Premio Nobel de Física 2010 - Descubriendo la Física
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Premio Nobel de Física 2010

De Descubriendo la Física

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Fue otorgado a dos físicos nacidos en Rusia, Andre Geim, quien tiene actualmente ciudadanía holandesa y Kostya Novoselov, quien tiene doble nacionalidad (británico-rusa), por sus investigaciones sobre el grafeno, un material de gran utilidad para desarrollar dispositivos electrónicos más eficientes.

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Izquierda: Andre Geim (Holanda) - Derecha: Kostya Novoselov (Rusia - Gran Bretaña)

Investigar en lo que se denomina ciencia de frontera puede parecer a primera vista muy costoso y complejo, más aún, si alguien nos dijera que con una simple cinta adhesiva se puede lograr resultados extraordinarios nos resultaría difícil de creer! Sin embargo, los ganadores del premio Nobel de Física 2010, Andre Geim y Kostya Novoselov, trabajando conjuntamente con un grupo de colaboradores en la Universidad de Manchester, Inglaterra, demostraron en el año 2004 que esto era posible! Con la ayuda de una cinta de pegar extrajeron de una muestra de grafito una delicada lámina de carbón cristalino de un átomo de espesor, conocida como grafeno, logrando una hazaña que parecía hasta ese momento imposible. Muchos científicos pensaban que un cristal bidimensional como el grafeno tendería a enrollarse sobre si mismo y nunca permanecería plano, algo que finalmente Geim y su grupo de colaboradores habían logrado, después de años de intentos infructuosos tratando de aislar el grafeno. Este nuevo cristal, es el sólido más delgado del mundo y se puede ver además con un microscopio óptico. El grafeno posee una estructura atómica similar a la de un nido de abejas, es decir formada por celdas hexagonales distribuidas en una fina lámina de una única capa de átomos (ver figura) que es la estructura primaria de todos los sistemas basados en el carbono. El grafito de la mina de un lapiz es simplemente una pila de capas de grafeno, los nanotubos de carbono están hechos de láminas de grafeno enrolladas, las moléculas de fullereno son esferas de tamaño nanométrico de grafeno enrollado.

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Este nuevo material se caracteriza por poseer una alta conductividad térmica y eléctrica, es decir en un muy buen conductor del calor y la electricidad, y por combinar una alta elasticidad y ligereza con una alta densidad y extrema dureza, es más fuerte que el acero, lo que lo sitúa como el material más resistente del mundo. Este material es tan resistente que, según escribió el comité de los premios Nobel al conceder el galardón a los descubridores del material, un gato podría balancearse en una hamaca de grafeno que pesaría menos que uno de sus bigotes. Esto abre enormes posibilidades para el desarrollo de dispositivos electrónicos flexibles y más eficientes, como pantallas táctiles, computadoras y paneles solares. La resistencia eléctrica del grafeno fue predicha en forma teórica en 1986 por el físico argentino Eduardo Fradkin, quien trabaja en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, y fue observada experimentalmente por Geim y sus colaboradores en el año 2005. Una propiedad extraordinaria del grafeno es que debido a su estructura bidimensional de nido de abeja los electrones se mueven en su interior como si no tuvieran masa! Este efecto fue predicho por el físico teórico canadiense Philip Wallace en 1947. Los electrones en el grafeno se mueven a velocidades 300 veces menores que la velocidad de la luz en el vacío (300.000 km/seg). Como los electrones transportan carga pueden ser manipulados mediante campos electromagnéticos lo cual genera

grandes expectativas en cuanto al avance de los dispositivos electrónicos ya que según los expertos los diseños de grafeno serán más rápidos que los de silicio, que se emplean actualmente en la mayoría de aparatos electrónicos.

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