dimecres, d’octubre 06, 2010

Nobel de física: el grafè

Quan es pensa en un premi Nobel de física és fàcil que ens vinguin al cap grans instal·lacions amb equipaments sofisticats i tecnologies misterioses. Normalment és així, però tota regla té les seves excepcions, i el premi Nobel d’aquest any l’han guanyat dos investigadors que van fer servir com a material de partida... la mina d’un llapis i una tira de cinta adhesiva (si, del "celo"de tota la vida).

El premi l’han guanyat l’Andre Geim i el Konstantín Novosiólov, tots dos nascuts a Rússia però amb nacionalitats britànica i holandesa, per “els innovadors experiments sobre el material bidimensional grafè”. El grafè està esdevenint molt ràpidament un dels materials més de moda que hi ha. I, curiosament, no és estrany ni poc abundant. Si teniu un llapis disposeu d’un bon grapat de milions de làmines de grafè.

La clau està en l’àtom de carboni, que es pot ordenar de moltes maneres diferents. Una de les més conegudes és el diamant. Una gran macromolècula en la que tots els àtoms de carboni estan units uns amb altres fent una mena de gran piràmide. També hi ha el grafit, que és el material de les mines dels llapis. En aquest cas, els àtoms de carboni estan units entre si fent làmines. Quan escrivim amb llapis, el que fem és anar deixant capes d’aquestes. La gràcia és que els àtoms estan units molt intensament dins la làmina, però cada làmina es manté molt feblement unida a la de sobre i la de sota. Doncs be, cada una d’aquestes làmines que formen el grafit és una làmina de grafè.

La seva estructura és la d’àtoms de carboni units de forma hexagonal en una única làmina. Com que són unions atòmiques, el material és extremadament resistent, però a sobre és extremadament prim. Un únic àtom de gruix. I això li dóna les seves característiques que el fan tan especial. És un bon conductor de la corrent i del calor, transparent, flexible i lleuger, però molt més resistent que l’acer. Permet fer xips que van més ràpids que els de silici i que requereixen menys electricitat i ja s’han fet pantalles de grafè flexibles.

I a més, en ser una única capa, podem plegar-la enrotllar-la o modificar-la com ens sembli. Per fer nanotubs de carboni, buckyboles i altres materials amb noms més o menys divertits, el grafè és ideal. I el fet que tingui una única capa d’àtoms li atorga algunes propietats particularment útils. Si has de fer un detector, el grafè és, de nou, ideal. Un únic àtom dipositat sobre la seva superfície alteraria les seves propietats i permetria detectar-lo sense problemes.

Doncs el gran esclat en l’estudi d’aquest material el van iniciar els dos investigadors que ahir van ser guardonats. Un problema que tenien inicialment va ser aconseguir grafè prou pur com per estudiar-lo, i ho van resoldre fent servir el mètode de la cinta adhesiva. Simplement es tracta de posar un tros de grafit (de mina de llapis) sobre un tros de celo. Pressionar pels dos costats de manera que quedin fragments adherits, i repetir la operació fins que quasi no es vegi. Entre els molts fragments que reten units al final n’hi ha alguns de grafè. Sembla fàcil i, realment ho és (aquí podeu veure un exemple de com es fa).

Ara encara ens sona un nom estrany, però en un futur molt proper el grafè formarà part de les nostres vides, causant una revolució semblant a la que va passar amb el silici. I, entre moltes altres coses, aquests canvis seran gràcies a uns investigadors amb imaginació i una mica de cinta adhesiva.

10 comentaris :

XeXu ha dit...

Company, pensava que això dels IgNobel era l'altre dia! D'acord, d'acord, ja estarem al cas.

Carquinyol ha dit...

Això de llegir les coses mig adormit no és sa, avia llegit que el títol era el cafè !!! He començat a llegir el post i no entenia res, així que he tornat a mirar el títol.... i he tornat a llegir el cafè !!!!!! Realment necessito un !

I parlant del que es tracta, jo ja estic desitjant veure les novetats que aporta en el meu camp professional.

Anònim ha dit...

Sovint ens pensem que ja tot està inventat, i que per treure coses mínimament noves s'han de fer invents molt espectaculars utilitzant maquinaria d'última generació.

Això és una bona prova que no és sempre cert!

Clidice ha dit...

vaja! a aquest pas no m'acabaré de comprar mai l'últim gadget, perquè sempre em dieu que aviat hi haurà canvis!

I com és que aquest invent no està més desenvolupat i no es veu al mercat? o s'està veient i no en sabem res? m'estranyaria però.

Laia ha dit...

Això de que les coses que semblen més quotidianes acabin tenint grans aplicacions i propietats inesperades... m'encanta :) Un minitrosset de llapis fent nanotubs!!! Genial!!!

Això dels nanotubs de carboni ho vas comentar una vegada, que es feien servir per fer ascensors espacials, o una cosa així...

Alasanid ha dit...

La veritat és que a tot arreu destaquen les aplicacions tecnològiques que tindrà, però des del punt de vista físic té algunes peculiaritats que fan que sigui molt estudiat.

I no, pel que sembla no fa falta un gran laboratori (quan entres en un de física hi veus cada cosa... (entre xapusses i màquines estranyes)).

I el millor de tot és que l'Andre Geim va guanyar l'IgNobel el 2000 (és el de la granota). I és la primera persona en guanyar-los tots dos.

PS: Xexu, no anaves tan desencaminat XD.

Dan ha dit...

XeXu. Ja se que és un embolic perquè, com diu l'alasanid, en Geim va guanyar també l'IgNobel l'any 2000 per fer levitar una granota. Si es que la ciència ja les té aquestes coses.

Carquinyol. Coi. Ara jo també llegeixo café cada vegada!

Anonim. La millor eina del científic és la imaginació... (modulada amb el rigor, és clar)

Clidice. pensa que els treballs amb això van començar fa tot just cinc anys. Però ja es fan coses ja.

Laia. Exacte. Com que els nanotubs son tant resistents, si s'hages de fer un ascensor espacial, serien un material ideal.

Alasanid.Si topes amb un laboratori ple de celo ja saps a que es dediquen :-D

Gerard ha dit...

I encara n'hi ha més! No només és transparent i primíssim, sinó que és impermeable a àtoms d'heli (!!!)

Dan ha dit...

Si es que aquest material és una canya!

Anònim ha dit...

¡Que envidia!
En física tenéis toda esta información.
En economía uno no encuentra ni en la wikipedia quienes son los premios nobel de este año.

Supongo que por eso estamos como estamos.