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EL GRAFENO, ¿REALIDAD O CIENCIA FICCIÓN?

El grafeno, uno de los materiales más finos, flexibles, fuertes, ligeros y con mayor conductividad que existen, está llamado a revolucionar el futuro de la industria de la telefonía móvil, las telecomunicaciones y la biomedicina entre otros campos ¿Lo conseguirá?

Graphen
Foto by AlexanderAlUS from Wikipedia

QUÉ ÉS EL GRAFENO

El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Se considera cinco veces más ligero que el aluminio, 200 veces más fuerte que el acero y con una dureza superior a la del diamante.

Ya en los años 40, el físico Philip Russell Wallace, calculó por primera vez la estructura electrónica de bandas del grafeno. Pero durante años se le prestó poca atención por que los científicos no habían logrado sintetizarlo. No fue hasta el 2004, que los físicos Andre Guei y Konstantin Kostya Novosiólov, de la Universidad de Manchester, consiguieron aislar el grafeno a temperatura ambiente. En el 2010, recibieron el Premio Nobel de Física por sus revolucionarios descubrimientos acerca de este material.

Haz un click y sabrás como Guei y Novosiólov descubrieron el grafeno

APLICACIONES

El grafeno tiene un gran potencial para ser usado en múltiples aplicaciones. Algunos ejemplos són:

  • Chips que funcionan 10.000 veces más rápido que los actuales, en fase de desarrollo por IBM.
  • Desalinización de agua: con un filtro de grafeno augmentaria la eficiencia en la desalinización del agua usando una parte ínfima de la energía de la que se usa actualmente.
  • Ropa inteligente con sensores biométricos que registran electrocardiogramas y la frecuencia cardíaca en tiempo real.
  • Conexiones neuronales: Distintos estudios sugieren la posibilidad de medir e interactuar con las señales eléctricas neuronales, abriendo un nuevo mundo en cuanto al conocimiento del cerebro humano.
  • Medicamentos: Científicos de la Universidad de Carolina del Norte han probado con éxito en ratones la aplicación de fármacos usando el grafeno como medio de entrega del medicamento a las células cancerosas.
  • Deportes: En enero del 2013 Novak Djokovic mostraba al mundo la primera raqueta con grafeno. Pero no solo en tenis, también se podrá usar en ciclismo, esquí o cualquier deporte que necesite de la más alta tecnología para su mayor rendimiento.

Además, también podrá ser empleado en baterías, receptores de energía solar, anticorrosivos, y un sinfín de utilidades que en la actualidad suenan a ciencia ficción. Frank koppens, en una entrevista en la Vanguardia señalaba “Se podrían recubrir las ventanas de los edificios con una capa de grafeno. Como es transparente, no taparía la luz. Y como convierte la luz en electricidad, podría suministrar energía al edificio. Por otro lado, el grafeno puede captar luz que nuestros ojos no llegan a ver.  De modo que se puede utilizar para mejorar la visión nocturna. Si se recubre el parabrisas de un coche con una capa de grafeno, se podría realzar la luminosidad de modo que de noche el conductor viera la carretera como si fuera de día. También conseguiremos el mismo efecto si recubrimos las gafas con grafeno. Creo que en el futuro tendremos gafas de oscuridad nocturnas igual que ahora tenemos gafas de sol diurnas.”

Haz un click y sabrás mas posibles aplicaciones del grafeno

COMO SE OBTIENE?

Koppens, en la misma entrevista contó “Hay dos maneras de obtener grafeno. Una es coger un lápiz de grafito y pelar láminas de grafeno una a una con una cinta adhesiva. La otra es coger una lámina de cobre, ponerla en un horno a 1.100 grados e introducir metano en el horno. El metano está formado por átomos de hidrógeno y de carbono que se separan con el calor, de modo que se deposita una capa de carbono sobre el cobre. Cuando se apaga el horno, se retira la lamina de cobre y se pela el grafeno.” En la actualidad aún no se conoce cómo producirlo a gran escala y esto limita por ahora su uso comercial. “Pero hay proyectos de investigación en curso para aprender a fabricar grafeno a niveles industriales. Que lo utilicemos a gran escala es sólo cuestión de tiempo.” Asegura Koppens.

Uno de los problemas que presenta la escalabilidad de la producción del grafeno es que la calidad de las muestras va en sentido contrario al de la escalabilidad: a más escalabilidad del proceso menor calidad de las muestras y como consecuencia se pierden las propiedades del grafeno.

GRAFENO: LA NUEVA REVOLUCIÓN?

Uno de los proyectos del Horizonte 2020, el programa de inversión en ciencia de la UE, es el proyecto Europeo Graphene Flagship que ha presentado en la edición del Mobile World Congress ‘16 (MWC 2016) su apuesta por trasladar la investigación relacionada con grafeno de los centros europeos al ámbito empresarial. En el Pabellón del Grafeno del MWC 2016, dirigido por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), se han presentado cinco ejes temáticos: almacenamiento energético, pantallas flexibles, sensores inteligentes, comunicación de datos y wearables.

Mar García Hernández, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC, y responsable en España del Graphene Flagship, señaló el pasado mes de Junio en la conferencia sobre grafeno organizada por el Instituto de la Ingeniería de España “Será posible producir grafeno a escala industrial. En diez años se ha mejorado enormemente la producción. Hay métodos escalables, que proveen de un grafeno de buena calidad para un buen número de aplicaciones”.

Pero no es oro todo lo que reluce, las posibilidades del grafeno son inmensas, pero ese es también el peligro: que no se apueste por ninguna aplicación concreta, y la inversión se diluya. Ya hace 10 años que apareció, y quedan cinco para que, como pasó con otras tecnologías anteriores, demuestre que puede revolucionar algún ámbito concreto. Una vez renovado ese ámbito, creen expertos reunidos por el Instituto de la Ingeniería de España, se justificaría la exploración de otros.

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