Grafeno, ¿el material del futuro?

Hace unos cuantos meses, leyendo las noticias de Google me paré en una de “Ciencia y Tecnología” que hablaba de un nuevo material milagroso: el Grafeno.

Me interesó tanto que empecé a buscar información sobre ello y el resultado de esta búsqueda lo resumiré en este artículo.

La realidad es que se conoce y se ha descrito sobre él desde hace ya más de medio siglo. El enlace químico y su estructura se describieron durante la década de 1930 por P. R. (Philip Russell) y Wallace calculó por primera vez (en 1949) la estructura electrónica de bandas.

El grafeno es una sustancia formada de carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77 miligramos. Se considera 200 veces más fuerte que el acero y 200 veces menos pesado.

No nos vamos a adentrar mucho en los detalles químicos estructurales, ya que esto lo podéis encontrar en Wikipedia.

El grafeno se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito. Ésta, forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que se emplea para fabricar objetos muy variados, desde la mina de los lápices hasta algunos ladrillos.

Para poder hacernos una idea de en cuántos campos distintos puede aplicarse el grafeno, es necesario echar un vistazo a nuestro alrededor y ver todo lo que nos rodea. Ordenadores, coches, teléfonos móviles y equipos de música son, por mencionar sólo algunos de ellos, cosas que encontramos frecuentemente en nuestra vida cotidiana en las que el grafeno se podría llegar a aplicar.

Por sus propiedades, el grafeno puede servir como material en la fabricación de aviones, satélites espaciales o automóviles, haciéndolos más seguros. También en la construcción de edificios, pues los convertiría en más resistentes.

Pero, sobre todo, destacan sus aplicaciones en el campo de la electrónica, donde a través de su capacidad para almacenar energía puede dotar a las baterías de una mayor duración y un menor tiempo de carga, establecer conexiones más rápidas e incluso contribuir a mejorar el medio ambiente sustituyendo a materiales contaminantes que hoy en día nos vemos obligados a utilizar.

No hay que olvidar su relevancia en el ámbito de la salud. Las prótesis de grafeno podrían sustituir a las actuales, de diversos materiales. O incluso se podría aplicar para mejorar el tratamiento de algunas enfermedades.

Por todo esto, no es de extrañar que se diga que su utilidad es prácticamente ilimitada y que las barreras a su aplicación únicamente son las de la imaginación humana.

Entre las propiedades destacadas de este material se incluyen:

• Es un extremadamente duro: 100 veces más resistente que una hipotética lámina de acero del mismo espesor.

• Es muy flexible y elástico.

• Es transparente.

• Auto enfriamiento (según algunos científicos de la Universidad de Illinois).

• Conductividad térmica y eléctrica alta.

• Hace reacción química con otras sustancias para producir compuestos de diferentes propiedades. Esto lo dota de gran potencial de desarrollo.

• Sirve de soporte de radiación ionizante.

• Tiene gran ligereza, como la fibra de carbono, pero más flexible.

• Menor efecto Joule: se calienta menos al conducir los electrones.

• Para una misma tarea que el silicio, tiene un menor consumo de electricidad.

• Genera electricidad al ser alcanzado por la luz.

• Razón superficie/volumen muy alta que le otorga un buen futuro en el mercado de los supercondensadores.

• Se puede dopar introduciendo impurezas para cambiar su comportamiento primigenio de manera que, por ejemplo, no repela el agua o que incluso cobre mayor conductividad.

• Se auto repara; cuando una lámina de grafeno sufre daño y se quiebra su estructura, se genera un ‘agujero’ que ‘atrae’ átomos de carbono vecinos para así tapar los huecos.

• Posible uso futuro en preservativos.

• En su forma óxida, absorbe residuos radioactivos.

Ahora solo nos queda esperar algunos años y ver cómo cambia nuestras vidas el gafreno.

¿Interesante no?

Bruno Vitoriano Barreto
Departamento Soporte de MÉTRICA Consulting
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