ANTONIO FERNANDO VALENZUELA FERNÁNDEZ
En primer lugar vamos a dar una definición para divulgación científica, que se podría definir como disciplina que se encarga de llevar el conocimiento científico y técnico a un público no especializado, que va desde los niños hasta las personas de edad. Dicha labor es, sobre todo, interdisciplinaria, aunque la realizan especialmente los científicos, los técnicos, los comunicadores y, de manera más reciente, los divulgadores de la ciencia.
Una vez realizada la definición de divulgación científica, nosotros hemos decidido elegir el siguiente tema de investigación: LOS ELECTRONES DE GRAFENO.
Los electrones que fluyen como líquido en el grafeno (es una sustancia compuesta por carbono puro, con átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal, similar al grafito. Una lámina de un átomo de espesor es unas 200 veces más resistente que el acero actual más fuerte, siendo su densidad más o menos la misma que la de la fibra de carbono, y unas 5 veces más ligero que el aluminio) son insanamente superconductores.
El grafeno no solo es más fuerte que el acero y más duro que el diamante, es incluso mejor conductor que el cobre gracias, en parte, a su estructura bidimensional. Ahora, un equipo de científicos del Instituto Nacional de Grafeno ha realizado una serie de experimentos que han revelado una nueva comprensión de la física de materiales conductores al observar el inusual movimiento de los electrones en el grafeno.
En la mayoría de los metales, la conductividad está limitada por imperfecciones cristalinas que provocan que los electrones se dispersen frecuentemente como si de bolas de billar se trataran, cuando se mueven a través del material. Los expertos han descubierto, sin embargo, que los electrones se comportan de una forma peculiar en el grafeno, como si fluyeran cual líquido, haciéndolos increíblemente conductores de la energía.
Este tipo de conductividad se conoce como flujo super balístico (Transporte balístico se refiere al transporte de electrones en un medio en el cual los electrones no son dispersados en él, por lo tanto éste medio no opone "resistencia" al paso del electrón, sin embargo, la conductividad no es infinita debido a que en un arreglo experimental el medio está conectado con el equipo de medición a través de contactos y por tanto aparece una resistencia debido a ellos.)
EL GRAFENO MUEVE LA ENERGÍA COMO SI DE UN LÍQUIDO SE TRATASE
Durante décadas, los científicos habían especulado que, en algunas circunstancias, los electrones podrían dejar de comportarse como lo hacían habitualmente y chocar tan a menudo que realmente empezasen a moverse como un fluido viscoso con todo tipo de propiedades únicas. Ya el año pasado los investigadores confirmaron el fenómeno, demostrando por primera vez que, incluso a temperatura ambiente, los electrones dentro del grafeno podrían actuar como un fluido 100 veces más viscoso que la miel.
Ahora, el mismo equipo, liderado por Andre Geim, físico de la Universidad de Manchester que ganó el Premio Nobel 2010 por su trabajo sobre el grafeno, ha demostrado que este fenómeno líquido de los electrones es aún más sorprendente de lo que pensábamos.
Al desbloquear este comportamiento fluido, los expertos pudieron observar los electrones en el grafeno rompiendo un límite fundamental para los electrones en un metal normal, conocido como límite balístico de Landauer.
Esta es una de las primeras confirmaciones experimentales que demuestran lo poderoso que podría ser este nuevo tipo de física y, lo que es más importante, también sugiere que podríamos estar al borde de una forma completamente nueva de trasladar la electricidad a través de materiales con una resistencia cercana a cero.
Actualmente, esto es algo que los superconductores pueden lograr, pero su capacidad solo emerge a temperaturas inferiores a -267 ° C. Sin embargo, en este último experimento, los físicos fueron capaces de observar este flujo superbalístico a una temperatura relativamente caliente -123 ° C. De hecho, la resistencia disminuyó a medida que aumentaba la temperatura, lo opuesto a lo que cabría esperar.
¿CÓMO FUNCIONA?
En lugar de aumentar la resistencia, a veces, cuando los electrones chocan entre sí, en realidad pueden comenzar a trabajar juntos y facilitar el flujo de corriente.
Encontrar una forma de conducir más eficientemente la electricidad a temperaturas más altas es uno de los "Santos Griales" de la física, ya que allanaría el camino para conseguir ordenadores ultra eficientes o redes eléctricas que no pierdan el 7% por ciento de su energía como calor.
Por ahora solo hemos rascado la superficie de lo extraño (y extraordinario) que en verdad es el grafeno.
Este fantástico material podría sustituir al silicio en la electrónica, mejorar la eficiencia de las batería, la durabilidad y la conductividad de las pantallas táctiles... un abanico extraordinario de posibilidades.
Este fantástico material podría sustituir al silicio en la electrónica, mejorar la eficiencia de las batería, la durabilidad y la conductividad de las pantallas táctiles... un abanico extraordinario de posibilidades.
BIBLIOGRAFÍA
http://pdm.com.co/logran-flujo-superbalistico-de-electrones-en-grafeno/
https://www.muyinteresante.es/ciencia/articulo/confirmado-los-electrones-en-grafeno-inician-una-nueva-era-de-la-fisica-841503475245
Referencia: R. Krishna Kumar et al. Superballistic flow of viscous electron fluid through graphene constrictions, Nature Physics (2017). DOI: 10.1038/nphys4240
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