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Grafeno

¿Qué es el grafeno y qué usos tiene para la tecnología?

20-06-2016
Extraído del carbono, puede utilizarse tanto en los smartphones como en la aeronáutica.

todo sobre el grafeno

El carbono, uno de los elementos químicos más importantes de la naturaleza, está presente en todos los seres vivos y es la fuente desde donde se obtiene el grafeno. Este material se origina cuando diminutas partículas de carbono se agrupan de manera muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas, del tamaño de un átomo, y en celdas hexagonales. ¿De dónde se obtiene su materia prima?, pues de algo que se encuentra de manera abundante en la naturaleza, especialmente en países como China y brasil, nos referimos al grafito. Sí, el mismo producto que se usa para hacer ese lápiz mina que utilizabas cuando ibas al colegio, también se utiliza para hacer una amplia gama de otros productos.

Orígenes del grafeno

El grafeno no es un invento nuevo, se le conoce desde la década del 30′. Ya en 1949 el físico canadiense, Philip Russell Wallace, había calculado por primera vez su su estructura.

Sin embargo, fue recién a comienzos de este siglo que el mineral se puso de moda, en gran medida gracias a que en 2004 los científicos de origen ruso, Novoselov y Geim, consiguieron aislarlo a temperatura ambiente, logro que les significó la obtención del Premio Nobel de Física en 2010.

Las propiedades del grafeno

El grafeno es un material que combina una gran cantidad de propiedades que no se dan juntas en otro compuesto, por lo que es capaz de mejorar por completo las condiciones de cualquier superficie donde se aplique. Al ser un material muy duro, resistente, flexible y ligero, se le puede moldear según las necesidades de cada caso. Siendo además un muy buen conductor de calor y electricidad. Tiene además la ventaja de permanecer en condiciones muy estables, incluso cuando se le somete a grandes presiones.

Grafeno, el material del futuro

¿Cómo se obtiene?

Para poder conservar todas sus propiedades, este mineral debe ser de la mayor calidad posible. Para obtenerlo, se debe deshojar el grafito con cinta adhesiva repetidas veces, hasta obtener una capa de una molécula de grosor, consiguiendo así un grafeno de muy alta calidad.

Actualmente, los métodos existentes para la fabricación de este mineral a nivel industrial requieren de un equipo especializado y de complicados procedimientos de fabricación. El limpiador ultrasónico es la máquina más sofisticada para producir láminas de grafeno, un equipo ya disponible en muchos laboratorios del mundo.

¿Cuál es su utilidad del grafeno?

Si no lo sabias, el grafeno se encuentra presente en decenas de productos que usamos en nuestra vida diaria como: los autos, los celulares y los equipos de música, por mencionar algunos. Gracias a sus propiedades, este mineral tiene la potencialidad de ser usado en la construcción de cosas sofisticadas como aviones, satélites o automóviles, volviéndolos más seguros. También se usa en la construcción de edificios, puesto que los vuelve más resistentes.

Pero si es que hay un rubro en donde destaca el grafeno, ése es el campo de la electrónica. Gracias a su capacidad de almacenamiento de energía, es posible otorgarle a las baterías una significativa mayor duración y un menor tiempo de carga. Al mismo tiempo que contribuye a establecer conexiones más rápidas, colaborando así con el medio ambiente, esto en la media que su uso puede sustituir a materiales contaminantes que se utilizan en la actualidad como el  mercurio y el plomo.

Pero además, este mineral es capaz de generar electricidad a través de la energía solar, lo que lo convierte en una futura promesa del campo de las energías limpias. A modo de ejemplo, si se construyeran con grafeno los paneles solares, se podría generar varias veces más energía por hora que la que se obtiene actualmente, solucionando uno de los principales escollos a la proliferación de la energía solar; su escasa cantidad de producción.

usos del grafeno, el material del

GTA Spano, el primer auto super deportivo en incorporar grafeno. Martin Good / Shutterstock.com

En el ámbito de la salud, su potencialidad también es enorme: las prótesis de grafeno podrían a futuro sustituir a las actuales, e incluso servirían a la hora de mejorar el tratamiento de algunas enfermedades.

Por otra parte, respecto a las máquinas con las que se realizan las radiografías, que funcionan mediante radiaciones ionizantes (formas de energía que provocan un gran desgaste material de su entorno), el grafeno posibilitaría una duración casi infinita. Esto significaría que la inversión que habría que realizar en la adquisición del material, sería considerablemente inferior.

LG utiliza grafeno en algunos de sus productos electrónicos

En el ámbito de las telecomunicaciones, cabe destacar que el grafeno se encuentra presente en el nuevo smartphone LG Flex 3, la nueva versión del popular celular curvo. El material está incorporado en su tapa trasera, que en esta nueva edición traerá significativas mejoras respecto a su modelo anterior, como un nuevo procesador y mejor calidad de imagen.

el lg gflex usa grafeno

¿Por qué el grafeno aún no se masifica?

Después de leer lo que va de este artículo, de seguro te estas preguntando, ¿por qué nunca habías oído hablar del grafeno? (o quizás sí, pero probablemente de pasada). Si el grafeno tiene tantas cualidades y beneficios, ¿por qué no se está utilizando más?

Aunque no hay una respuesta simple a esta interrogante, podríamos afirmar que se deriva de un tema económico y de producción: ¿Recuerdas que más arriba mencionamos que para extraer un grafeno de alta calidad había que deshojar el grafito con cinta adhesiva? Bueno, resulta que mediante ese proceso, la producción que se puede conseguir es mínima, siendo insuficiente para un uso industrial.

Aunque actualmente existen otros métodos más eficientes para obtener el grafeno, enfocados en aumentar su producción, estos no consiguen un producto con la calidad requerida.

Formas actuales de comercialización

Hoy en día, este mineral se comercializa en dos formatos: en lámina y en polvo. El primero es de alta calidad y se emplea, por ejemplo, en los campos de la electrónica, la informática y la aeronáutica, todas áreas donde se requiere un material muy resistente. Sin embargo, actualmente su costo de producción es muy elevado.

El segundo, se usa en aquellas áreas que no necesitan de un material de alta calidad, requiriendo un proceso de obtención significativamente más económico, lo que permite una mayor producción. Claro está, que al ser de una calidad significativamente más baja, se tiene que renunciar a parte importante de sus propiedades.

Investigaciones en curso

El próximo gran paso para este mineral, es la búsqueda de un método de obtención que supere esta barrera. Actualmente, existen diversos equipos científicos en todo el mundo dedicados a este objetivo.

La Unión Europea anunció en enero de 2013 un presupuesto de unos 1.000 millones de euros para el próximo decenio, destinados a conseguir que el grafeno pueda ser utilizado de manera masiva en las industrias europeas. Cuentan actualmente con más de 150 grupos de investigación públicos y privados dedicados al tema.

que es el grafeno

Por su parte, el gobierno chino creo el mismo año la China Innovation Alliance Of The Graphene Industry, un consorcio de empresas e instituciones que buscan la masificación de la implementación del grafeno en todo tipo de productos.

Y en Sudamérica también se está cumpliendo un rol en este esfuerzo internacional; el gobierno de Brasil inauguró en 2014 el MackGrafe, en Sao Paulo, un centro de innovación de 6.500 metros cuadrados, que cuenta con 15 millones de dólares de presupuesto, con la intención de poder lograr dominar las distintas formas de obtener grafeno.

Como puedes ver, la carrera por el futuro del grafeno tiene a importantes instituciones y a países detrás del objetivo de producirlo a gran escala; no es más que una cuestión de tiempo que se vayan logrando hazañas revolucionarias con este mineral.

¿Qué otra aplicación con grafeno conoces?  ¿Sabes de alguna otra iniciativa que busque producirlo a mayor escala?

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