En esta entrada de nuestro blog, hablaremos del grafeno y su impacto tecnológico.
¿Qué es el grafeno?
El mundo de la impresión se está abriendo camino a pasos agigantados hacia el 3D con enorme éxito. Entra con fuerza en escena el material 2D por excelencia: EL GRAFENO. Mucho se ha hablado ya sobre el grafeno y del potencial que tiene. En 2010 se les otorgó el Premio Nobel de Física a Andréy Gueim y a Konstanting Novosiólov, por sus revolucionarios descubrimientos acerca de él. Fue identificado en 1961 por Ulrich Hofmann y Hanns-Peter Boehm y bautizado con su actual nombre en 1986 por el propio Bohem.
Ha sido definido por muchos como ‘El Material del Futuro’, ‘El Material Prodigioso’ o ‘El Material de Dios’. El grafeno es un ‘nanomaterial’ extraordinariamente duro (200 veces más resistente que el acero). Es flexible (puede doblarse un 20%). Es muy ligero (0,77 milígramos por metro cuadrado). Tiene una alta conductividad eléctrica y térmica (200 veces mejor conductor de electricidad que el silicio y 100 veces mejor conductor del calor que el cobre). Es capaz de transformar la luz en electricidad un 82% de manera más eficiente que las placas actuales.
La estructura del grafeno es bidimensional: átomos de carbono unidos en forma de celdas hexagonales y de un solo átomo de grosor. Esto lo convierte en la membrana más fina que puede haber (en un milímetro de grosor caben tres millones de láminas de grafeno). El aspecto del grafeno es como el de una lámina de plástico muy fina y flexible y puede llegar a tener una transparencia del 90%.
Las aplicaciones del grafeno
Las futuras aplicaciones del grafeno parecen no tener límites: desde la creación de nuevos componentes electrónicos hasta su uso en biomedicina, pasando por la industria aeroespacial o la automovilística. Hay grafeno en baterías, placas solares, pantallas flexibles para dispositivos electrónicos, sensores químicos y biológicos, catalizadores, supercondensadores, chips con velocidades y tamaños fuera de lo común, etc. Estos son unos pocos ejemplos del amplio abanico de posibilidades que tiene este material para su implementación en diferentes campos de la industria.
Científicos de la Universidad de Manchester demostraron que el grafeno puede ser atravesado por protones, lo que aumenta su potencial para desarrollar celdas de combustible mucho más eficientes y no contaminantes. Además, el grafeno reacciona químicamente con otras sustancias, lo que le permite modificar sus propiedades originales o servir de base para la creación de materiales nuevos, potenciando aún más sus ilimitados campos de aplicación. Se ha confirmado, además, que el óxido de grafeno puede hacer masa con los isótopos radiactivos en el agua. Esto le añade una nueva aplicación: las centrales nucleares podrían utilizarlo como medida de seguridad en beneficio del medio ambiente y para la limpieza de las aguas radiactivas.
También se ha demostrado que el grafeno es un material que inhibe el crecimiento de bacterias en su superficie, en contraste con su efecto sobre las células, las cuales responden positivamente en contacto con él. Esto indica que podría ser utilizado, por ejemplo, para vendajes, envolturas de alimentos, circuitos de aire acondicionado, etc.
El niño prodigio de los materiales
Hay una norma industrial que dice que un nuevo material tarda unos veinte años desde que se descubre hasta que se implementa. El grafeno se ha saltado la “cuarentena” y ha roto con esta norma. Por ejemplo, el centro del grafeno de La Universidad de Manchester ha anunciado que se comercializarán las bombillas LED de grafeno, mucho más eficaces que las bombillas LED convencionales. Estas bombillas de grafeno alumbrarán más, tendrán una duración mayor, un 10% menos de consumo y contaminarán menos. Esta sería la primera aplicación del grafeno a gran escala, y es sólo el principio.
El grafeno es como niño prodigio, aún tiene mucho margen de crecimiento y desarrollo. En el sector de la energía podría revolucionar las formas de crear energía (térmica, geotérmica, eólica, hidroeléctrica, ciclo-combinado e incluso la nuclear). Pero otros sectores industriales también tienen su potencial, como el de la informática, la electrónica, la robótica o la medicina.
Incluso parece que el grafeno puede terminar también metiendo la cabeza en un sector tan en alza como es el de la impresión 3D. Científicos españoles han desarrollado tinta de grafeno para impresoras 3D. En resumen, aunque no es ‘grafeno’ todo lo que reluce, podemos augurar un futuro de lo más deslumbrante para este fino y sorprendente material.
Concepción González. Más información: contáctanos