Representación artística do grafeno.
O **grafeno** é unha substancia formada por carbono puro, con átomos dispostos nun patrón regular hexagonal similar ó grafito, pero nunha folla dun átomo de espesor. É moi lixeiro, unha lámina de 1 metro cadrado pesa tan só 0,77 miligramos.

O grafeno é un alótropo do carbono, un teselado hexagonal plano (como panal de abella) formado por átomos de carbono e ligazóns covalentes que se xeran a partir da superposición dos híbridos sp2 dos carbonos enlazados.

O Premio Nobel de Física de 2010 outorgóuselle a Andre Geim e a Konstantín Novosiólov polos seus revolucionarios descubrimentos sobre o material bidimensional grafeno.

Mediante a hibridación sp2 explícanse mellor os ángulos de ligazón, a 120°, da estrutura hexagonal do grafeno. Como cada un dos carbonos contén catro electróns de valencia no estado hibridado, tres deses electróns alóxanse nos híbridos sp2, e forman o esqueleto de ligazóns covalentes simples da estrutura.

O electrón sobrante alóxase nun orbital atómico de tipo «p» perpendicular ó plano dos híbridos. O solapamento lateral de devanditos orbitais dá lugar á formación de orbitais de tipo π. Algunhas destas combinacións propician un xigantesco orbital molecular deslocalizado entre todos os átomos de carbono que constitúen a capa de grafeno.

O nome provén de intercambio -no vocábulo grafito- de sufixos: «ito» por «eno»: propio dos carbonos con ligazóns dobres. En realidade, a estrutura do grafito pode considerarse unha pila de gran cantidade de láminas de grafeno superpostas. As ligazóns entre as distintas capas de grafeno apiladas débense a forzas de Van der Waals e interaccións dos orbitais π dos átomos de carbono.

Estrutura cristalina do grafito. Ilústranse as interaccións das diversas capas de aneis aromáticos condensados.
No grafeno, a lonxitude das ligazóns carbono-carbono é de aproximadamente 1,42 Å (Ångströms). É o compoñente estrutural básico de todos os demais elementos grafíticos, incluídos o propio grafito, os nanotubos de carbono e os fullerenos.

A esta estrutura tamén se lle pode considerar unha molécula aromática extremadamente extensa nas dúas direccións espaciais. É dicir, sería o caso límite dunha familia de moléculas planas de hidrocarburos aromáticos policíclicos denominada grafenos.

Descrición
----------

O grafeno perfecto está constituído exclusivamente por celas hexagonais. Celas pentagonais ou heptagonais corresponden a defectos. Ante unha cela pentagonal illada, o plano engúrrase en forma cónica. A presenza de 12 pentágonos crearía un fullereno. A inserción dun heptágono achegaríalle forma de cadeira. Os nanotubos de carbono de parede única son cilindros de grafeno.

No compendio tecnolóxico da Unión Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) establécese:

Anteriormente, utilizáronse para o termo grafeno descricións como capas de grafito, capas de carbono ou follas de carbono. [...] Non é correcto utilizar, para unha soa capa, un termo que inclúa o termo grafito, que implica unha estrutura tridimensional. O termo grafeno debe ser usado só cando se trata das reaccións, as relacións estruturais ou outras propiedades de capas individuais.
Neste sentido, ó grafeno definíuselle como hidrocarburo aromático policíclico infinitamente alternante de aneis de só seis átomos de carbono. A molécula máis grande deste tipo contén 222 átomos de carbono ou 37 «unidades de benceno» separadas.

As cifras da oración anterior son as contidas no resumo da cita. **Debería ser:** 111 átomos de carbono e 111 átomos de hidróxeno ou, máis simple, 222 átomos, o cal resulta de 37 x 6 (átomos de carbono -ou de hidróxeno- do benceno, de fórmula C6H6) = 222, ou ben: 18.5 aneis de benceno: 18.5 x 12 (átomos do benceno) = 222.

A opción de «unidades» foi para obter unha cifra «redonda» (37), e por conseguinte evitar a expresión fraccionaria (18,5).

Estruturas de resonancia no benceno (exemplo clásico).
A ilustración anterior, relativa á estrutura molecular de dúas mesómeros de benceno, permite mellor comprensión do enunciado previamente.

Propiedades destacadas
----------------------

Entre as propiedades destacadas deste material inclúense:

* É moi flexible
* É transparente
* Autoenfriamento (segundo algúns científicos da Universidade de Illinois).
* Condutividade térmica e eléctrica altas.
* Elasticidade e dureza elevadas.
* (Sobre todo) Moi alta dureza: 200 veces maior que a do aceiro, case igual á do diamante.
* Reacción química con outras substancias para producir compostos de diferentes propiedades. Isto dótao de gran potencial de desenvolvemento.
* Soporte de radiación ionizante.
* Gran lixeireza, como a fibra de carbono, pero máis flexible.
* Menor efecto Joule: quéntase menos ó conducir os electróns.
* Para unha mesma tarefa que o silicio, menor consumo de electricidade.
* Xeración de electricidade ó ser alcanzado pola luz.
* Cociente Superficie/Volume moi alto, o que lle outorga un bo futuro no mercado dos supercondensadores.
* Pódese dopar introducindo impurezas para cambiar o seu comportamento primixenio de tal maneira que se poida facer que non repela a auga ou que mesmo mellore aínda máis a condutividade.

Notas
-----

1. ↑  "El Nobel que nació en una papelería", *Público*, 5/10/2010 *(en castelán)*.
2. ↑  Anuncio da Fundación Nobel *(en inglés)*.
3. ↑  Murray Tortarolo, G. e Murray Prisant, G. (xullo 2012). Grafeno: A seguinte revolución tecnolóxica? *Como ves? Revista de Divulgación da Ciencia da Universidade Nacional.* Ano 14, no. 164, pp. 22-25. ISSN 1870-3186.
4. ↑  Simpson, Christopher D.; Brand, J. Diedrich; Berresheim, Alexander J.; Przybilla, Laurence; Räder, Hans Joachim; Müllen, Klaus (2002-03-15). "Synthesis of a Giant 222 Carbon Graphite Sheet". *Chemistry - A European Journal* (en inglés) **8** (6): 1424–1429. ISSN 0947-6539. doi:10.1002/1521-3765(20020315)8:63.0.CO;2-Z.
5. ↑  Murray Tortarolo, G. e Murray Prisant, G. (xullo 2012). Grafeno: A seguinte revolución tecnolóxica? *Como ves? Revista de Divulgación da Ciencia da Universidade Nacional.* Ano 14, non. 164, pp. 22-25. ISSN 1870-3186.
6. ↑  "The transport properties of graphene: An introduction". *Reviews of Modern Physics* **82**: 2673–2700. 2010.
7. ↑  Le, C.; et al. (2008). "Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene". *Science* **321** (5887): 385. PMID 18635798. doi:10.1126/science.1157996. Resumo divulgativo.
8. ↑  "Graphene shows unusual thermoelectric response to light".

Véxase tamén
------------

|  |  |
| --- | --- |
|  | Wikimedia Commons ten máis contidos multimedia na categoría:  ***Grafeno***  |

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q169917
* BNCF: 48469
* BNF: 15672810b
* BRE: 3373516
* EBID: ID
* GND: 7591667-8
* JSTOR: graphene
* LCCN: sh2008005807
* MAG: 30080830
* NDL: 001130423
* PSH: 13952

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* CAS: 1034343-98-0
* ChEBI: 36973
* ECHA: 100.227.924

 |