Obtencion del grafeno

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FACULTAD: CIENCIAS                         CARRERA: QUÍMICA

MATERIA: QUÍMICA DEL ESTADO SÓLIDO

PARALELO: 5TO “A”

PRÁCTICA No. 01.- OBTENCIÓN DEL GRAFENO POR EXFOLIACIÓN

1. OBJETIVO(S)

1. GENERAL

1. ESPECÍFÍCOS 

1. TEORÍA

Fundamento teórico

El grafeno se conoce desde la década de 1930, muchos investigadores han tratado de introducir existe una partícula perfecta, porque tiene propiedades que pueden contribuir en gran medida para todas las ramas de la ingeniería, desde la medicina, en especial hasta toda la nanotecnología con creatividad nanomateriales mediante el uso de carbón mineral. Al descubrir un método. La tecnología de producción de grafeno se desarrollará de forma espectacular. Este artículo es una forma alotrópica de carbono, lo que determina el carbono son las diferentes estructuras en se puede representar desde el elemento más simple como el grafito hasta el diamante.  Este elemento está presente en grandes cantidades en el cuerpo humano formado cadena compleja, formando ADN para apoyar la producción de grasa, el carbono es   presente en muchos combustibles como los combustibles fósiles, estos combustibles colaborar con importantes propiedades termodinámicas para darles

 alto poder calorífico. El grafeno es un elemento nuevo porque tiene una disposición de átomos de carbono distinta en su estructura, formando una forma de panal con la forma ondulados, estos anillos están unidos por una fuerza dipolar. Tiene un átomo de espesor. El carbono, también conocido como monocapa, tiene dos dimensiones: longitud, pantalones largos; debe tener tres dimensiones, pero la tercera corresponde a la altura, que es esta altura tiende a ser cero. Por otro lado, este material es muy estable a pesar de que su altura es solo del espesor de un átomo de carbono.

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Figura 1. Estructura laminar del grafeno

Los electrones del grafeno se comportan de manera diferente a cualquier otro material otros materiales se rigen por las ecuaciones. Este documento está relacionado con comportamiento de una partícula, que es difícil de detectar y generar. Para llevar a cabo esta investigación se necesita un acelerador de partículas, que utiliza campos magnéticos para excitar partículas cargadas de esta manera, las partículas comienzan a chocar, y luego alcanzar una velocidad extremadamente alta. Estos kits se pueden encontrar en países en laboratorios de investigación.  El uso de metales es en gran parte un problema debido a sus propiedades tales como desgaste por los años, deformación, mayor peso. En el coche se puede utilizar grafeno con resina epoxi como aleación para soportar los elementos ligeros y sin costuras. Más abrasión. De manera similar, se puede insertar una capa de grafeno en una capa de pintura para vehículos que pueden soportar grandes impactos o se utilizan como aleaciones para metal ligero para el marco de la cabina del automóvil, el grafeno es el futuro para crear Tecnología favorable para nuestro bienestar.  El grafeno es un material ultraligero que se está abriendo camino en el mercado para proporciona miembros estructurales livianos y resistentes al calor. Sin embargo, este factor. Puede someterse a aleación con otros materiales como el cobre y el níquel. compuestos de cobre y el grafeno es el que alcanza los 1,5 GPa., la resistencia es 500 más que la resistencia del propio material distinto y 50% más fuerte que el titanio, pero este último no está muy lejos, 200 veces más resistente que el acero o tres veces más resistente que la aleación de aluminio utilizado en la construcción de estructuras. (Delgado, 2015)

Propiedades del grafeno

Es necesario analizar sus propiedades para estudiar mejor las aplicaciones que elemento puede tener grafeno puro o con aleaciones con metales ligeros, es premisa para seguir investigando. Por el valor de la propiedad materiales, el campo en el que se puede aplicar es muy amplio, con la ventaja de elemento transparente y muy bueno. En su carácter bidimensional, el grafeno está compuesto por una fina capa de un átomo espesor, ya que esta medida es extremadamente pequeña, su existencia solo se considera en dos tamaños Este elemento corresponde a una gran lista de elementos bidimensionales, pero funciona de manera diferente a los demás. Si se apilan varias capas de grafeno puede crear varias estructuras útiles para la tecnología.  El grafeno es súper ligero, ya que una hoja de grafeno de 1 metro cuadrado pesa solo 0,77 miligramo, en comparación con el acero (con la misma superficie), significaría 200 veces menos peso. Este material es auto enfriador. En  

 las aleaciones no tendrán un gran impacto porque el peso no se puede discernir en una escala Común. (Rodríguez González & Oxana Vasilievna, 2014)

Es maleable, su constante elástica es tan grande que se puede estirar una hoja de grafeno 10% Su tamaño normal es reversible y se puede doblar hasta un 20% sin dolor cualquier daño. Al crear una aleación, el material puede localizar sus partículas uniformemente sobre todo el material, cubriéndolo y aumentando su resistencia.

 Es una de las propiedades menos investigadas, gracias a las pruebas de microscopio, puede determinar valores numéricos cuantitativos la presión de este elemento puede soportar resistencia a la tracción, 130 GPa y  módulo de Young, 1 TPa está entre los valores más altos de cualquier material debido a En el módulo de Young grande, el grafeno puede estirarse considerablemente sin experimentar

 falla, alcanzando una pendiente más pronunciada en el gráfico de elongación. (Valencia, 2011).

Aplicaciones:

El grafeno puede ser usado como conductor de electricidad en forma de pintura, varios investigadores han logrado combinar grafeno con un metal, de tal manera que al trazar una fina línea como si se tratara de un marcador esta puede conducir electricidad como si de un cable de cobre se tratase, incluso muchos elementos pueden ser montados sobre este segmento el cual les va a proporcionar energía ya sea solar almacenada o por una fuente de alimentación. El grafeno se puede combinar con resina epoxi con el fin de crear plásticos más ligeros y más resistentes capaces de reemplazar a un metal, de esta manera se podrían crear piezas para ser usadas en automóviles, aviones, barcos, entre otras. La resina epoxi suele endurecerse cuando se combina con un catalizador o endurecedor en nuestro caso con el grafeno que hace referencia a un catalizador, tal como son los nanotubos de carbono. Incluso estos están tomando el lugar del platino en las pilas de hidrogeno, siendo esta una gran ventaja para usar un hidrolisis y de tal manera eliminar el motor de combustión interna, permitiendo que el hidrogeno impulse un vehículo. Lo que se busca es apilar una cantidad definida de capas de nanotubos. Se ha elegido este tipo de material ya que como está formado por un solo átomo de espesor cualquier liquido o gas puede traspasar la capa sin sufrir ningún daño, caso contrario esto puede activar otras propiedades como la conducción eléctrica.

El grafeno puede ser usado para filtrar agua, es una gran ventaja ya que nuestro planeta tiene una cantidad elevada de agua salada, con lo cual una fina capa de grafeno permitiría que sea posible la desalinización. Es decir, que se elimina toda la sal con la que está compuesta el agua de mar y transformarla en agua potable.

Existen varias empresas telefónicas que han buscado durante varios años el elemento que sea capaz de reemplazar las pantallas rígidas y frágiles usadas en los celulares, el grafeno es capaz de reemplazar este cristal, brindando al usuario un dispositivo ligero y resistente.

1. MATERIALES:

• Rollo de cinta Scotch

• Lápiz  

• Navaja

• Lámina de vidrio

• Guantes

1. PROCEDIMIENTO:

1. Aplique cinta adhesiva sobre una pequeña cantidad de grafito (el grafito lo obtiene desprendiéndolo de una punta de lápiz con ayuda de una navaja).

2. Doble la cinta adhesiva por varias ocasiones en diferentes ubicaciones para producir capas cada vez más delgadas del grafito exfoliando en la primera ocasión.

3. Se recomienda repetir el proceso al menos 20 veces.

4. Coloque la última capa obtenida sobre una placa de vidrio. Presione fuertemente la cinta adhesiva sobre el vidrio.

5. Retire la cinta y observe la capa de grafeno que ahora reside sobre el vidrio con ayuda de una lupa.

6. Anote sus observaciones.

1. RESULTADOS

6.1 RESULTADOS

1. CONCLUSIONES Y RECOMENTACIONES

7.1 CONCLUSIONES:

7.2 RECOMENDACIONES:

• Lo recomendable es realizar la experimentación con un lápiz de numeración 2B porque como ya se explicó antes es necesario que el carbono que contenga en su estructura sea el más puro además al momento de rayar en el papel y adherirlo a la cinta se puede observar la mancha de mejor manera.

• Recordar los conceptos sobre la obtención del grafeno por exfoliación.

• Adherir y separar las capas de grafito de la manera más uniforme.

• Aplastar con la misma fuerza en todas las secciones de la cinta ya que si no se realiza de esta manera no se podrá verificar capas uniformes y se verán multicapas de grafeno.

1. BIBLIOGRAFIA

• Abril Bayón, G. (2017). Aproximación continua al grafeno: El efecto túnel. Tesis de pregrado. Universidad de Valladolid. Facultad de Ciencias.
• Arca Cebrián, F. (2016). Modelo de constantes de fuerza interatómicas. Bachelor Thesis. España: Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla.
• Askeland, D. (1998). Ciencia e Ingenieria de materiales. Mexico: International Thomson.
• Castro Beltrán, A., Sepúlveda Guzmán, S., De La Cruz Hernández, W., & Cruz Silva, R. (2011). Obtención de grafeno mediante la reducción química del óxido de grafito. Ingenierías, 34-42.
• Delgado, R. A. (2015). Grafeno (Material del futuro). México: Instituto Tecnológico Superior Zacatecas Sur. Obtenido de silicon.es: https://www.silicon.es/al-finalinventaran-el-adamantium-compuesto-de-grafeno-500-veces-mas-resistente-que-laversion-original-112384

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