Grafeno: el material del futuro multiplica sus aplicaciones

23 octubre 2018

CHEMICAL NEWS
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Decían que era el material del futuro, y ya ha revolucionado el presente. Las aplicaciones del grafeno no paran de crecer, a pesar del problema del coste y del volumen de producción, que dificultan la explotación masiva del grafeno de alta calidad. Pero hay otras vías.

Decían que era el material del futuro, y ya ha revolucionado el presente. Las aplicaciones del grafeno no paran de crecer, a pesar del problema del coste y del volumen de producción, que dificultan la explotación masiva del grafeno de alta calidad. Pero hay otras vías. "Existe una amplia y variada gama de lo que podríamos llamar materiales grafénicos que ya no se enfrentan a esas limitaciones y están experimentando un gran despegue mediante el desarrollo de nuevas tecnologías de producción sostenibles y eficientes", según explica Rosa Menéndez, presidenta del CSIC, especialista en materiales de carbono e impulsora de una línea de investigación sobre grafeno para aplicaciones que incluyen la biomedicina y el almacenamiento de energía.

Preparación de grafeno

"En la actualidad la preparación de grafeno a partir de grafito o derivados grafíticos por métodos químicos es la vía que permite más fácilmente un escalado en la producción necesario para garantizar la explotación industrial y permite la obtención de materiales grafénicos de diferentes características (óxidos de grafeno, óxidos de grafeno con distinto grado de reducción), útiles para muy diversas aplicaciones", indica Menéndez.
Uno de los inconvenientes de este método es la gran dependencia de la disponibilidad de grafito natural y su localización geográfica, pero encuentra solución en el uso de grafitos sintéticos a partir de derivados del carbón y del petróleo.

Opciones más ecológicas

"En la producción de aerogeles de óxido de grafeno (GO), el empleo de "disolventes verdes" como el alcohol, combinado con un tratamiento de secado, parece ser hasta el momento la opción más ecológica. Este método requiere el uso de altas temperaturas, por lo que se está trabajando en conseguir la producción de aerogel GO a temperatura ambiente mediante procedimientos que se desarrollan en condiciones isotérmicas e isobáricas y fácilmente reproducibles, escalables y de bajo coste", dice la presidenta del CSIC.

Aplicaciones conocidas y por conocer

De cables a pantallas tácticas, como recubrimiento, para la creación de biosensores o como almacén de energía. Los usos del grafeno se multiplican conforme avanza la investigación. Rosa Menéndez ha repasado las principales aplicaciones, presentes y futuras, de este material cuyas propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas resultan ciertamente extraordinarias.

Las propiedades del grafeno lo convierten en un material ideal para ser utilizado como componente de circuitos integrados. Es más, la alta conductividad del grafeno posibilita su uso en cables de fibra óptica, por lo que podría utilizarse en el sector de telecomunicaciones para la instalación de redes más veloces, aumentando así la capacidad y rapidez de todas las comunicaciones y con ello, por ejemplo, mejorar internet o los servicios de telefonía móvil.

Al ser capaz de conducir electrones casi sin calentarse en el proceso, una lámina de grafeno puede usarse en el desarrollo de pantallas táctiles, aprovechando además el hecho de que es totalmente transparente y se puede colocar sobre un panel de píxeles sin disminuir el brillo de la pantalla. Es más, la lámina delgada de grafeno, que es sensible a la conducción eléctrica y capaz de captar los toques, puede ser muy flexible y por tanto parte de las futuras pantallas táctiles flexibles.

Las cámaras fotográficas también se pueden beneficiar del desarrollo industrial del grafeno, mediante su utilización como sensor capaz de aumentar la sensibilidad del dispositivo unas mil veces en relación a las tecnologías actuales, lo que permitirá mejores capturas en condiciones de poca luz, y un menor consumo de energía.

Por último, se puede utilizar el grafeno para recubrimientos, para diferentes tipo de sensores, para disipar calor, generación y almacenamiento de energía (en células fotovoltaicas), para supercondensadores, en baterías ion-litio (sustituyendo al grafito en el ánodo, conduce más rápido), en celdas de combustible (permitiendo el paso de protones), en electrónica ultrarrápida, en materiales textiles (son inertes químicamente, por lo que pueden utilizarse en entornos básicos o ácidos) o en el transporte (aeronáutica).

Las aplicaciones de los materiales grafénicos en el campo de la salud están experimentando también un gran auge, y existe un gran esfuerzo por parte de la comunidad internacional para su utilización en temas tan diversos como biosensores, prótesis o transporte de fármacos, entre otros.
Sin duda, mucho camino por recorrer.

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