LA EDAD DEL GRAFENO

Parece pretencioso situar al grafeno a la altura del hierro, del cobre o del bronce. Quizás al final de este artículo se lo plantee. Ya se empieza a hablar de este material derivado del carbón, del grafito. Que se conoce por las minas de los lápices.

El carbono es un elemento muy común en la naturaleza. Se encuentra en todos los seres vivos. Y según se organicen sus átomos y con qué otros elementos se combinen, cambian sus características. Las propiedades física y químicas de los materiales depende de; su composición, de su estructura, del tratamiento al que se someta, etc.

Pero ¿Qué es en realidad lo que hemos dado en llamar grafeno? El grafeno está compuesto por carbono, que se ordena formando hexágonos en un plano con un grosor de solo un átomo.(Como el dibujo de un panal en un folio).

Y esto, ¿qué propiedades le confiere al grafeno? pues casi nada;

  • Es 200 veces más resistente que el acero. (Si quisiéramos atravesar una lámina de grafeno con un objeto afilado, tendría que caer una masa encima de 4.000 Kg.)
  • Bastante elástico, es difícil quebrarlo, como sucede con el vidrio.
  • Tremendamente flexible, con lo cual se puede adaptar a cualquier superficie.
  • Super conductor del calor y de la electricidad.
  • Es transparente y muy ligero (cinco veces más que el aluminio).
  • Reacciona con otras sustancias, por tanto, se le pueden añadir átomos de otros elementos que mejoren sus propiedades.
  • Soporta bien las radiaciones ionizantes (radiaciones como los rayos X, que destruyen la vida).
  • Sus átomos están tan juntos que es difícil atravesarlo, es antibacteriano, ¿sigo?, es capaz de generar electricidad a través de la energía solar, …

 

grafeno

“Lamina de grafeno”

Con estas propiedades, hasta ahora contrapuestas en los materiales existentes. Ya es cuestión de un nuevo enfoque de lo que son; todos los aparatos, accesorios, etc. que tenemos a nuestro alrededor. El grafeno ya está revolucionando la medicina, las telecomunicaciones, la industria automovilística, la industria alimentaria, la electrónica,la ingeniería, la ciencia …. Pero vamos a ir concretando aplicaciones que ya existen o están al caer.

Quizás llama la atención que se van a desarrollar teléfonos móviles flexibles (eso ya lo hemos oído), aumentará sensiblemente la velocidad de procesamiento y la calidad de las comunicaciones inalámbricas, serán transparentes y se podrán ajustar a la fisonomía de su usuario. En los blindajes para protección de personas, va a quedar al kevlar obsoleto. Al tener esa dureza y ese poder para no ser penetrado, además de ser ligero, se podrá llevar un traje blindado sin que sea incómodo. También se construirán cascos antibalas, vidrios de poco espesor, construcciones, etc.

Los chasis de algunos vehículos de alta gama de hoy son de aluminio, normalmente son de acero, con el grafeno los vehículos serán mucho más resistentes, por lo que el número de muertes en accidente de circulación anuales se podría reducir drásticamente; su peso será mucho menor y por tanto con menos gastos de combustible. También el grafeno, formará parte de las pilas de combustible.

El uso del grafeno permitirá el desarrollo de ordenadores mucho más rápidos y con discos duros, que, con el mismo tamaño, tendrán mil veces más capacidad de almacenamiento que los actuales de tecnología de silicio y con un consumo energético mucho menor. La capacidad de procesamiento aumentará del orden de 25 veces respecto a los actuales Se utilizará en la fabricación de microchips.

Se están desarrollando tintas conductoras que se emplearán para imprimir circuitos. Los dispositivos serán flexibles y por tanto se podrán adaptar a cualquier forma, la imaginación en la estética y la ergonomía se disparan. La sensibilidad de las cámaras fotográficas aumentará sensiblemente y por tanto se podrán hacer fotografías en condiciones de muy baja luminosidad. Se sustituirá la fibra óptica en cables de telecomunicaciones por otros con base de grafeno que permitirán aumentar la capacidad de comunicación sensiblemente. El grafeno permitirá la creación de baterías de larga duración que apenas tardarán unos segundos en cargarse.

Las placas solares recubiertas de grafeno serán mucho más eficientes y permitirán una forma más ecológica de consumo energético, por tanto, potenciando la producción y el almacenamiento de energía. Posibilitará la creación de envases para alimentos más seguros, más ligeros o recubrimientos para los muebles del hogar que impidan el desarrollo de bacterias en su superficie. Es permeable al agua, pero no a otros compuestos como la sal, bacterias, partí culas en suspensión, etcétera. Por tanto, se podrá usar para la desalinización del agua. Se podrán instalar plantas potabilizadoras de bajo coste en países subdesarrollados, impresionante.

Especial mención merece su aplicación en la medicina y la biomedicina. Por sus propiedades antimicrobianas, fabricando hojas de papel se utilizará como vendajes y apósitos, facilitando la cura de heridas y disminuyendo la posibilidad de que se produzcan infecciones. Se está investigando para destruir células cancerígenas sin matar a las adyacentes. Se va a empezar a realizar implantes musculares y de huesos. Pronto se podrá implantar una retina artificial que pueda devolver la vista a personas que tienen dañada la retina del ojo.

¿Qué inconvenientes tiene?

Pongamos los pies en el suelo. Principalmente dos, el primero es que todavía no están suficientemente desarrolladas sus aplicaciones prácticas, o no están al alcance del público en general. El segundo, es que con las tecnologías actuales de fabricación del grafeno tiene un coste elevado. Un kilogramo de grafeno tiene en la actualidad un precio de alrededor de 6.000 euros. Aunque con esa cantidad se pueden fabricar miles de metros de hilo de grafeno.

Quedan muchas aplicaciones en las que se puede introducir este material que cuenta con una barrera de uso importante, que no es más que aplicar un nuevo enfoque a la ingeniería de materiales.

Jacinto Salas

Enero 2.017

Director Técnico de 6Gbuild

Posted on 22 enero, 2017 in Noticias

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