Propiedades y aplicaciones del grafeno

90 Pages·2013·6.66 MB·Spanish

12 Monografías del SOPT
Propiedades y aplicaciones
del grafeno
12 Monografías del SOPT
Propiedades y aplicaciones
del grafeno
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Fecha de edición: julio 2013 ISBN: 978-84-9781-868-1 (edición libro-e)
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PROPIEDADES Y APLICACIONES DEL GRAFENO
SUMARIO Página
1. INTRODUCCIÓN .................................................................... 11
2. PROPIEDADES DEL GRAFENO ............................................ 17
2.1 Conductividad eléctrica .............................................. 19
2.2 Conductividad térmica. .............................................. 21
2.3 Resistencia mecánica ................................................. 21
2.4 Otras propiedades de interés ..................................... 23
3. PRINCIPALES APLICACIONES ............................................. 27
3.1 Dispositivos electrónicos avanzados (procesado-
res de próxima generación) ...................................... 29
3.2 Pantallas táctiles flexibles .......................................... 32
3.3 Generación y almacenamiento de energía ............... 33
3.4 Otras aplicaciones de interés .................................... 39
4. EL GRAFENO EN DEFENSA .................................................. 45
4.1 Aplicaciones ................................................................ 47
4.2 El grafeno en la ETID .................................................. 53
5. PERSPECTIVAS DEL GRAFENO ........................................... 57
5.1 Publicaciones y patentes............................................ 59
5.2 Los retos del grafeno .................................................. 61
5.3 ¿Podría el grafeno sustituir al silicio? ...................... 62
6. EL MERCADO DEL GRAFENO .............................................. 65
6.1 La situación del mercado en España ........................ 69
6.2 La situación del mercado en Europa ......................... 71
7
Página
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................... 75
8 ANEXOS .................................................................................... 81
A. Métodos de obtención de grafeno .............................. 85
B. Productores/desarrolladores de grafeno ................... 95
9 BIBLIOGRAFIA ........................................................................ 107
PRÓLOGO
La presente Monografía ha sido realizada por el Sistema de Observación
y Prospectiva Tecnológica (SOPT) de la Subdirección de Tecnología e In-
novación (SDG TECIN) de la Dirección General de Armamento y Material
(DGAM).
Quiero felicitar a todos los que han hecho posible esta monografía, y en
concreto al técnico del Observatorio Tecnológico de Materiales, Luis Mi-
guel Requejo Morcillo, por su dedicación y esfuerzo. También, extender
este agradecimiento al resto de miembros del SOPT y muy especial-
mente al Dr. Carlos Rivera de Lucas, del Área de Optrónica y Acústica
del ITM, que han contribuido a que podamos tener hoy este trabajo en
nuestras manos.
C.F. Ing. José María riola rodríguez
Jefe del SOPT
Subdirección General de Tecnología e Innovación
Dirección General de Armamento y Material
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MOTIVACIÓN
Son muchas las noticias y desarrollos que se han publicado en los últi-
mos años en relación al grafeno, a sus excelentes propiedades y a sus
aplicaciones, que muestran a este material como uno de los más revo-
lucionarios en el presente y que probablemente tendrá un mayor impac-
to en muchas industrias y sectores, entre ellos el de la Defensa. Esta
monografía pretende ser una sencilla guía de consulta sobre el estado
actual de la tecnología del grafeno y de sus potenciales aplicaciones, en
principio civiles, pero especialmente en el sector de la defensa.
En primer lugar, se describe el grafeno, desde un punto de vista estruc-
tural e intentando explicar su comportamiento y sus propiedades de un
modo sencillo, sin profundizar en aspectos o terminología que pueda
resultar técnicamente muy compleja. Posteriormente se han descrito sus
potenciales aplicaciones civiles y militares, revisando algunos de los últi-
mos avances que se han logrado por parte de empresas y de la comuni-
dad científica en todo el mundo.
Se ha incluido un capítulo en el que se analiza a grandes rasgos la situa-
ción actual del mercado del grafeno tanto a nivel nacional, como euro-
peo, comparativamente al resto del mundo y en el que se ha estimado la
progresión de este mercado en los próximos años.
Por último, dos anexos en esta monografía describen los procesos de
fabricación de grafeno más empleados y conocidos a día de hoy y, ade-
más, con el objetivo de conocer cuáles son en la actualidad los actores
más importantes vinculados a la fabricación y desarrollo de aplicaciones
del grafeno, se ha llevado a cabo una recopilación de los mismos, men-
cionando brevemente sus principales actividades.
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1. INTRODUCCIÓN
1. INTRODUCCIÓN
El grafeno no es un material completamente nuevo por su composición
ya que está formado por átomos de carbono, al igual que otros muchos
materiales como el grafito, el diamante, los fulerenos, los nanotubos de
carbono, etc. Sí es nuevo por su estructura, ya que se trata de un mate-
rial que puede considerarse bidimensional tanto por la disposición de los
átomos de carbono que lo forman como por poseer el mínimo espesor
correspondiente a una única capa atómica (monocapa). En la figura 1-f
se observa que la red cristalina bidimensional es de tipo hexagonal.
Figura 1 1 Algunas de las formas alotrópicas del carbono más conocidas: a) diamante,
b) grafito, c) carbono amorfo, d) fulereno, e) nanotubo de carbono, f) grafeno. (Fuente:
http://clasificacion106ae6.blogspot.com.es/2012/03/fromas-alotropicas-del-carbono.
html)
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