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Dos científicos de origen ruso que trabajan actualmente en Reino Unido, ambos en plena actividad investigadora y uno de ellos especialmente joven, reciben este año el Premio Nobel de Física por la obtención de un nuevo material, el grafeno, que deslumbra por sus potenciales aplicaciones: futuros ordenadores más eficaces que los actuales, pantallas electrónicas flexibles, paneles solares y un larguísimo etcétera. Pero también interesa sobremanera el grafeno a los expertos por sus sorprendentes propiedades físicas. Los premiados son Andre Geim y el que fue su alumno de doctorado, Konstantin Novoselov, que obtuvieron este material, formado por una única capa de átomos de carbono, con un procedimiento experimental conceptualmente muy simple: sustrayendo, con cinta adhesiva, láminas sucesivas de un bloque de grafito, el material del que están hechas las puntas de los lápices. Muchos pensaban que era imposible, pero los dos galardonados con el Nobel son de esos científicos que explotan toda la osadía creativa en el laboratorio.
Un científico con mucho desparpajo
Nobel de Química para tres artífices de herramientas clave de la química orgánica
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Uno de los premiados es el más joven que lo recibe desde 1973
El hallazgo destaca por sus grandes propiedades como conductor eléctrico
"Es un fantástico honor", declaró ayer Geim. "La gente había hablado del grafeno como posible candidato al Nobel, así que no supone una sorpresa para la comunidad investigadora. Pero yo no esperaba obtener el premio personalmente, así que anoche dormí profundamente". Novoselov también se sorprendió: "Me quedé de piedra cuando me enteré de la noticia y mi primer pensamiento fue ir al laboratorio y decírselo al equipo", informa Efe. Ahora se repartirán el honor y el millón de euros del Nobel.
Geim y Novoselov nacieron en Rusia hace 51 y 36 años respectivamente, pero ambos trabajan desde hace varios años en la universidad británica de Manchester, "atraídos por la perspectiva de una financiación adecuada para sus investigaciones y un entorno estimulante en una universidad destacada", según declaró ayer la Royal Society británica. Geim tiene nacionalidad holandesa y Novoselov es ruso-británico. El comité Nobel de la Real Academia de Ciencias Sueca se ha dado prisa en este caso, al conceder el galardón a un descubrimiento reciente, ya que Geim y Novoselov anunciaron la obtención del grafeno en 2004.
Se trata de un material de átomos de carbono en una configuración plana -un material bidimensional cristalino, dice la Fundación Nobel- del grosor de un solo átomo. En comparación, un milímetro de grafito está formado por tres millones de capas de grafeno una encima de otra.
Sus propiedades son extraordinarias: es un óptimo conductor eléctrico, tan eficaz como el cobre, y como conductor de calor supera a cualquier otro material conocido. Además, el grafeno es prácticamente transparente, y a la vez tan denso que ni siquiera el helio (el átomo de gas más pequeño) lo atraviesa, explica la academia sueca.
Tras los fulerenos, una estructura esférica de carbono cuyo descubrimiento obtuvo el Nobel de Química en 1996, y los nanotubos, llegó el grafeno, y sus aplicaciones potenciales son inmensas, afirman los expertos. Se podrían fabricar con este material revolucionario transistores mucho más eficaces que los actuales de silicio, y dada su transparencia y capacidad conductora, es especialmente adecuado para producir pantallas táctiles transparentes, paneles luminosos y, tal vez, paneles solares. Varios avances se están ensayando ya.
Pero el grafeno también ha deslumbrado a los físicos por las oportunidades de investigación básica que ofrece, dado que permite explorar fenómenos de la mecánica cuántica. "Es el sólido en que los electrones circulan más rápido, se comportan como si fueran relativistas", explica Rodolfo Miranda, catedrático de la Universidad Autónoma de Madrid, cuyo equipo trabaja también con este material "que tiene una estructura perfecta".
Un científico con mucho desparpajo
Con el Nobel de Física, Andre Geim se convierte en un científico especial, ya que hace una década recibió el IgNobel, el considerado nobel alternativo. "Creo que soy la primera persona que ha ganado los dos y estoy muy orgulloso de ambos", dijo ayer con mucho desparpajo. El alternativo lo logró por un experimento realizado en 1997, cuando consiguió hacer levitar una rana en un campo magnético. La misma Fundación Nobel recogía este dato biográfico en la presentación del galardón de verdad, el que se concede en Estocolmo.
Geim es un investigador que disfruta al máximo en el laboratorio y que salta de un tema a otro. "No voy a permitir que cambie mi rutina", declaró ayer, añadiendo que, pese al premio, tenía intención de ir a trabajar como todos los días y de terminar un artículo científico pendiente. Era un propósito poco realista que seguramente no pudo cumplir, dada la repercusión mundial del galardón.
El otro premiado, Konstantin Novoselov, también es un caso poco corriente: a sus 36 años, es el Nobel de Física más joven desde 1973.Seguir leyendo »
La aparición de los plásticos revolucionó, en su día, la industria y la tecnología y su desarrollo ha afectado a nuestra civilización. ¿Sucederá lo mismo con el grafeno y materiales asociados? El Premio y la Medalla Mott, instituidos por el Institute of Physics británico, en 1997, para conmemorar al Premio Nobel Sir Nevil Mott, son unas de las principales recompensas mundiales en el campo de la materia condensada y de los nuevos materiales. Los del presente año 2007 se han concedido a Amdre Geim, director de un equipo investigador de la Facultad de Astronomía y Física de la Universidad de Manchester, por el descubrimiento de un asombroso material bidimensional, el grafeno, cuyas láminas solo tienen el espesor de un átomo.
HISTORIA
El grafeno es un miembro de una familia más amplia de estructuras en las que los átomos de carbono se unen en láminas planas, formando un panal de abejas hexagonal (con un átomo en cada vértice). Situados muchos panales uno sobre otro, se tiene grafito. Si se enrolla una porción de una de esas láminas en forma de esfera, como un balón de futbol, se producen fullerenos, unas moléculas de tan gran interés que a sus descubridores se les concedió el Nobel de Química del año 1996, tal como comentamos oportunamente en este periódico (véase http://servicios.laverdad.es/cienciaysalud/6_3_35.html). Si el panal se enrolla formando un cilindro se tiene un nanotubo de carbono. Y, un grafeno sería un único de esos panales extendido, una estructura casi plana, bidimensional, ya que su espesor es el de sólo un átomo.
Fue en el año 2004 cuando el grupo de Manchester y otro ruso, el del Dr. Kostya Novoselov, del Instituto para la Tecnología de la Microelectrónica en Chernogolovka, Rusia, publicaron en la revista Science los primeros hallazgos sobre este material. En el año 2005, junto con otros investigadores holandeses e, independientemente, Philip Kim y sus colaboradores de Columbia University, exploraron algunas de las propiedades electrónicas del grafeno y lo más actual es un artículo, enviado a publicar a la revista Physical Review Letters, así como una excelente y recentísima revisión en la revista Nature Material, sobre la consecución práctica de fabricación de las membranas de grafeno de un átomo de espesor, con aplicaciones prácticas muy diversas.
PROPIEDADES
Para el profesor Eaves, experto en semiconductores de la Universidad de Nottingham el del grafeno es el más excitante descubrimiento llevado a cabo en la última década en la física del estado sólido. Y para el Dr Novoselov, colaborador del Dr. Geim, lo más importante es que las consecuencias no se limitarán a la aparición de unos pocos materiales, sino a un nuevo conjunto de miles de ellos diferentes, con amplias gamas de aplicaciones particulares. De hecho, hace cuatro años se realizaron un par de tesis doctorales sobre el grafeno. Actualmente, varios centenares están en marcha. ¿Cuáles son sus sugerentes propiedades? Bastantes. He aquí algunas:
Los electrones interaccionan con el panal del grafeno y se pueden mover por las celdas hexagonales, a una velocidad solo cuatrocientas veces inferior a la velocidad de la luz, muy superior usual de los electrones en un conductor ordinario, lo que es suficiente para que exhiban comportamientos relativistas. Además, los electrones mantienen esta velocidad incluso a muy bajas temperaturas comportándose como si no tuviesen masa en reposo. Por ello, para poder estudiar la física de estos electrones es necesario utilizar la ecuación de Dirac para fermiones sin masa.
El paso de los electrones (electricidad) por el grafeno origina un efecto Hall cuántico que es imprescindible para su comportamiento como semiconductor. Pero mientras que otros semiconductores sólo presentan este efecto a temperaturas muy bajas, el grafeno lo mantiene bien incluso a temperatura ambiente, lo que le convierte en un excelente semiconductor y su conductividad eléctrica no decae por debajo de un valor mínimo, incluso cuando no hay electrones libres en el grafeno. Este resultado es completamente contraintuitivo pues en cualquier otro material la conductividad eléctrica desaparece cuando no hay cargas.
El grafeno, actuando como semiconductor estable y bidimensional permite que los electrones se muevan libremente por el camino que más convenga, no ceñidos a un camino recto como en los transistores convencionales basados en las capacidades semiconductoras del silicio, que es empleado para crear pequeñísimos tubos por donde fluye la corriente eléctrica. Además, al contrario que en otros sistemas bidimensionales que tengan pequeñas impurezas, en el grafeno los electrones no se pueden quedar aislados en zonas donde no puedan salir.
En resumen, el grafeno es un semiconductor que puede operar a escala nanométrica y a temperatura ambiente, con propiedades que ningun otro semiconductor ofrece y todo apunta a que se podrán crear nuevos miniaturizados dispositivos electrónicos insospechados con este material, pudiéndonos acercar rápidamente a la prometedora computación cuántica, por lo que, previsiblemente toda la humanidad se verá favorablemente afectada. Aunque la realidad de sus aplicaciones no se evidenciará hasta que aparezcan los primeros productos comerciales, su importancia es ya enorme en la física fundamental porque gracias al nuevo material los fenómenos relativísticos cuánticos, algunos de ellos no observables en la física de alta energía, pueden ahora reproducirse y probarse en experimentos de laboratorio relativamente sencillos. Así ha sucedido con algunos aspectos de la teoría de la Relatividad de Einstein.
FABRICACIÓN
Cuando escribimos con un lápiz la fricción con el papel arranca haces de láminas, débilmente unidas entre sí, y las deposita en forma de escritura sobre la superficie del papel. Posiblemente, estamos produciendo también multitud de capas invisibles de grafeno. En los laboratorios, se obtuvo con sorprendente facilidad, frotando una porción microscópica de grafito sobre un chip de silicio, con lo cual quedaban depositadas alrededor de un centenar de láminas superpuestas. El silicio se puede disolver en ácido o bien se puede usar una cinta adhesiva para separar las láminas. En este último caso se pliega la cinta adhesiva para que quede pegada a las dos caras de la lasca de grafito y se abre de nuevo, con lo que se consigue la separación de láminas. Repitiendo la operación varias veces las láminas obtenidas son de menor espesor, hasta conseguir la monocapa de grafeno de un átomo de espesor. Hace unos meses los becarios de la Universidad de Columbia participantes en los proyectos sobre grafeno recibían por la labor anterior 10$ la hora. Como es lógico, ya existen varios proyectos industriales en desarrollo para la fabricación industrial de grafeno, siendo el más avanzado el del Georgia Institute of Technology usando láminas de carburo de silicio calentadas a 1300 °C, de modo que los átomos de silicio se van evaporando de la superficie mientras que los átomos de carbono que no se evaporan se van restructurando en forma de láminas de grafeno
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La aparición de los plásticos revolucionó, en su día, la industria y la tecnología y su desarrollo ha afectado a nuestra civilización. ¿Sucederá lo mismo con el grafeno y materiales asociados? El Premio y la Medalla Mott, instituidos por el Institute of Physics británico, en 1997, para conmemorar al Premio Nobel Sir Nevil Mott, son unas de las principales recompensas mundiales en el campo de la materia condensada y de los nuevos materiales. Los del presente año 2007 se han concedido a Amdre Geim, director de un equipo investigador de la Facultad de Astronomía y Física de la Universidad de Manchester, por el descubrimiento de un asombroso material bidimensional, el grafeno, cuyas láminas solo tienen el espesor de un átomo.
HISTORIA
El grafeno es un miembro de una familia más amplia de estructuras en las que los átomos de carbono se unen en láminas planas, formando un panal de abejas hexagonal (con un átomo en cada vértice). Situados muchos panales uno sobre otro, se tiene grafito. Si se enrolla una porción de una de esas láminas en forma de esfera, como un balón de futbol, se producen fullerenos, unas moléculas de tan gran interés que a sus descubridores se les concedió el Nobel de Química del año 1996, tal como comentamos oportunamente en este periódico (véase http://servicios.laverdad.es/cienciaysalud/6_3_35.html). Si el panal se enrolla formando un cilindro se tiene un nanotubo de carbono. Y, un grafeno sería un único de esos panales extendido, una estructura casi plana, bidimensional, ya que su espesor es el de sólo un átomo.
Fue en el año 2004 cuando el grupo de Manchester y otro ruso, el del Dr. Kostya Novoselov, del Instituto para la Tecnología de la Microelectrónica en Chernogolovka, Rusia, publicaron en la revista Science los primeros hallazgos sobre este material. En el año 2005, junto con otros investigadores holandeses e, independientemente, Philip Kim y sus colaboradores de Columbia University, exploraron algunas de las propiedades electrónicas del grafeno y lo más actual es un artículo, enviado a publicar a la revista Physical Review Letters, así como una excelente y recentísima revisión en la revista Nature Material, sobre la consecución práctica de fabricación de las membranas de grafeno de un átomo de espesor, con aplicaciones prácticas muy diversas.
PROPIEDADES
Para el profesor Eaves, experto en semiconductores de la Universidad de Nottingham el del grafeno es el más excitante descubrimiento llevado a cabo en la última década en la física del estado sólido. Y para el Dr Novoselov, colaborador del Dr. Geim, lo más importante es que las consecuencias no se limitarán a la aparición de unos pocos materiales, sino a un nuevo conjunto de miles de ellos diferentes, con amplias gamas de aplicaciones particulares. De hecho, hace cuatro años se realizaron un par de tesis doctorales sobre el grafeno. Actualmente, varios centenares están en marcha. ¿Cuáles son sus sugerentes propiedades? Bastantes. He aquí algunas:
Los electrones interaccionan con el panal del grafeno y se pueden mover por las celdas hexagonales, a una velocidad solo cuatrocientas veces inferior a la velocidad de la luz, muy superior usual de los electrones en un conductor ordinario, lo que es suficiente para que exhiban comportamientos relativistas. Además, los electrones mantienen esta velocidad incluso a muy bajas temperaturas comportándose como si no tuviesen masa en reposo. Por ello, para poder estudiar la física de estos electrones es necesario utilizar la ecuación de Dirac para fermiones sin masa.
El paso de los electrones (electricidad) por el grafeno origina un efecto Hall cuántico que es imprescindible para su comportamiento como semiconductor. Pero mientras que otros semiconductores sólo presentan este efecto a temperaturas muy bajas, el grafeno lo mantiene bien incluso a temperatura ambiente, lo que le convierte en un excelente semiconductor y su conductividad eléctrica no decae por debajo de un valor mínimo, incluso cuando no hay electrones libres en el grafeno. Este resultado es completamente contraintuitivo pues en cualquier otro material la conductividad eléctrica desaparece cuando no hay cargas.
El grafeno, actuando como semiconductor estable y bidimensional permite que los electrones se muevan libremente por el camino que más convenga, no ceñidos a un camino recto como en los transistores convencionales basados en las capacidades semiconductoras del silicio, que es empleado para crear pequeñísimos tubos por donde fluye la corriente eléctrica. Además, al contrario que en otros sistemas bidimensionales que tengan pequeñas impurezas, en el grafeno los electrones no se pueden quedar aislados en zonas donde no puedan salir.
En resumen, el grafeno es un semiconductor que puede operar a escala nanométrica y a temperatura ambiente, con propiedades que ningun otro semiconductor ofrece y todo apunta a que se podrán crear nuevos miniaturizados dispositivos electrónicos insospechados con este material, pudiéndonos acercar rápidamente a la prometedora computación cuántica, por lo que, previsiblemente toda la humanidad se verá favorablemente afectada. Aunque la realidad de sus aplicaciones no se evidenciará hasta que aparezcan los primeros productos comerciales, su importancia es ya enorme en la física fundamental porque gracias al nuevo material los fenómenos relativísticos cuánticos, algunos de ellos no observables en la física de alta energía, pueden ahora reproducirse y probarse en experimentos de laboratorio relativamente sencillos. Así ha sucedido con algunos aspectos de la teoría de la Relatividad de Einstein.
FABRICACIÓN
Cuando escribimos con un lápiz la fricción con el papel arranca haces de láminas, débilmente unidas entre sí, y las deposita en forma de escritura sobre la superficie del papel. Posiblemente, estamos produciendo también multitud de capas invisibles de grafeno. En los laboratorios, se obtuvo con sorprendente facilidad, frotando una porción microscópica de grafito sobre un chip de silicio, con lo cual quedaban depositadas alrededor de un centenar de láminas superpuestas. El silicio se puede disolver en ácido o bien se puede usar una cinta adhesiva para separar las láminas. En este último caso se pliega la cinta adhesiva para que quede pegada a las dos caras de la lasca de grafito y se abre de nuevo, con lo que se consigue la separación de láminas. Repitiendo la operación varias veces las láminas obtenidas son de menor espesor, hasta conseguir la monocapa de grafeno de un átomo de espesor. Hace unos meses los becarios de la Universidad de Columbia participantes en los proyectos sobre grafeno recibían por la labor anterior 10$ la hora. Como es lógico, ya existen varios proyectos industriales en desarrollo para la fabricación industrial de grafeno, siendo el más avanzado el del Georgia Institute of Technology usando láminas de carburo de silicio calentadas a 1300 °C, de modo que los átomos de silicio se van evaporando de la superficie mientras que los átomos de carbono que no se evaporan se van restructurando en forma de láminas de grafeno
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Lucas Rebolini es el hijo mayor de los actores Antonio Grimau y Leonor Manso, y desapareció hace 15 días del apartamento en el que vive solo en el barrio de La Recoleta, en la zona norte de la capital del país.
'Con la mamá estamos muy preocupados. Hemos hecho la denuncia policial y ahora la hacemos por los medios porque hace 15 días que no tenemos noticias suyas', aseguró Grimau en declaraciones a radios de Buenos Aires.
El actor contó que su hijo es músico, no suele utilizar internet ni teléfono móvil, y que todo en su apartamento 'se encuentra en perfecto orden'.
'Incluso en su casa está su guitarra, que es su herramienta de trabajo y lleva a todos lados', indicó Grimau antes de aclarar que 'no existe un conflicto familiar de por medio' que pueda hacerles sospechar de alguna situación extraña.
'Es un tipo normal, independiente, cuidadoso, deportista. Todo en su apartamento da la idea de 'salgo un rato y vuelvo'', comentó el actor, habitual protagonista de culebrones televisivos y obras de teatro.
Grimau ha utilizado su página de Facebook para pedir datos que ayuden a encontrar a su hijo, mientras tramita un recurso de 'hábeas corpus' para que, dijo, 'la búsqueda sea más rigurosa ya que hasta el momento no hay pistas ciertas'.
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