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El grafeno es el material del futuro pero, ¿qué es y para qué sirve realmente?

Científico muestra una pieza de grafeno. iStock.

Al grafeno se le conoce por ser flexible, impermeable, transparente, extraordinariamente resistente, abundante, económico y sobre todo, por conducir la electricidad mejor que ningún otro material conocido. Una lámina de carbono cuyo espesor puede ser de un solo átomo y que desde su descubrimiento en 2004 ha conseguido convertirse en el material del siglo XXI.

Este metal transparente y flexible goza de unas propiedades electrónicas que han suscitado un gran interés para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales.

Saltó a la fama en 2010 cuando sus creadores, Andre Geim y Konstantin Novoselov, científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido), fueron premiados con el Premio Nobel de Física "por sus experimentos fundamentales sobre el material bidimensional grafeno".

Está formado por anillos hexagonales de átomos de carbono. Cada capa formada por estos anillos hexagonales tiene una altura de aproximadamente un átomo de carbono por lo que gracias a esta característica se pueden obtener capas de este metal extremadamente delgadas.

Sus propiedades han sido calificadas como asombrosas por la mayoría de los científicos. Entre las más destacadas se incluyen su resistencia, flexibilidad, su elasticidad y su alta conductividad térmica y eléctrica. Sin embargo, más allá de esas características, el grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que le dota de gran potencial de desarrollo. Hasta el momento, es el único metal conocido que puede combinar todas esas características simultáneamente.

¿Cómo producirlo?

Existen varias formas de producir grafeno. En la actualidad se comercializa de dos maneras: en lámina y en polvo. La primera de ellas es más costosa pero produce grafeno de mayor calidad. Por su parte, el grafeno en polvo cuenta con un proceso de obtención mucho más barato, pero como consecuencia su calidad es peor ya que renuncia a parte de sus propiedades.

Por el momento, son muy pocas las empresas españolas que se están dedicando a la producción y desarrollo del grafeno. Aún así, su repercusión en el mercado internacional es impresionante.

Aplicaciones prácticas del grafeno

Aunque por sus propiedades, el grafeno podría servir como material para la fabricación de aviones, satélites espaciales o automóviles. También sería útil a la hora de construir edificios ya que los podría hacer más resistentes.

Pero sin duda, el campo en el que más ha destacado este material a lo largo de los últimos años es en el de la electrónica, donde gracias a su capacidad para almacenar energía y su tamaño consigue que por ejemplo, las baterías de nuestros teléfonos tengan una mayor duración y un menor tiempo de carga.

Además de permitir baterías más ligeras y con más capacidad, sería posible cargarlas en minutos en lugar de las horas que se necesitan ahora. Una empresa que ya lo ha conseguido ha sido ZAP&GO. Esta startup ha creado un cargador que permite cargar una batería de unos 1.500 mAh en tan sólo 5 minutos.

Asimismo, dada su transparencia y buena conductividad, el grafeno se puede emplear en la fabricación de pantallas táctiles flexibles de dispositivos electrónicos ya que es capaz de producir electrones sin apenas calentarse en el proceso.

Este material también permitirá construir ordenadores muchos más rápidos mediante el desarrollo de microprocesadores con transistores de grafeno. El secreto de la alta velocidad está en estos transistores, cuánto más pequeños sean, más rápido ira el ordenador, ya que la distancia que tienen que recorrer los electrones cuando los atraviesan es mucho más pequeña.

Uno de los primeros en desarrollar circuitos y dispositivos electrónicos de grafeno ha sido el equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Su primer

prototipo de transistor de grafeno de bajo coste fue resentado en la reunión anual de la Sociedad Americana de Física en marzo de 2009 y, desde entonces, se han producido avances de muy importantes.

Aliado para coches eléctricos y renovables

Sus ventajas prometedoras para el sector de la generación y almacenamiento de energía no se quedan sólo en smartphones. Y es que uno de los mercados que ha sabido sacar provecho de este material ha sido el automovilístico. Las baterías de grafeno parecen una realidad cercana y capaz de acabar con los mayores problemas que plantea el coche eléctrico.

Uno de los problemas del sector es, sin duda, la duración y autonomía de la batería, ya que en la actualidad las baterías usadas son de ion de litio. Este material hace que los coches tarden varias horas en recargarse. Este problema se soluciona con el descubrimiento de la batería de polímero de grafeno desarrollada por la empresa española Grafhenano y la Universidad de Córdoba. Con este material, la batería pesaría la mitad que las baterías actuales y su coste de producción sería bastante menor, asimismo, ofrecería una autonomía de 1.000 kilómetros y se cargaría en tan solo 8 minutos.

El sector de las energías renovables también se vería beneficiado por este material ya que el grafeno puede desarrollar placas solares ligeras, flexibles y baratas gracias a las investigaciones de varios científicos que han demostrado que este metal es capaz de convertir un fotón en múltiples electrones capaces de conducir la energía eléctrica.

Una de las aplicaciones que más ha dado que hablar es aquella que permite la desalinización del agua mediante el grafeno. Investigadores del MIT lograron en su día, purificar el agua de una manera mucho más eficiente que la que se utiliza en la actualidad. Para ello utilizaron láminas de grafeno perforadas con agujeros a los que se añadieron otros elementos que provocaron que los bordes de estas aperturas interactuasen químicamente con las moléculas de agua.

En estos últimos años también han sido muchos los que han decidido investigar sobre las propiedades antibacterianas de este material. Un ejemplo de ellos son los trabajos realizados por los investigadores del Instituto de Física Aplicada de Shangai que descubrieron en su experimento que el grafeno podría utilizarse para vendajes, envases para alimentos o para fabricar prendas de vestir y calzado sin olor.

Las puertas abiertas sobre sus aplicaciones son, sin duda, infinitas. Por todo ello, y gracias a sus increíbles propiedades, el grafeno se presenta como un gran candidato para ser el metal de este siglo.

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forum Comentarios 13

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Vacilón
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La cantidad de puertas que abre es tal, que mas que un material del futuro, es ahora mismo, el laberinto de los oligopolios.

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#1
Bilbo
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Cuidadín con el grafeno. Hace poco contacté con un ex-compañero de facultad que trabaja en un post-doc para el CNRS en París. Me comentó que había mucho cuento. Que el 99% de los resultados y noticias del grafeno son falso. Que su único objetivo es conseguir fondos e inversores pardillos y que se manipulan resultados de investigación sin ninguna praxis.

Puntuación 23
#2
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jeje...lo de renovables y coche eléctrico pone a mas de uno los pelos como escarpias...creo que a bilbo también!

Puntuación 30
#3
hj
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Aquí hubo un listo que comentó que las baterías de grafeno para el autoconsumo eléctrico en casa era una fantasía. Que dé la cara y explique esta noticia. O quizá fuese uno de las eléctricas.

Puntuación 18
#4
Comí­n
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Un pregunta a la rotundas afirmaciones del articulista: ¿el grafeno supera las cualidades del CARBINO?

Puntuación 15
#5
pepe ciudadano
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Al 5,

no, es más bien al revés. Pero mientras el carbino está aún en fase de experimentación y no se ha podido sintetizar y obtener muestras estables, el grafeno es una realidad y se está produciendo ya de forma industrial. Muy caro, pero ya es producto industrial.

Tendrá que superar la oposición brutal de los fabricantes clásicos de vehículos y la de otros lobies, pero ya es real y en 25 años no creo que ni un móvil lleve una batería como las actuales, por ejemplo.

Puntuación 30
#6
Comí­n
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#6

Gracias, por aclararme la duda.

Puntuación 12
#7
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6 aunque demos con la solución de ser competitivos en el mercado de los coches dentro de 3 años x ej. siempre tenemos que esperar 25 años y no antes según tu, para que se vean coches eléctricos con baterías de grafeno...de donde sacas esa cifra!!?

Puntuación 7
#8
palasdepadel
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palas de padel de grafeno.....HEAD

Puntuación 5
#9
Quí­mico
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El grafeno un metal, sin comentarios.

Veo que se han informado bien...

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#10
???
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¿Este metal? ¿Desde cuando el carbono es un metal?

Puntuación 10
#11
xaxipilungu
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Al 2: Oooole tu! mi cuñado tambien me dijo lo mismo, al parecer un amigo suyo tiene un primo sabe de ciencias, y le conto lo mismo, y otras cosas, vaya que todo es mentira.

Puntuación 2
#12
PP=PSOE=Basura
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Al 2 y 12.

Cuanto saben los españoles de grafeno, eh?

Pronto inventaréis la escoba de grafeno, no? O la pandereta electrónica?

Puntuación 2
#13