¿Qué
es el Grafeno?
Es una
alotropía del carbono; la cual consiste en un teselado hexagonal plano (como
un panal de abeja) formado por enlaces covalentes de átomos de carbono. Es
una lámina bidimensional aunque puede adoptar diversas formas tridimensionales.
Es un material proveniente del grafito y
surge cuando las partículas del carbono se agrupan de forma densa en
láminas con forma hexagonal. Este material ha saltado a la palestra
cuando los científicos Novoselov y Geim consiguieron aislarlo de la
temperatura que lo hacía muy inestable, logrando así el premio Nobel en
2010.
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El grafeno es además, un material completamente nuevo, no sólo es el material más
delgado jamás obtenido sino también el más fuerte. El Grafeno conduce la
electricidad tan bien como el cobre y como conductor de calor “supera a todos
los materiales conocidos”. Además, es casi completamente transparente.
¿Cómo se
obtiene?
En los últimos años se han
descrito diferentes métodos para la obtención de grafeno,
entre los que cabe destacar la exfoliación micromecánica, el depósito químico
en fase de vapor (CVD), el crecimiento epitaxial en superficies aislantes, o el
procesado químico de óxido de grafito, que implica la oxidación y exfoliación
del grafito y su posterior reducción. Todos estos métodos presentan
inconvenientes.
La exfoliación, históricamente ha
sido el primer método para obtener grafeno a partir del grafito. Los
científicos exfoliaron pacientemente las capas de grafito hasta obtener una
capa con el espesor de un solo átomo; un cristal de dos dimensiones, que es un
fantástico conductor de la energía eléctrica.
La oblea de grafito queda
atrapada entre las dos caras adhesivas .Hay que pelar capas cada vez más
delgadas, hasta lograr que el grafeno se vuelva translúcido. Lograron la capa de
nanopolvos de grafeno. Como resultado de estas investigaciones, en 2010 les
concedieron el Premio Nobel.
Utilidades
Dadas sus numerosas propiedades, los ámbitos de
aplicación del grafeno son prácticamente ilimitados y ya hay una multitud de
empresas que están investigando sus posibilidades. ¿Qué significa esto? Que en
pocos años podremos ver en el mercado gran cantidad de dispositivos compuestos
total o parcialmente de grafeno.
Ahora bien, se puede realizar una estimación de
cuáles serían los principales campos en los que este material podría aplicarse:
1. Electrónica:
Podría emplearse en la fabricación de microchips o de transistores, ambos
elementos imprescindibles en prácticamente todos los dispositivos electrónicos.
Además, por sus especiales características los componentes electrónicos de este
material permitirán el desarrollo de dispositivos flexibles que podrán
enrollarse o plegarse según las necesidades.
2. Informática:
El uso del grafeno permitirá el desarrollo de ordenadores mucho más rápidos y
con un menor consumo eléctrico que los actuales de silicio. Además, se estima
que un disco duro de este compuesto, del mismo tamaño que uno de los empleados
actualmente, podría almacenar hasta mil veces más información.
3. Telefonía
móvil: Con el grafeno se crearía una nueva generación de dispositivos
adaptados a la fisionomía del ser humano, sin formas ni colores
preestablecidos, con pantallas flexibles, plegables y táctiles. Además, han
comprobado cómo nanocircuitos de grafeno podrían mejorar de manera significativa
la velocidad y calidad de las comunicaciones inalámbricas.
4. Sector
energético: El grafeno permitirá la creación de baterías de larga
duración que apenas tardarán unos segundos en cargarse. Además, las energías
renovables pasarán a un plano más relevante, ya que, entre otros, las placas
solares recubiertas de este material serán mucho más eficientes y permitirán
una forma más ecológica de consumo energético.
5. Industria
del blindaje: La extrema dureza del grafeno, unida a su capacidad de
moldearse y a su ligereza, lo hace un compuesto ideal para fabricar chalecos
antibalas, cascos y multitud de elementos de protección que se emplean por
diversos profesionales pasarán a ser mucho más ligeros y seguros.
6. Industria
automovilística: Su aplicación en el chasis de los vehículos los haría
mucho más resistentes, por lo que el número de muertes en accidente de
circulación anuales se podría reducir drásticamente. Por otra parte, los coches
híbridos se convertirán en una alternativa real, al poder disponer de baterías de
larga duración, con tiempos de carga mínimos.
7. Industria
del motor y los combustibles: Hará de ambos más ecológicos y
eficientes. Actualmente, es de dominio público que el Pentágono ha invertido
una gran cantidad de dinero para fomentar el desarrollo de un aditivo basado en
el grafeno que mejore el rendimiento de los aviones militares en cuanto a
consumo y rendimiento.
8. Industria
alimentaria: Posibilitará la creación de envases para alimentos más
seguros o recubrimientos para los muebles del hogar que impidan el desarrollo
de bacterias en su superficie.
9. Tratamiento
de aguas: Debido a su peculiar estructura de alta densidad permeable
al agua, se estudia su posible uso para la desalinización del agua. Esta tarea
se podría realizar en un tiempo inferior y a un menor costo.
10. Desarrollo
de la ciencia: La alta reactividad del grafeno con otros elementos
químicos distintos del carbono es una de las características que más atrae la
atención en el campo de la investigación. Ya se han descubierto algunos
derivados del grafeno, como es el caso del grafano, que mediante la adición de
hidrógeno en su estructura molecular da como resultado un nuevo material
aislante.
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