La Nanotecnología en la Arquitectura: El grafeno

La Nanotecnología en la Arquitectura: El grafeno        2

La nanotecnología en la construcción:        2

El grafeno:        2

Nanotecnología del Grafeno        3

Grafeno en dispositivos eléctricos        3

Grafeno en Cementos y Hormigones:        3

Grafeno en Polímeros        4

Grafeno como refuerzos en materiales cerámicos        4

Grafeno en recubrimientos        4

Conclusión        4

La Nanotecnología en la Arquitectura: El grafeno

La nanotecnología ha sido usada desde hace mucho tiempo, aunque desconociéndose los procesos que la controlaban. Actualmente, es una herramienta interdisciplinaria que permite conocer la estructura de los materiales, su composición y sus interacciones, y tiene por objeto la optimización de las propiedades de los materiales y creación de nuevas propiedades de materiales mediante el uso de nanomateriales. La importancia del grafeno es que es un nanomaterial bidimensional que permite desarrollar la nanotecnología dentro de la construcción dando mejoras a los productos tradicionalmente usas y creando nuevas propiedades para optimizar su rendimiento.

La nanotecnología en la construcción:

Gracias a la aparición de nuevos materiales y de la tecnología presente en el momento es que la construcción ha ido evolucionando. La industria de la construcción presenta grandes problemas a nivel ambiental, ya que genera mucho daño ambiental al tener que fabricar materiales, construir edificios y mantenerlos, genera un problema en la sostenibilidad del planeta, por lo tanto, mediante la nanotecnología al obtener materiales de construcción más duraderos y baratos, se contribuye a reducir el impacto ambiental, al tener que usar menos materiales, reduciéndose su producción y aumentando su vida útil. Un ejemplo de materiales usados en la investigación nanotecnológica son: los óxidos metálicos y no metálicos, los polímeros y materiales carbonosos que se han usado como relleno o aditivo en morteros o en la mejora de distintos dispositivos electrónicos.

El grafeno:

El grafeno está compuesto por átomos de carbono, gracias a las nuevas tecnologías de procesado y a los medios de caracterización que se han ido procesando se han descubierto nuevos alotrópodos del carbono, el último de estos ha sido el grafeno. El problema del grafeno era su estructura laminar de átomos de carbono y con un solo átomo de espesor, lo que causaba problema de estabilidad a temperatura ambiente, ya que cualquier fluctuación técnica lo hacía inestable. En 2004, Geim y Novoselov ^[1]demostraron mediante un experimento la viabilidad y  la estabilidad de las láminas que se conseguía gracias a las imperfecciones que presentaba. Los defectos de la propia lámina la hacían estable a temperatura y presión normales^[2]. Esto abrió la puerta a que otras estructuras, también bidimensionales, fueran posibles. Las propiedades que presenta el grafeno permiten desarrollar dispositivos en casi cualquier área de la ciencia, lo que le convierte en un material único dentro de la nanotecnología, además, de la capacidad para permitir el desplazamiento de campos eléctricos debido a su estructura de hibridación sp2.

Nanotecnología del Grafeno

Antes de la aparición del grafeno, la nanoalotropía más prometedora antes de la aparición del grafeno eran los nanotubos del carbono, que eran láminas de grafema enrolladas en forma de cilindro, con estos se han realizado distintas investigaciones para determinar sus posibilidades nanotecnológicas pero el grafeno ha venido a desplazar todas estas investigaciones, al menos en parte o a mejorar la mayoría de los resultados.

Grafeno en dispositivos eléctricos

El grafeno se ha vuelto un nanomaterial con altas prestaciones por sus increíbles propiedades, pero especialmente por su alto potencial eléctrico, lo que genera el desarrollo de productos electrónicos, e incluso dentro de los dispositivos ya existentes en el mundo de la construcción. El grafeno puede crear pantallas táctiles sensibles sobre cualquier sustrato que favorece la creación de nuevos diseños de envolventes arquitectónicos y también, se puede convertir en un macrodetector sensible a cambios de temperatura, de humedad, de luz y de polución atmosférica que rodea al edificio, transformando estos estímulos exteriores en señales eléctricas.

Grafeno en Cementos y Hormigones:  El grafeno se ha combinado con muchos materiales para determinar que propiedades cambian. Gracias a su compatibilidad se ha combinado con morteros de cemento, materiales cerámicos, polímeros, etc, para aumentar la resistencia de sus estructuras. La adición del grafeno durante la hidratación de la pasta de cemento, permite mejorar la conductividad térmica, lo que se traduce en la homogenización de este proceso. Al mezclar el óxido de grafeno en la matriz del mortero de cemento se convierte en una barrera para la propagación de grietas, lo que mejora las propiedades mecánicas y consigue reducir el número final de poros del producto fraguado, mejorando la protección de las armaduras a la corrosión.

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