuras muy compactas, d\u00f3nde cada \u00e1tomo de carbono est\u00e1 unido a otros tres \u00e1tomos con geometr\u00eda tetra\u00e9drica. En esta estructura no hay electrones pi, con mayor movilidad que los sigma, y el diamante no conduce la electricidad. Por otro lado, el grafito est\u00e1 formado por capas de \u00e1tomos de carbono formando estructuras hexagonales fusionadas con electrones pi con alta movilidad, que son los responsables de la conductividad el\u00e9ctrica del grafito. Adem\u00e1s, la gran cantidad de enlaces conjugados en las capas de carbono es responsable de su color negro. Las capas de grafito est\u00e1n unidas a trav\u00e9s interacciones no-covalentes d\u00e9biles, por d\u00f3nde el grafito puede ser exfoliado. Si el grafito se muele en un polvo fino, resulta el carb\u00f3n activo de estructura amorfa que tiene mucha superficie por unidad de masa y es un excelente adsorbente de sustancias qu\u00edmicas, us\u00e1ndose en una de las primeras etapas de la purificaci\u00f3n de agua.<\/p>\n

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\"Grafito_Diamante_Carbon<\/a><\/p>\n

La figura siguiente muestra la relaci\u00f3n entre el grafito, el grafeno, los nanotubos y los fullerenos.<\/p>\n

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\"Grafito_Grafeno\"<\/a><\/p>\n

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Cada una de las capas carbonadas que forman el grafito es una mol\u00e9cula de grafeno. La obtenci\u00f3n de una monocapa mejora considerablemente las propiedades del grafito. El grafeno es mejor conductor de la electricidad que el cobre, siendo mucho m\u00e1s ligero. El grafeno es transparente, muy duro, excelente conductor del calor, disip\u00e1ndolo eficazmente. Todas estas propiedades hacen de \u00e9l un material para aplicaciones en electr\u00f3nica molecular. Investigaciones futuras se enfocar\u00e1n a la modificaci\u00f3n qu\u00edmica del grafeno con el objetivo de mejorar sus propiedades.<\/p>\n

Como dato curioso, Geim recibi\u00f3 el Premio Ig Nobel en F\u00edsica en el a\u00f1o 2000. Lo comparti\u00f3 con Michael Berry \u00abpor usar imanes para conseguir que las ranas leviten<\/em>\u00bb (citaci\u00f3n de la consecuci\u00f3n del Ig Nobel). Aunque estos premios se conceden por investigaciones que al menos promueven una sonrisa, son importantes para observar como los campos magn\u00e9ticos intensos afectan a las sustancias aparentemente no-magn\u00e9tica, debido a una peque\u00f1a respuesta diamagn\u00e9tica que, a nivel at\u00f3mico y molecular, compensa la fuerza de la gravedad. Este tipo de experimentos sirven para modelizar entornos de gravedad cero. En 2001, Geim public\u00f3 un art\u00edculo (Physica B, 2001, 294-295, 736) en el que el coautor era su hamster<\/a>.<\/span><\/p>\n

Dentro de unas horas se anunciar\u00e1 la concesi\u00f3n del Premio Nobel de Qu\u00edmica. Algunos merecedores: Whitesides, Schreiber, Schultz, Eschenmoser, Mukaiyama, Somorjai,\u00a0Danishefsky, Marks, Parr, von Schleyer, Ziegler, Stoddart, Crabtree, Fr\u00e9chet, Karplus, Lippard, Zare.<\/p>\n

De las formas alotr\u00f3picas del carbono y su utilidad (y de otras utilidades de la Qu\u00edmica, as\u00ed como de su relaci\u00f3n con otras ciencias) se hablar\u00e1 en la charla La Qu\u00edmica: De \u201centre la F\u00edsica y la Biolog\u00eda\u201d a \u201centre la Biomedicina y la Ciencia de los Materiales\u201d. Oportunidades de investigaci\u00f3n en Qu\u00edmica<\/a> dentro del curso de divulgaci\u00f3n Los Avances de la Qu\u00edmica y su Impacto en la Sociedad<\/a> (jueves 7 de octubre en la sede del IQOG<\/a>).<\/span><\/p>\n

Bernard0 Herrad\u00f3n<\/p>\n

IQOG-CSIC<\/p>\n

herradon@iqog.csic.es<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Esta ma\u00f1ana se ha anunciado la concesi\u00f3n del Premio Nobel de F\u00edsica a Andr\u00e9 Geim y Konstantin Novoselov, profesores de la Universidad de Manchester, por la preparaci\u00f3n y estudio de grafeno. La mol\u00e9cula de grafeno es un buen ejemplo de la utilidad de una sustancia qu\u00edmica (es decir de la Qu\u00edmica) como herramienta de trabajo para estudiar procesos f\u00edsicos, aparte de su inmenso potencial pr\u00e1ctico en electr\u00f3nica molecular. El grafeno es una mol\u00e9cula gigante formada por s\u00f3lo \u00e1tomos de carbono, que \u00a0forman hex\u00e1gonos, similares al benceno. El \u00a0benceno es el prototipo de compuesto arom\u00e1tico, caracterizado por la existencia de 6\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":127,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[582,2396,65],"tags":[2399,2400,2403,26591,2401,2397,2398,26602,2402,26594,26583],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131896"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/users\/127"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131896"}],"version-history":[{"count":12,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131896\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131915,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131896\/revisions\/131915"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131896"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131896"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/quimicaysociedad\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131896"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}