Grafeno: el Cisne Negro del siglo XXI

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Grafeno: el Cisne Negro del siglo XXI

Este material bidimensional tiene unas cualidades que pueden revolucionar el futuro de nuestra sociedad

En ciencia, un Cisne Negro es un evento capaz de producir un cambio repentino que destruye ideas preconcebidas y abre nuevos horizontes por explorar. Así ocurrió con el grafeno.

Uno de estos pináculos científicos imprevistos ocurrió en 2004 cuando, en la Universidad de Manchester, dos científicos rusos, Andre Geim y Konstantin Novoselov, tuvieron la suerte de aislar el grafeno por primera vez. Este material era conocido teóricamente, pero nunca antes había sido “descubierto”.

Mientras limpiaban algunas muestras de grafito (el mismo que hay en un lápiz) mediante la separación de las capas con una cinta adhesiva, los dos rusos analizaron los restos de las láminas y descubrieron que contenían grafeno. Seis años después, en 2010, ambos científicos recibieron el Premio Nobel de Física.

Propiedades del grafeno

¿Qué hace que este material sea tan especial? Hay muchos que consideran que el grafeno cambiará la vida cotidiana de todos nosotros en un futuro cercano, como lo hizo el petróleo o el plástico en su momento. La verdad es que el grafeno posee una serie de propiedades impresionantes.

Para empezar, su grosor de un solo átomo lo convierte en el primer material bidimensional que conocemos y, en consecuencia, el más fino de todos los materiales existentes. Al igual que la fibra de carbono, es de poco peso, pero más flexible. Usando grafeno, se podría construir una hamaca que pesara 1 miligramo y que podría sostener el peso de un gato.

El material más fuerte del mundo

Sólo recientemente, se descubrió que el grafeno es el material más fuerte del mundo. Sin embargo, también es flexible y prácticamente transparente, lo que lo hace muy diferente en comparación con otros materiales conocidos hasta hoy, abriendo numerosas posibilidades nuevas.

Además, el grafeno conduce la electricidad mejor que el cobre y, como conductor del calor, supera a cualquier material conocido. Es tan denso que ni siquiera el helio, el átomo de gas más pequeño, puede atravesarlo.

Las futuras aplicaciones prácticas del grafeno son enormes. Hoy en día, los usos relacionados con la energía y la electrónica son los más interesantes. Pero el material también tiene aplicaciones dentro de la biomedicina (secuenciación de ADN o medicamentos de encapsulación, por ejemplo).

Ya se están haciendo experimentos que permitirán que se utilicen materiales más duraderos y más ligeros en automatización o aeronáutica.

Los principales campos de trabajo en la actualidad son los de baterías; ultra condensadores; células solares; electrónica de alta frecuencia y materiales avanzados.

Futuro

Gracias al grafeno, en un futuro cercano veremos automóviles eléctricos con baterías cargadas en cuestión de segundos; y con una mayor capacidad de almacenamiento de energía que los combustibles actuales.

Además, veremos computadoras tan flexibles como una hoja de papel; ordenadores desechables; comunicaciones digitales cientos de veces más rápidas que las actuales; células solares de alta eficiencia mucho más baratas que las de hoy en día, etc.

Desafío

Sin embargo, el principal desafío relacionado con el grafeno se encuentra en el desarrollo industrial y comercial de prototipos que en la actualidad se están probando en diferentes laboratorios. Además, la producción de este material es extraordinariamente compleja en calidad y en escala industrial. De hecho, la clave de su rentabilidad depende de que pueda “construirse” grafeno a gran escala; y a un bajo coste bajo como para que valga la pena su comercialización en masa.

A pesar de las maravillas de este material, hace falta una implicación de los gobiernos en favorecer la aplicación del grafeno en la vida cotidiana;, ya que es un hecho que hay lobbies que no quieren que se implemente de forma masiva.

Empresas españolas a la cabeza en el desarrollo del grafeno

Las empresas españolas que llevan años apostando por el grafeno predican en el desierto cuando tratan de buscar el apoyo del Gobierno central. Poca o ninguna ayuda reciben a nivel estatal para desarrollar este material doscientas veces más resistente que el acero; cinco veces más ligero que aluminio y capaz de generar electricidad si se le expone a la luz solar.

Varias son las empresas españolas que han apostado por el mercado del grafeno. En la guipuzcoana Graphenea llevan desde 2010 trabajando con este material para lograr una fabricación en serie. Hasta el punto de que han desarrollado un servicio de fundición de grafeno con el que llegan a diseñar circuitos personalizados en obleas de este material de hasta 6 pulgadas. El objetivo es favorecer la creación rápida de prototipos de dispositivos para acelerar el desarrollo de nuevas aplicaciones.

En esta misma carrera por desarrollar el grafeno está Graphenano, una empresa en cuya factoría de Murcia fabrican una batería que carga el coche en ocho minutos gracias al grafeno.

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