Un Nobel del qual se'n parlarà: el grafè

Fotografia: 0,14 nm equivalen a 0, 000 000 000 000 14 m

El premi Nobel de Física l’han donat enguany a Andre Geim i Konstantin Novoselov per la síntesi del grafè, un material sembla que molt exòtic amb propietats fascinants.

Però el grafè no té res d’exòtic. Podríem dir que el grafit, el material de què estan fetes les mines dels llapis d’escriure, el conté. En el grafit els àtoms de carboni estan units formant xarxes d’infinits hexàgons, com en la fotografia, i per on els electrons es poden moure. Les xarxes estan posades una damunt l’altra de manera semblant a les pàgines d’un llibre. Els electrons es poden moure per cada pàgina, però no poden saltar de la pàgina de sota a la de sobre. Això fa que el grafit condueixi l’electricitat en qualsevol direcció del pla de cada xarxa, on els electrons són lliures, però no la condueixi transversalment perquè els electrons no poden moure’s entre capes. Les forces que uneixen els àtoms de carboni formant una d’aquestes xarxes són enormes. Són de la mateixa naturalesa que la de les forces que mantenen units els àtoms de carboni per formar el diamant. Això converteix el grafit en molt resistent a la tracció en la direcció de les capes. En canvi, les forces que mantenen units els àtoms de carboni entre dues capes són molt més febles. Això fa que les capes es puguin separar de la mateixa manera que s’escampa un plec de fulls quan cau a terra. La fàcil exfoliació és el que permet escriure amb un llapis. Fins aquí, el grafit.

Allò que Geim i Novoselov han aconseguit és tenir una sola d’aquestes capes. Les propietats elèctriques i mecàniques del nou material s’inspiren en les del seu parent pròxim, el grafit, però accentuades en molts aspectes, i és això el que les fa fascinants. El cristall que en resulta, el grafè, és transparent, flexible, elàstic, molt bon conductor i és el material més resistent del món. Les seves propietats fan pensar en aplicacions en electrònica, en nanotecnologia i estructurals. És ben segur que el grafè canviarà la nostra vida més del que els plàstics i les fibres artificials ho van fer al segle passat i molt més del que ara podem sospitar. Per això, el premi Nobel.

La fotografia, sota domini públic, mostra  l’estructura del grafè vista a través del microscopi electrònic, és a dir, el que veiem és el negatiu de la imatge projectada per un feix d’electrons (molt més fi que un feix de llum) quan travessa el material.

És una imatge per al futur…