Hay un material que la mayoría de nosotros no hemos visto nunca, pero del que todos hablan con arrobo y admiración desde hace más de una década. Lo tachan de milagroso. Algunos dicen que es el “material de Dios” y aseguran que va cambiar el mundo, haciendo, por ejemplo, que las baterías de los coches eléctricos duren cientos y cientos de kilómetros, que los barcos y aviones sean mucho más resistentes y ligeros, que los ordenadores sean mucho más rápidos a la hora de procesar información y no se recalienten nunca, o que los cables de fibra óptica transmitan datos a velocidades cientos de veces más altas que las actuales. Hablamos del grafeno.
DEL CARBONO PURO AL ACERO O AL SILICIO
El grafeno es un material que llegaron a aislar a partir del grafito dos investigadores rusos, Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov, en la Universidad de Manchester en 2004, lo que seis años después les valió el Premio Nobel de Física.
En esencia, el grafeno es una lámina de carbono puro dispuesto en forma hexagonal y que, a pesar de tener sólo un átomo de grosor, es 200 veces más resistente que el acero, pero tiene la densidad de la fibra de carbono y es cinco veces más ligero que el aluminio. Se calcula que una lámina de un metro cuadrado de grafeno sólo pesa 0,7 miligramos.
El grafeno es un material conductor imbatible, puesto que los electrones se mueven por él 200 veces más rápido que en el silicio. Además, consume mucha menos energía y produce mucho menos calor que el material que hoy está en el corazón de los chips que gobiernan todos nuestros aparatos, lo que permite pensar en que también estamos a las puertas de una revolución en el mundo de la computación. Sin embargo, algunos ponen en duda que el grafeno vaya a reemplazar al silicio en la fabricación de procesadores y de circuitos integrados, entre otras cosas porque el grafeno no se puede “apagar”.
En todo caso, el grafeno promete cables de fibra óptica cientos de veces más rápidos que los actuales, superbaterías, pantallas táctiles flexibles o cámaras fotográficas 1.000 veces más sensibles gracias a sensores desarrollados con este material. En medicina, también habrá avances importantes, puesto que el material milagroso puede actuar como anticancerígeno o integrarse en sensores biomédicos.
EL MAYOR “PERO” DEL GRAFENO
Hay cientos y miles de grupos en todo el mundo investigando sus propiedades y aplicaciones. Este año, del 25 al 29 de septiembre se celebra en Atenas la semana del grafeno, un evento que se engloba en el proyecto Graphene Flagship de la Unión Europea, que está dotado con un fondo de 1.000 millones de euros y que tiene como objetivo acelerar la aplicación práctica del supermaterial. Es un intento de Europa de no quedarse atrás en una carrera que se están tomando también muy en serio países como Estados Unidos, China, Corea o Japón.
Sin embargo, cabe preguntarse por qué van las cosas tan lentas en el universo grafeno a pesar de todas estas bondades y de la expectación que ha levantado en científicos y tecnólogos. ¿Por qué no acaba de llegar de forma masiva a las plantas de producción de medio mundo el supermaterial, o el material de Dios, como insisten en llamarlo?
El problema precisamente radica en su producción masiva. Hasta la fecha se han usado métodos para aislarlo, como la exfoliación con cinta adhesiva, o con potentes disolventes y oxidantes, que son farragosos, poco prácticos y en ocasiones contaminantes. En la universidad estadounidense de Rice, en Houston, incluso lo han sintetizado a partir de azúcar común a 800 grados de temperatura. Hay muchos grupos de trabajo en todo el mundo siguiendo la pista al material milagroso y probando nuevos métodos de producción. Uno de los últimos ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad de Illinois, que lo han aislado usando agua con gas. Depositando vapor de agua carbonatada sobre la capa de cobre que sirve de soporte para sintetizar el grafeno, han logrado separar el supermaterial de la base.
DÓNDE SE EMPLEA EL GRAFENO
A pesar de que quede mucho que afinar en los métodos de producción, ya son infinidad las compañías que empiezan a contemplar el grafeno en el desarrollo de sus dispositivos e ingenios. Ahora mismo se usa grafeno en los discos de resina de las piezas dentales, en baterías, en hormigones, en papel o en sensores biomédicos.
Otro ejemplo de su aplicación lo tenemos en Murcia, donde la empresa Graphenano está terminando “el primer barco del mundo” que lleva “el material de Dios” incorporado. La embarcación, que es de recreo y tiene nueve metros de eslora, lleva polvo de grafeno diluido en el material compuesto que da forma al casco. De esta forma, el fabricante asegura que ha logrado reducir a la mitad el peso de la embarcación, al tiempo que la ha hecho más resistente. En consecuencia, sus dueños ahorrarán en combustible y lograrán velocidades más altas que las habituales en un barco estándar de las mismas características. Eso sí, tendrán que pagar un sobreprecio: desembolsarán 280.000 euros por el barco, un 40% más.
Resumen Level 5
El principal problema al que se enfrenta la industria del grafeno es encontrar un método para su producción masiva
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