Grafeno:                                                            El material del presente con mucho futuro

Grafeno: El material del presente con mucho futuro

Concretamente, no fue hasta el año 2004, cuando los científicos Andréy Geim y Konstantín Novosiólov consiguiesen aislar el grafeno a temperatura ambiente por el método de la cinta adhesiva, lo que les valió el premio Novel de Física en 2010 y abrió las puertas a este nuevo material.

Es más duro y resistente que el diamante, siendo unas 100 veces más resistente que el acero a igualdad de espesor.

Ya en 1949 Philip Russell calculó la estructura del grafeno, pero han tenido que pasar varias décadas para que se volviera a hablar de este material debido a que era un material altamente inestable donde las fluctuaciones térmicas.

Geim y Novoselov tenían por costumbre dedicar unas horas todos los viernes –una vez cumplido su trabajo semanal habitual– a experimentar en el laboratorio con ideas nuevas. Fue en una de estas sesiones cuando obtuvieron, a partir del grafito, una forma bidimensional del carbono que ha resultado ser el material más fino (una única capa de un átomo de grosor) y resistente a la vez, flexible, duro, transparente, extraordinariamente liviano y el mejor conductor de la electricidad. Habían descubierto el grafeno.

Pero ¿que es lo que hace al grafeno un material tan especial? El grafeno es una estructura de carbono 2D constituida por una sola capa de átomos de carbono sp2 en una red hexagonal, similar al grafito. De hecho, el carbono es uno de los elementos químicos más comunes y conocidos, de forma que los científicos se sorprendieron al encontrar que esta nueva forma de carbono tenía propiedades tan sorprendentes.

Grafeno en lámina. Es de alta calidad y se emplea en campos como la electrónica, la informática o incluso en sistemas de telecomunicaciones y satélites, donde se requiere obtener un material muy resistente. Su producción es muy costosa.

Propiedades del grafeno

El grafeno por definición posee unas características muy interesantes, algunas absolutamente asombrosas. Su grosor de tamaño nanométrico le hace ser transparente y muy flexible, pero al mismo tiempo, es un material muy duro y resistente. En los últimos años ha generado muchas expectativas debido a sus excelentes propiedades tanto mecánicas, como eléctricas, ópticas y térmicas.

Es bidimensional y ligero (1m2 pesa 0,77 mg), y cuenta sin embargo con una gran superficie específica (2600 m2/g), lo que le confiere una cierta capacidad de autoenfriamiento. Es flexible, elástico, maleable, de forma que admite elongaciones del 10% de forma reversible y puede doblarse un 20% sin sufrir daño alguno. Se puede enrollar para crear nanotubos o adoptar cualquier otra forma. Las superficies de los materiales en los que se aplica el grafeno por tanto, tienen menos posibilidades de quebrarse y son más duraderos.

Es más duro y resistente que el diamante, siendo unas 100 veces más resistente que el acero a igualdad de espesor.

También es bactericida, capaz de inhibir el crecimiento de microorganismos como bacterias, virus y hongos, pero que, sin embargo, no afecta al ADN humano y, por ser carbono, se ha demostrado que permite el crecimiento de células, lo que lo convierte en un sustrato con un potencial muy interesante para la medicina regenerativa o para la industria alimentaria.

Grafeno en lámina. Es de alta calidad y se emplea en campos como la electrónica, la informática o incluso en sistemas de telecomunicaciones y satélites, donde se requiere obtener un material muy resistente. Su producción es muy costosa.

El grafeno es objeto de investigación en todo el mundo porque se trata de uno de los materiales más promisorios para la industria. Tiene características muy particulares: es doscientas veces más duro que el acero, es conductor de electricidad y luz, y es muy liviano, flexible y transparente. Además, puede conducir electrones doscientas veces más rápido que el silicio y con menor efecto Joule, es decir, que genera menos calor al hacerlo. En el año 2010, los científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido) André Geim y Konstantin Novoselov, ambos de origen ruso, ganaron el premio Nobel de Física por el aislamiento del grafeno a una capa bidimensional con un espesor  de un solo átomo.

La utilidad del grafeno hoy en día se puede encontrar en varios tipos de industrias, como la aeroespacial, los materiales de construcción, los dispositivos móviles, e incluso en el sector dental.

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