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¿Qué es el Grafeno?

Mucho se está hablando de este polivalente material en los últimos tiempos. Se dice que es el material del futuro, uno de los descubrimientos más importantes de las últimas décadas, por encima del oro o el silicio, que ha despertado la imaginación de la comunidad de científicos en todo el mundo, y también el interés, en materia de investigación, de muchas industrias.

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La culpa la tienen sus extraordinarias e inéditas propiedades: Es increíblemente resistente (200 veces más fuerte que el acero), flexible, ligero y transparente, es además un excelente conductor térmico y eléctrico y posee la habilidad de transferir datos 10 veces más rápido que la fibra óptica.

Su desarrollo, ha sido premiado por la comunidad de científicos, otorgando el prestigioso premio Nobel de la física en el 2010, a dos científicos, Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov; Si bien este material se conoce desde hace más de 5 décadas, este material fue sintetizado en el 2004 a manos de estos dos científicos de origen ruso.

Si nunca habéis oído hablar de este material, seguro que habréis visto imágenes de móviles flexibles, enrollables en la muñeca, o pantallas de ordenador que dejan pasar la luz, con un grosor casi inapreciable al ojo humano. Esto es lo que podría aportar el grafeno a la tecnología, una revolución imposible de cuantificar. Inevitable pensar en películas futuristas como Minority Report.

¿Qué es el grafeno y cuál es su origen?
El grafeno se obtiene a partir del Carbono, y está compuesto por átomos que siguen una estructura hexagonal. Similar al grafito, con solo un átomo de grosor, el grafeno supera en dureza al diamante, y posee capacidades de flexión impropias de un material de semejante fortaleza.

¿De dónde se obtiene el grafeno?
Son varias las técnicas que se usan en la actualidad para la sintetización del grafeno. Obtener muestras reducidas se antoja sencillo, y el método más común es su extracción utilizando como herramienta una simple cinta adhesiva, extrayendo finas capas de grafito hasta la obtención del grafeno, una capa de grosor de una molécula.
En la industria, el grafeno se obtiene aplicando diferentes procesos:
  • A través de un gas metano, se transforma gracias al uso de un reactor CVD, transformando el gas en láminas de grafeno.
  • Usando un limpiador ultrasónico. Se oxida el grafito para obtener óxido de grafito, un polvo que se suspende en el agua y que gracias a los limpiadores ultrasónicos, separa las diferentes láminas de grafeno.
El problema del grafeno reside en los elevados costes que suponen su fabricación a gran escala. En los diferentes procesos, la pureza del grafeno va en sentido contrario al volumen de producción: Cuantas más cantidades de grafeno se obtienen de un mismo proceso, mayores impurezas resultan del mismo.

El grafeno se obtiene del carbono, un material abundante. Resulta increíble que este material se pueda obtener de un simple lapicero. Tan simple y tan complejo al mismo tiempo. La búsqueda y los hallazgos en materias de sintetización, y de las capacidades de sus procesos para obtener grandes cantidades, a un coste razonable, marcarán el éxito y el uso cotidiano de este fabuloso material, que nos aportaría avances, y en diferentes campos de investigación e industrias.

Véase abajo los posibles usos del Grafeno:
  • Teléfonos móviles flexibles y mucho más resistentes a golpes
  • Mayor velocidad de Internet. Gracias a sus excelentes propiedades como conductor de energía e información.
  • Baterías con electrodos de grafeno para baterías de teléfonos que duran 10 veces más que una batería de litio, y que cargan a una velocidad asombrosa. Mayor capacidad de carga, con menos peso.
  • Paneles solares fabricados con láminas de grafeno. Al ser un excelente conductor, aprovechan de forma mucho más eficiente (x3) la energía recibida.
  • Usos en elementos textiles y otros materiales que requieran blindaje, como Chalecos antibalas.
  • Cables de grafeno sustituyendo a los habituales de fibra.
En el campo de la medicina, se abre también una nueva puerta a la esperanza en el tratamiento del cáncer, gracias al óxido de Grafeno, que actúa como un tratamiento que actúa sobre las células afectadas, totalmente inocuo para las células sanas.
Al margen de sus propiedades, la importancia de éste revolucionaria material, tendrá previsiblemente un efecto muy positivo en la economía de algunos países; Así la Unión Europea pretende liderar la investigación, el desarrollo, y las aplicaciones del Grafeno. En el 2013 se hizo de interés público la inversión que se ha destinado en materia de I+D, una cifra que supera los 1.000 millones de €.

En la actualidad existen muchas patentes que se extienden en todo el mundo. China y Estados Unidos encabezan la lista de países con mayor número de patentes.

Resumen
Son muchas las empresas, que desde su descubrimiento, se han creado. Desde empresas que realizan las extracción del carbono, empresas laboratorio que estudian este material y abren nuevos campos de investigación, hasta empresas que se encargan de la comercialización. Son muchas las posibles aplicaciones que se intuyen y derivan de sus características, muchas las industrias que han mostrado interés, pero pocas las aplicaciones reales que hemos visto en el mercado.

En los últimos meses hemos visto noticias acerca de bombillas que ahorrarían en consumo de energía respecto a las actuales, y tendrían una vida más prolongada. Todavía no se comercializan, pero parece que pronto, “verán la luz”. Nunca mejor dicho.

Son muchas, en definitiva, las apuestas por este material, y en todo el mundo. Cuesta creer que elevadas inversiones y años de dedicación no terminen por establecer procesos de producción económicamente viables. Su producción masiva podría traer al mundo efectos revolucionarios y sorprendentes, sustituyendo a materiales como el silicio o sin ir más lejos, al plástico.

¿Grafeno o ciencia ficción? El futuro está más cerca.


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6 Comentarios


Cesar Ortiz
abr 20 2015 14:50

Comparto y se ve de forma clara cual va a ser el material del futuro cercano. Genial artículo.


Fran Pazos
abr 20 2015 20:40

Se van a convertir en folios las pantallas de las tablets y telefonos, que bueno!


Alex Pereiro
abr 21 2015 07:21

Comparto y se ve de forma clara cual va a ser el material del futuro cercano. Genial artículo.

 

+1

Nos cabrá un iPad en el bolsillo enrollado, no creo que le quede mucho a esto. A mi también me gusta.


Jose Luis Esteban
abr 21 2015 14:00

Muchas gracias. La investigación del grafeno está abriendo nuevas formas de tratar otros materiales. Ahora se habla del Siliceno y del fósforo negro, como materiales que podrían sustituir a las posibles aplicaciones del grafeno, pero lo cierto es que el Grafeno lleva 10 años de ventaja en materia de investigación.


ladylondon
abr 22 2015 09:44

¡Qué buen material.....y qué buen artículo! Me ha encantado.

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