contact

Qué es el grafeno y para qué sirve

Última actualización: 16.05.21

 

El grafeno es un material duro que puede ser utilizado sin problemas en medicina, electrónica e informática. Por ejemplo, resulta muy útil para la elaboración de prótesis dentales, baterías y hasta conexiones a Internet mucho más rápidas. No obstante, su producción es cara y aún no se ha descubierto un método que permita obtenerlo en grandes cantidades.   

 

Con el avance tecnológico actual muchas personas han escuchado hablar sobre un nuevo y resistente material, el grafeno. Sin embargo, es posible que te hayas preguntado ¿qué es el grafeno? La respuesta puede ser compleja si se analiza desde el punto de vista molecular, pero puede definirse como un nanomaterial compuesto por un conjunto de átomos de carbono que se encuentran colocados de forma hexagonal. Es decir, un solo átomo de carbono no puede formar el grafeno, sino que colabora con miles de átomos para lograrlo. Además, el grafeno tiene un grosor muy pequeño denominado bidimensional, esto significa que tiene dos dimensiones en el espacio.

La densidad del grafeno es de 0,77 mg/m2, por lo que se considera muy ligero y delgado; de hecho, una lámina de grafeno está compuesta por una sola capa de átomos de carbono.

También, el grafeno está considerado como el material más duro, dado que tiene una dureza mayor a la del diamante. Igualmente, se caracteriza por ser más resistente al calor en comparación con otros materiales.

 

Descubrimiento del grafeno

La historia del grafeno inicia en 1930; en ese momento se conocía sobre su existencia, pero los científicos de la época lo dejaron a un lado, ya que lo consideraron un material muy inestable para trabajar. 

Tiempo después, en 2004, los científicos rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov realizaron el descubrimiento del grafeno que más adelante en 2010 les otorgó el premio Nobel de física por su increíble trabajo.

En este mismo sentido, los científicos reafirman que la estructura del grafeno es una sola capa de átomos de carbono en forma de panal de abejas y se obtiene del grafito natural, el cual se extrae de las minas de carbón.  Asimismo, cabe destacar que una de las aplicaciones del carbono es que combinado con la arcilla forma las minas que se utilizan en los lápices.

 

¿Cuáles son las propiedades del grafeno? 

Las propiedades del grafeno son diversas por lo que nombraremos algunas de ellas en el siguiente apartado:

  • Es un material híbrido, considerado como aislante, semiconductor y conductor. Además, sus láminas pequeñas permiten hacer experimentos que solo podían realizarse en aceleradores de partículas.   
  • Se caracteriza por ser impermeable para ciertas moléculas y denso. Esta puede considerarse como una de las propiedades más importantes, debido a que permite la destilación de algunos líquidos, eliminación de tóxicos presentes en el agua, filtración y separación de sustancias, entre otras cosas.
  • Otra de sus propiedades químicas es que soporta la radiación ionizante, pudiendo ser utilizado en el ámbito sanitario, por ejemplo, las radioterapias.  

¿Cómo se obtiene el grafeno? 

Existen algunos métodos para la obtención del grafeno, lo más común es extraerlo del grafito por exfoliación, es decir, deshojar este material con cinta adhesiva. De hecho, así se puede obtener el grafeno de mejor calidad.   

Sin embargo, existe otro nuevo método, el cual pasa por la oxidación del grafito, lo que permite obtener un polvo llamado óxido de grafeno (GO), este se suspende en agua y es colocado en un equipo de ultrasonidos, iniciando así el proceso de exfoliación. Igualmente, cabe destacar que el grafito es una de las formas alotrópicas del carbono, así como el grafeno.

A continuación, te presentamos un resumen con los pros y contras de cada método:

  • Grafeno en polvo: El proceso que permite obtenerlo es muy económico y hay más producción, pero la calidad es menor. 
  • Grafeno en láminas: Se utiliza tanto en la informática como en la electrónica debido a que en estos sectores se requiere un material con mucha resistencia. Sin embargo, este método no es muy viable a nivel económico. 

 

Conoce las aplicaciones del grafeno

Anteriormente, hemos dicho para qué se utiliza el grafeno (informática, medicina y electrónica). Sin embargo, en este apartado vamos a desglosar un poco más sus usos en dichas áreas. Es decir, te lo explicaremos de una manera más concreta. 

 

Equipos sanitarios y medicina

Sin duda alguna el grafeno tiene un potencial muy alto en la medicina. Por ejemplo, puede usarse en la fabricación de prótesis dentales, debido a su resistencia y la reducción de proliferación de bacterias. Del mismo modo, se puede usar para crear cualquier tipo de sensor, así como para mejorar las resonancias. 

 

Usos del grafeno en baterías

Se estima que en los próximos años puedan usarse baterías de grafeno, hay algunas empresas y compañías que ya están trabajando en ello. Por ejemplo, la empresa Real Graphene presentó en 2020 una batería de 3000mAh que se carga en 20 minutos a través de un cable normal. Esta batería puede soportar 1500 ciclos sin la tecnología de carga rápida.

Actualmente, algunos drones usan baterías de grafeno, haciéndolas más duraderas y ligeras, con un tiempo de carga menor. Sin embargo, estas baterías suelen ser más caras que las de litio y algo escasas. Se espera que en el futuro exista mayor disponibilidad y menores costes de producción, para que los fabricantes de ordenadores también usen este material. 

Conexión a Internet

Algunos investigadores de la universidad de Cambridge en 2011 explicaron que el grafeno podía captar una gran cantidad de luz. De este modo, se convierte en una posible opción para crear cables capaces de transmitir la información de Internet mucho más rápido. 

 

Cámaras fotográficas

De acuerdo a un grupo de investigadores originarios de Singapur, un sensor fabricado con grafeno aumentaría la sensibilidad de una cámara fotográfica, específicamente, mil veces en comparación con las tecnologías de la actualidad. 

 

Pantallas flexibles

Otra de las utilidades del grafeno son las pantallas flexibles, puesto que este material es transparente y tiene capacidades flexibles. Sin duda, el grafeno puede ser una excelente opción para paneles plegables en los teléfonos.

 

España como potencia mundial del grafeno

España es uno de los países de la Unión Europea que va a la cabeza en cuanto a la producción de minas de grafeno. China y Estados Unidos son sus más grandes competidores.

También, España es un país líder en las investigaciones que se están llevando a cabo para determinar las aplicaciones de este importante material. Por ejemplo, un estudio reciente en la Universidad de Málaga determinó que podría ser el material más adecuado en la producción de nuevos fármacos. También, sería útil para desarrollar terapias respecto al reemplazo celular en la enfermedad del Parkinson.

 

Suscribir
Notificar de
guest
0 Comentarios
Inline Feedbacks
View all comments