SILICENO

El siliceno es un alotropo bidimensional del silicio, similar al grafeno.

Aunque los teóricos han especulado sobre la existencia y las posibles propiedades del siliceno, los investigadores observaron primero estructuras de silicio que sugerían al siliceno en 2010.

Usando el microscopio de efecto túnel, estudiaron el auntoensamblaje molecular de los nanocitos de siliceno y de las hojas de siliceno depositadas sobre un cristal de plata con resolución atómica. Las imágenes revelaron hexágonos en una estructura de panal similar a la del grafeno. 

Los cálculos de la teoría del funcional de la densidad (DFT) mostraron que los átomos de silicio tienden a formar tales estructuras de panal en la plata y adoptar una ligera curvatura que la hace mas apropiada para una configuración tipo grafeno.

En adición a su potencial de compatibilidad con las técnicas existentes de semiconductores, el siliceno tiene la ventaja de que sus bordes no exhiben reactividad al oxigeno. 

Reciente cálculos DFT han revelado que los grupos (clusteis) de siliceno son excelentes materiales para aplicaciones FET.

Curiosamente el siliceno en 2D no es realmente plano y parecen haber distorsiones como arrugas tipo "silla distortions" en los anillos. Esto lleva a tener ondas ordenadas en su superficie. 

La hidrogenación de silicenos a silicanos es bastante exotermica. Esto ha llevado a la predicción de que el proceso de conversión del siliceno al silicane (siliceno hidrogenado) puede ser eventual candidato para el almacenamiento de hidrogeno.

A diferencia del grafito el cual consiste de varias capas de grafeno débilmente unidos mediante fuerzas de dispersión; El acople entre capas en los silicenos es muy fuerte.

PROGRESO RECIENTE

Se reporto que el siliceno crecía en la superficie de Ag (111). Recientemente cuatro grupos han reportado de manera independiente fases ordenadas sobre la misma superficie. También se ha reportado que el siliceno crece sobre un sustrato de ZrBr2.

Hasta ahora era un material casi regalado a los laboratorios, pero un ingeniero informático de la universidad de texas llamado Delli Akiwande ha descubierto una forma de hacer que los primeros transitores fabricados de cara para aprovechar sus interesantes propiedades.

El funcionamiento del siliceno en circuitos electrónicos podría ser la base de procesadores mucho mas veloces que los existentes hasta ahora. 

Al contrario que el grafeno, el siliceno no surge de forma natural, y tiene que ser fabricado artificialmente en un laboratorio. Su producción es tremendamente compleja por el momento y hasta ahora solo algunos grupos de investigación han conseguido fabricarlo recientemente, Las dificultades no terminan ahí, ya que el siliceno es un material inestable que hace complicado trabajar con el. 

SILICENO, EL NUEVO MATERIAL QUE PUEDE SUSTITUIR AL GRAFENO

Parece que ahora ha llegado el turno del siliceno, el nuevo material para revolucionar el mercado de los micro-componentes. El siliceno presenta una estructura solida, obtenida a partir de átomos de silicio, posee la estructura de panal de abeja propia del grafeno gracias a la inclusión de una capa extra de plata o cerámica.

A pesar de que se conoce desde 2007, los científicos aun buscan un proceso industrial para producirlo nuevamente. Si lo encuentran, y seguramente lo harán, podrá reemplazar al grafeno. 

Hasta no hace mucho se creía que el futuro de los componentes microelectronicos estaba en manos de un material casi milagroso llamado grafeno.

En 2007 Look Yan Voon y Gran Guzman ambos de una universidad de Dayton se propusieron buscar la forma de crear un material similar al grafeno pero que emplease como "lodillos" básicos átomos de silicio. La idea era muy buena, ya que este material- al que por analogía del otro se denomino siliceno- seria compatible con los componentes electrónicos de los chips actuales construidos también con silicio. Pero había un problema: el silicio por si solo es incapaz de formar este tipo de estructura, ya que no posee de forma natural el tipo de enlaces necesarios para emular al grafeno.

Otro material que tiene posibilidades de convertirse en un elemento clave para la industria tecnológica en los próximos años es el siliceno.

Las primeras estructuras del siliceno se observaron sobre cristal de plata y su forma era similar a la del grafeno, también de forma hexagonal, si bien no es exactamente plana, recientemente una investigación conjunta entre científicos ha creado siliceno aislado, condensando vapor de silicio sobre plata. 

Este avance, abre el camino a la experimentación con el siliceno, que hasta ahora se había limitado a la especulación, con una base científica mas o menos solida. Los investigadores han comprobado que las laminas de siliceno cumplen con las propiedades que se le atribuían. El siguiente paso es combinar el compuesto con materiales aislantes, para comprobar sus beneficios en dispositivos electrónicos. 

UN REVULSIVO PARA LAS BATERÍAS

Hasta que se comprueben en el laboratorio las propiedades del siliceno asociado a compuestos aislantes, habrá que conformarse con la teoría como fuente de conocimiento mas certera respecto al material. Una de las aplicaciones mas llamativas esta relacionada con su uso en las baterías de Ion-lito, las mas comunes en la industria electrónica.

El siliceno posee una gran resistencia, al igual que el grafeno, y eso hace que obtenga un buen rendimiento en los ánodos de las baterías de Ion-lito. Esta característica permite paliar los cambios de volumen que se producen durante la carga, acercándose a los margenes que ofrece el grafito. el material que se emplea actualmente. 

Sin embargo, el siliceno cuenta con un valor diferencial respecto al grafito. Ofrece el doble de capacidad para el ánodo y ademas su resistencia impide que sufra cambios durante el proceso de carga y descarga. Esto significa que las baterías hechas con este material tendrían una vida mucho mas larga de lo que estamos acostumbrados ahora, sin que en medio se pueda apreciar un desgaste progresivo, como ocurre hoy en día. 

Abundan las investigaciones para mejorar las baterías que dan autonomía a una importante masa de productos electrónicos. Algunas de ellas están teniendo al silicio como protagonista, un material que ofrece la esperanza de un rendimiento muy optimizado, como demostró un equipo que lo combino con carbono y obtuvo dispositivos capaces de acumular hasta 10 veces mas electricidad que los actuales.

GRAFENO Y SILICENO, LOS MATERIALES DEL FUTURO

Un móvil que se dobla y se convierte en reloj o una tableta tan elástica como la goma. Así serán los aparatos del futuro gracias a los nuevos materiales que se obtienen en los laboratorios según los investigadores, el grafeno, el siliceno, los polímeros conductores o determinados óxidos de metales revolucionaran la electrónica del consumo, al permitir construir baterías flexibles, procesadores mas rápidos y pantallas transparentes mas finas que el papel.

La tecnología quiere adelantarse a la ciencia en la búsqueda de mejores materiales para las baterías. Los nuevos materiales como el grafeno se quedan cortos y los teóricos sacian esa necesidad con predicciones sobre el papel.

El siliceno, el análogo del grafeno pero con átomo de silicio puede ser el nuevo candidato a mejorar las actuales baterías de Ion.lito. Cuando su fabricación esta aun en proceso de desarrollo ya hay puestas para su uso como material perfecto para el ánodo.

El siliceno ha llamado la atención del mundo de las baterías. Era de esperar, ya hemos visto en otras ocasiones que el silicio es el material favorito para recibir átomos de litio durante la carga de batería. Los estudios se han realizado con cálculos teóricos que ya han sido probados para otras estructuras basadas en silicio, como los monohilos o los nanolazos de silicio, concordando con las medidas practicas. Se ha evaluado el comportamiento de siliceno durante el proceso de litiacion y sus cambios de estructura,

Así se ha determinado que el siliceno ofrece una gran resistencia, como el grafeno y puede así hacer frente al principal problema de los ánodos de las baterías de Ion-litio, los grandes cambios de volumen que se producen al alojar los átomos de litio durante la carga, que en el caso del silicio cristalino es del 400% y para el siliceno se reduce al 24%, siendo el 10% en el caso del grafito que se usa hoy en día en las baterías.

Pero no es solo eso, según las investigaciones teóricas del grupo de la universidad de Peran y en colaboración con la escuela de ingeniería de Harvard, el siliceno permitirá una mejor difusión de los átomos de litios que el silicio cristalino con un potencial de trabajo plano, 2 características muy interesantes para su uso como material del ánodo.

La capacidad especifica para el ánodo de siliceno se calcula sobre los 715 y los 954 mAh/g mas del doble que la del grafito. No es una cifra muy alta comparada con predicciones anteriores basadas en el uso de silicio, pero se espera que el siliceno no sufra cambios estructurales irreversibles durante los procesos de carga y descarga, lo cual alarga notablemente la vida de las baterías.

El uso de una forma exótica de silicio llamado siliceno podría dar paso a una nueva generación de ordenadores mas rápidos y eficientes.

Hasta hace pocos años ¡, las posibilidades de fabricación de siliceno eran algo meramente teórico, sin embargo las enormes expectativas generadas por el grafeno, otro material con un grosor de un átomo, en este caso de carbono, represento un ejemplo  practico de como podía abordarse la elaboración de un material similar pero basto en silicio. Los investigadores comenzaron a pensar que también seria posible agrupar átomos de silicio para que integrasen una estructura similar a la del grafeno.

Ahora, por fin, se ha logrado demostrar que es factible trabajar con siliceno de manera equiparable a como se trabaja con el grafeno.