Ambar Ariza, Keibar Amaya, Zinnia Chang, Gabriela Gomez
Todos hemos oído hablar del grafeno muchas veces, en la radio, en la tele, en prensa…, pero ¿sabes realmente qué es el grafeno? ¿conoces donde se está aplicando actualmente? Hoy os contamos un poco más sobre el grafeno y sus aplicaciones. Te sorprenderás de la cantidad de propiedades que tiene este material, ¡sigue leyendo!
El grafeno es un material compuesto por la agrupación de átomos de carbono que se posicionan hexagonalmente. Esta disposición da lugar a monocapas de un átomo de espesor. Este material, forma parte de una de las sustancias más abundante en la naturaleza, el grafito (el grafito podemos encontrarlo, por ejemplo, en las minas de nuestros lápices). Un milímetro de grafito contiene tres millones de capas de grafeno.
Ya en 1930 se habla del grafeno, no es una nueva moda. Se sabe que existe desde dicha década, pero se abandonó como material ya que se consideraba demasiado inestable para trabajar en determinados campos. En 1986 empezó a considerarse como grafeno a las láminas de carbono del grafito. Fue muchas décadas después cuando Kostantin Novoselov y Andre Geim consiguieron aislarlo a temperatura ambiente, hecho que les valió el Premio Nobel de Física en 2010 y que a día de hoy nos permite múltiples aplicaciones o empresas especializadas en grafeno, en sus usos y en su distribución.
El grafeno es un mineral que necesita para conservar todas sus propiedades, ha de ser de la mayor calidad posible, porque cuanto peor sea menos aprovechable será. Con el método tradicional de deshojar el grafito con cinta adhesiva, se obtiene el grafeno de mejor calidad, pero el proceso es lento y la productividad mínima, por lo que resulta insuficiente para la demanda que hay hoy en día.El problema es que, hasta ahora, otro tipo de métodos para conseguir una mayor cantidad de este mineral, no han resultado efectivas ya que la calidad del mismo es realmente baja.
1. Grafeno en lámina
Es el de alta calidad, muy empleado en electrónica e informática, puesto que en estos dos sectores se requiere de un material altamente resistente.
2. Grafeno en polvo
Es de mucha menos calidad, el proceso de obtención es mucho más barato y hay mucha más producción.
El grafeno es una sustancia con unas propiedades muy interesantes. Estas propiedades, junto a la abundancia de carbono en la naturaleza, han hecho del grafeno un material muy estudiado y con grandes posibilidades.
Las propiedades más destacadas del grafeno son:
1. Alta conductividad térmica
2. Alta conductividad eléctrica
3. Alta elasticidad y flexibilidad
4. Alta dureza
5. Alta resistencia. El grafeno es aproximadamente 200 veces más resistente que el acero, similar a la resistencia del diamante, pero mucho más ligero.
6. No le afecta la radiación ionizante
7. Capaz de generar electricidad mediante exposición a la luz solar
8. Material transparente
9. Elevada densidad no deja pasar los átomos de Helio, pero sí que permite el paso del agua, que se evapora a la misma velocidad que si estuviera en un recipiente abierto.
10. Efecto antibacteriano. Las bacterias no son capaces de crecer en él.
11. Bajo efecto Joule, calentamiento al conducir los electrones.
12. Bajo consumo de electricidad comparado con otros compuestos
Debido a las grandes propiedades anteriormente citadas, el grafeno tiene aplicabilidad en numerosos sectores, entre los que destacan los mostrados en la siguiente figura.
En el campo de la electrónica, el grafeno se emplea, por ejemplo, en la fabricación de microchips, transistores, desarrollo de tintas conductoras que permiten la impresión de circuitos.
El grafeno puede potenciar el uso de energías renovables, como por ejemplo la energía solar. Introduciendo este material en las placas solares será posible incrementar su eficiencia y producir mayor cantidad de energía. En el sector automoción el uso del grafeno en baterías aumentará su autonomía y reducirá los tiempos de carga, mejorando así las prestaciones de los coches eléctricos.
Etiquetas de seguridad |
Palas de pádel |
Sensores médicos |
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La primera, y posiblemente la primera aplicación práctica y real del grafeno, fue en etiquetas de seguridad. ¿Sabéis esas etiquetas de colores iridiscentes que llevaban pegadas, por ejemplo, muchas prendas de vestir? ¡Seguro que las habréis visto muchas veces y no sabíais que tenían grafeno! Gracias al grafeno, cuentan con un circuito impreso que realiza la función de alarma y suena si se manipula, o se sale del local sin desconexión segura. Estas etiquetas pueden arrugarse o doblarse sin dañarse y el coste es muy bajo, de céntimos por etiqueta. Estas tintas ofrecen múltiples aplicaciones para la industria, ¡los circuitos electrónicos ultraplanos ofrecen infinitas posibilidades!  |
Actualmente, en el sector deporte ya existen productos que incorporan grafeno en su composición. Un ejemplo de ello son las palas de pádel en donde el grafeno se puede utilizar tanto en las caras de la pala, es decir, en la superficie de impacto, o en el marco, para hacerlas más resistentes e incrementar su duración. Además, también existe la posibilidad de incluir el grafeno en la espuma que forma el cuerpo de las palas. Si os fijáis en vuestra pala veréis que en muchas lo anuncian explícitamente a modo de reclamo.  |
Otra de las propiedades del grafeno es la capacidad de detectar cantidades mínimas de sustancias. El grafeno es capaz de detectar una sola molécula en un volumen más o menos grande. Estas propiedades se han desarrollado a través del óxido de grafeno y existen algunas empresas médicas que ya comercializan sus sensores con grafeno. Además de en aplicaciones médicas, estos sensores también pueden utilizarse en estudios medioambientales y de seguridad.  |
Pantallas flexibles |
Drones |
Conexión a Internet |
Otro de los usos más esperados del grafeno es el de las pantallas flexibles. El grafeno es totalmente transparente y también tiene capacidades flexibles por lo que es una excelente opción en caso de paneles plegables para móviles.  |
Algunos drones ya utilizan baterías de grafeno que permite que sean más ligeras y más duraderas. Reduce el tiempo de carga y se espera que sea “el futuro” de los drones para que no tengan tantas limitaciones como actualmente. Los problemas son los mismos que en el caso de los teléfonos móviles: los precios de las baterías son muy superiores a las de litio y aún son escasas así que hace falta aún más desarrollo para que estén a la misma altura y puedan usarse unas y otras indistintamente.  |
Aunque te parezca impensable, también puede ser un buen avance a la hora de conectarnos a internet y ya hace varios años que se habló de esta tecnología para sustituir a la fibra y que nos permitiría mayores velocidades, aunque esto está lejos de globalizarse por el momento, pero sus propiedades podrían ser muy interesantes de cara al futuro de Internet. Desde la Universidad de Cambridge hace diez años que trabajan en esto: en 2011 los investigadores consiguieron demostrar que el grafeno era capaz de captar una gran cantidad de luz y esto lo convertiría en una buena opción a la hora de crear cables que serían capaces de transmitir información muchísimo más rápido que en la actualidad: Internet sería más veloz que ahora.  |
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