El grafeno
¿Qué es el Grafeno?
El carbono es uno de los elementos químicos más importantes en la
naturaleza. Se encuentra en todos los seres vivos y, según se distribuyan sus
átomos, puede formar sustancias con distintas características. A partir
del carbono se consigue el grafeno. Este material surge cuando
pequeñísimas partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de
dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un átomo), y en celdas
hexagonales. Para que te hagas una idea, su estructura es similar a la que
resulta de dibujar un panal de abejas en un folio. ¿Por qué en un folio? Porque
es una superficie plana, de dos dimensiones, como el grafeno.
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 muy variados objetos, desde la mina de los lápices hasta
algunos ladrillos.
Pese a que el grafeno se conoce desde la década de 1930, fue abandonado
por considerarlo demasiado inestable. No fue hasta muchos años después, en
2004, cuando los científicos de origen ruso Novoselov y Geim consiguieron
aislarlo a temperatura ambiente. Este descubrimiento no fue baladí, pues
gracias a él obtuvieron el Premio Nobel en 2010.
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 sucapacidad 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.
El grafeno es un material que combina una gran cantidad de propiedades que no se dan juntas en cualquier otro compuesto. ¿Qué significa esto? Que es capaz de mejorar por completo las condiciones de cualquier superficie donde se aplique.
Y es que es un material muy duro, resistente, flexible y muy
ligero; lo que permite moldearlo según las necesidades de cada caso.
Conduce muy bien tanto el calor como la electricidad; y permanece en
condiciones muy estables cuando se le somete a grandes presiones.
Su futuro en terrenos como la medicina se presenta realmente prometedor.
¿Un ejemplo de en qué se podría usar? En las máquinas con las que se realizan
las radiografías. Éstas funcionan mediante radiaciones ionizantes, unas formas
de energía que hacen que los materiales que se encuentran a su alrededor se
desgasten muy pronto. Pues bien, el grafeno ofrecería una duración casi
infinita, por lo que la inversión que habría que realizar en la adquisición del
material sería, a la larga, mucho menor.
Pero además, el grafeno es capaz de generar electricidad a
través de la energía solar, lo que le convierte en un material muy
prometedor en el campo de las energías limpias. Para que te hagas una idea de
su potencial, si se construyeran con grafeno las placas solares, podrían generar
varias veces más energía por hora que las actuales. ¿Será este material una de
las herramientas necesarias para superar la crisis energética que
previsiblemente se desatará cuando se agoten las reservas de petróleo?
¿Cómo se obtiene el Grafeno?
Llegados a este punto, seguramente te preguntarás por qué, si el grafeno
tiene tantas cualidades y ofrece tantos beneficios, no se emplea para mejorar
nuestra calidad de vida.
La respuesta es sencilla. Para que conserve todas sus propiedades, el
mineral ha de ser de la mayor calidad posible. Con el método tradicional de
obtención a base de deshojar el grafito con cinta adhesiva, se consigue grafeno
de muy alta calidad, pero la cantidad producida es mínima y resulta
insuficiente para su uso industrial.
Por otro lado, el empleo de otros métodos para su obtención enfocados en
aumentar la cantidad producida no consiguen un producto con la calidad
suficiente.
Actualmente, se comercializa el grafeno bajo dos formas: En lámina y en
polvo. ¿En qué se diferencian?
• Grafeno en lámina: es de alta calidad y se emplea en
campos como la electrónica, la informática o incluso la aeronáutica, donde se
requiere un material muy resistente. Su producción es actualmente muy costosa.
• Grafeno en polvo: se usa en aquellos ámbitos que no
requieren de un material de alta calidad. Su proceso de obtención es más barato
y permite una mayor producción del producto, pero renunciando a parte de sus
propiedades.
El siguiente gran reto en la historia de este mineral es la búsqueda de
un método de obtención que supere esta barrera. Diversos equipos de científicos
en todo el mundo dedican sus esfuerzos a este fin y aunque los resultados
obtenidos son prometedores, aún queda camino por recorrer.
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