Grafeno, el material del futuro

Actualmente sólo vemos la superficie de los usos que tendrá el grafeno. Un material que ya se conocía teóricamente en los años 30, y ‘abandonado’ por considerarse termodinámicamente inestable.

Sin embargo,gracias a Andre Geim y Konstantin Noselov, que lograron aislar por primera vez el material en condiciones de temperatura ambiente en 2004, podemos empezar a soñar con el que muchos llaman el “material de Dios”

¿Qué es el grafeno?

El grafeno es, según se extrae de la fundación Nobel, el primer material cristalino de dos dimensiones con un grosor de un átomo.

Entre sus propiedades están una dureza similar al diamante, una elasticidad y ligereza cuyas aplicaciones se pueden ver en dispositivos móviles o en medicina con retinas fabricadas en grafeno y sobre todo por su capacidad conductora de electricidad y temperatura.

La Cambridge University lo explica genial aquí:

Propiedades del grafeno

A continuación veremos en detalle algunas de las propiedades que hacen del grafeno un material sumamente interesante:

  • Conductividad térmica y eléctrica: Es un material capaz de permitir el paso del calor y de la electricidad a través de él, por ejemplo, es capaz de conducir electricidad mejor que el cobre -se afirma que es el material con mejor conductividad eléctrica del mundo-, y con un gasto energético menor que materiales como el silicio, lo que supondrá que si se usa en componentes electrónicos como las baterías, éstas duren más tiempo.
  • Elasticidad y flexibilidad: es un material que puede aplicarse a muy diferentes superficies y que puede moldearse, siendo más flexible que la fibra de carbono. Un ejemplo de aplicación serían los móviles curvos que están apareciendo en el mercado.
  • Extremada dureza: posee una resistencia a alteraciones (ralladuras, abrasión, penetración,o cortes) mayor que la del diamante, -y unas doscientas veces superior a la del acero. Esta característica del grafeno, le confiere un posible uso muy interesante en aplicaciones que deban resistir grandes pesos y/o deban soportar un fuerte desgaste -como pueden ser elementos en el sector de la construcción.
  • Transparencia. El grafeno es prácticamente transparente, lo cual le permite ser idóneo en aplicaciones como pantallas.
  • Ligero: es el material más fino que se conoce con un grosor de uno o dos átomos de carbono.
  • Permeabilidad selectiva: En 2008 se descubrió que el grafeno es impermeable al helio, elemento que contiene las moléculas más pequeñas que existen, pero no al hidrógeno.
  • La capacidad de reacción con otras sustancias. Esto hace que se puedan crear otros materiales con propiedades diferentes y con un mundo increíble de posibles aplicaciones
  • Resistencia a las bacterias: Se ha comprobado que las bacterias no crecen en el grafeno, lo que implica su posible uso tanto en el sector salud como en el sector de la alimentación con envases resistentes aislantes.

Todas estas propiedades (y otras) hacen que este material pueda llegar a cambiar los procesos de fabricación e incluso crear dispositivos que no se agoten.

Profesionales del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) nos los cuentan:

Algunas cifras del grafeno

En informe Predicciones de Tecnología, Medios de Comunicación y Telecomunicaciones para el año 2016 de la consultora Deloitte nos muestra interesantes cifras sobre el Grafeno. Entre ellas destacan:

  • El gramo de Grafeno cuesta cien dólares.
  • Se prevé que las ventas de este material lleguen a los 100 millones de dólares a finales de la década.
  • Varios organismos públicos están apostando fuertemente por proyectos de I+D relacionados con el grafeno. Destaca el Grafene-Flagship, el mayor programa de I+D de la UE, con 17 países implicados y una inversión de 1.000 millones de euros.

En otro estudio elaborado por la consultora TRM, Graphene Electronics Market – Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2015-2025, se muestran datos que nos hablan del alcance económico de este material

Estas son algunas cifras:

  • Durante el periodo 2015-2025, se estima un crecimiento de un 60,7%.
  • Tres de las cuatro compañías con mayor número de patentes de grafeno en el mundo que cotizan en el mercado regular son americanas (IBM, Xerox y Sandisk). La cuarta es coreana (Samsung)
  • En 2014, las baterías y supercondensadores representaron más del 63% del total del mercado electrónico del grafeno.

Statista nos ofrece una interesante información acerca de los países que tienen más reservas de grafito en el mundo desde el año 2015, la materia prima de la que se compone el grafeno. Los países líderes actualmente son Brasil, China y la India.

4 ejemplos de aplicaciones del Grafeno

En una entrevista al diario Público durante el año 2011, Konstantin Noselov -premio Nobel de física por aislar por primera vez este material-, comentaba lo siguiente:

“Ya se puede pensar en sustituir todos los materiales existentes por grafenos, para conseguir mejores resultados en todas las aplicaciones avanzadas”

El único problema que existe por ahora, es que su fabricación a nivel industrial es costosa y difícil. A continuación, os mostramos algunos ejemplos de algunos prototipos y proyectos que usarán grafeno.

usos del grafeno

1. Sustitución de los materiales actuales

Resistencia, conductividad, dureza, flexibilidad, o ligereza…son algunas de las propiedades que hacen del grafeno un material mucho mejor que muchos de los materiales actuales usados en tecnología.
En ese sentido, proyectos como Nanomaster, -iniciativa europea cuyo objetivo es reducir el plástico de un componente en un 50%-, pretenden sustituir esos materiales por el grafeno añadiéndole además propiedades adicionales.

2. Del papel al papel electrónico

La compañía china Guangzhou OED Technologies, desarrolló el pasado año el primer papel electrónico de grafeno.

3. Construcciones

Su extremada dureza, su elasticidad, flexibilidad, y conductividad térmica, le confieren unas posibilidades enormes en este campo, ya que mejorará muchos de los procedimientos actuales. Se usará en revestimientos, reformas, o readaptaciones en base al entorno.

4. Móviles curvos

Ya el año pasado en el Mobile World Congress, se presentaron prototipos de móviles curvos gracias al grafeno.

Estos son sólo algunos de los ejemplos de uso del grafeno, ¿nos ayudáis a continuar con esta lista?

Deja un comentario

  1. #7
    Anónimo

    Me resulta muy interesante el tema de grafeno y además vuestra página me ha sido de mucha ayuda para realizar un trabajo. Muchas gracias!

  2. #6
    Anónimo

    Me parece interesante como el grafeno es muy eficaz para la vida del ser humano, debido a que nos ayuda en los diferentes campos, como la ciencia, un ejemplo sería la biotecnología ya que nos permite desarrollar ciertos componentes químicos. Por ello les invito a ingresar en el siguiente enlace de la Carrera de Biotecnología de la Universidad Politécnica Salesiana

  3. #5
    Norberto

    El grafeno es el material de Dios. Estamos cerca de empezar a usarlo y el conocimiento de la dinámica toroidal (si se permite que se siga investigando con ella) nos hará llegar la energía pura. Apasionante...

  4. #4
    Miguel Alvarez

    Y esto es sólo el principio. El Carbono y sus alotropías (además del grafeno, están el grafito, diamante, los nanotubos, fulereno o la nanoespuma) nos darán posibilidades enormes. No me quiero ni imaginar lo que puede pasar si encima la impresión 3D logra replicar este material en el futuro. ¡Fascinante!

  5. #3
    marc

    Si no me equivoco se está investigando sobre su uso en la mecânica de los coches.

  6. #2
    Monica Sastre

    Quería decir Carbono... el Carbón también es una forma alotrópica :)

  7. #1
    Monica Sastre

    Gran editorial. Yo creo que este material es el futuro, pero que hay una burbuja importante con él. Y les corrijo, el grafito NO ES la materia prima del grafeno. La materia prima es el Carbón, de hecho se llama forma alotrópica por la forma en la que se presenta... De hecho, el grafeno es bidimensional, el grafito es tridimensional.

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