(OroyFinanzas.com) – El grafeno es un material con un dureza sin precedentes, es diez veces más fuerte que el acero y seis veces más ligero. Se produce del grafito, efectivamente eso que encontramos en el centro de los lápices, salvo que el grafeno consiste en una sola capa de átomos de carbono.
Es un excelente conductor de la electricidad y con los transistores de grafeno casi cualquier aparato electrónico funcionaría a mayor velocidad y con un consumo energético menor. Investigadores de la India han descubierto cómo construir paneles solares utilizando grafeno, un avance que podría finalmente hacer que la energía solar sea más económica. Pero esto es sólo la punta del iceberg para este material del futuro.
Descubrimiento del grafeno
En 2004, una pareja de científicos que trabajaban en la Universidad de Manchester quisieron comprobar si podían conseguir una sola capa de grafito. Los científicos, Andre Geim y Konstantin Novoselov, le pidieron a un estudiante que cortara la capa más delgada de grafito que le fuera posible.
Después de mirarla bajo el microscopio, se determinó que tenía 1.000 átomos de espesor. A continuación, llevaron la muestra a una potente máquina que podía ver y manipular los átomos. Mientras que esperaban que su colega preparara el microscopio de alta sensibilidad, los científicos se fijaron que los operadores utilizaban cinta adhesiva (Scotch tape) para limpiar la máquina, recogiendo el polvo y las partículas y ¡Eureka!
Los intrépidos investigadores pusieron una escama de grafito entre la cinta adhesiva y tiraron. El grafito se dividió y continúo dividiéndose hasta que obtuvieron una sola capa de una hoja de grafito de un átomo de espesor. Había nacido el Grafeno.
El 2010 les fue otorgado el Premio Nobel de Física a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus experimentos con el grafeno, el material más fino del mundo. El grafeno es uno de los materiales más resistentes conocidos. Es un mejor conductor del calor que el diamante, y mejor conductor de la electricidad que la plata. Al ser bidimensional, podría ser utilizado para detectar moléculas individuales de un gas, ya que si una molécula de gas se pegara a una hoja de grafeno se produciría un cambio en la resistencia eléctrica. Esto también podría ser útil para la detección de microbios.
Desde que fueron descubiertas sus propiedades cada vez mas científicos se interesan en trabajar en proyectos relacionados con este material. Cerca de 200 empresas y start-ups están involucrados en investigación en torno a grafeno. En 2010, fue objeto de cerca de 3.000 trabajos de investigación.
Grafeno el substituto del silicio en manos de China
Se dice que el grafeno es el “material milagroso” del siglo XXI y sus propiedades han asombrado a la ciencia y a los medios de comunicación. La mayor parte de las aplicaciones propuestas para el grafeno son la electrónica y la informática. Sus propiedades electrónicas pueden ser utilizadas para la fabricación de transistores para circuitos eléctricos de alta velocidad y en última instancia podría substituir al silicio en los microchips y cambiar para siempre el futuro de los ordenadores y otros dispositivos.
China controla el 80% del mercado del grafito, al igual que controla el 97% de metales de tierras raras que es el nombre común de17 elementos químicos de la tabla periódica de elementos que se utilizan para la fabricación de televisores, cargadores, discos duros, catalizadores, etc. Pero los chinos tienen cada vez más escasez de grafito.
El buen grafito no es fácil de encontrar y sus precios se han duplicado en los últimos años. Una tonelada de grafito con una pureza del 97% cuesta unos 2.000 dólares. Una tonelada de grafito ultrapuro al 99.99% cuesta 20,000.
James Hone profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Columbia asegura que “Nuestras investigaciones establecen que el grafeno es el material más fuerte jamás medido, unas 200 veces más fuerte que el acero estructural”.
El grafeno puede ser utilizado para cualquier cosa, desde materiales compuestos como se utiliza la fibra de carbono actualmente, hasta la electrónica. Las formas en las que puede ser utilizado el grafeno son tan sorprendentes como sus propiedades. “El grafeno no tiene únicamente una aplicación, ni siquiera se trata de un material único. Se trata de ‘una enorme variedad de materiales’. Una buena comparación sería cómo son utilizados los plásticos”, señala el profesor Andre Geim actual co-titular del Premio Nobel de Física por su trabajo con el material.
Los beneficios de la utilización del grafeno para las empresas y para los consumidores serían obvias, los dispositivos serían más rápidos y más baratos a la vez que más finos y flexibles. “Teóricamente se podría enrollar un iPhone y pegarlo detrás de la oreja como un lápiz”, aseguraba el profesor James Tour, de la Universidad de Rice, a la revista Technology Review.
Si el grafeno puede ser comparado a la forma que se utiliza el plástico hoy en día, en el futuro las tarjetas de crédito podrían tener el mismo poder de procesamiento que un smartphone actual.
“Se puede abrir un mundo completamente nuevo de aplicaciones electrónicas con la transparencia, la flexibilidad y la rapidez de otorga el grafeno”, asegura Jari Kinaret, profesor de Tecnología de la Universidad sueca de Chalmers. En Europa, la investigación sobre el grafeno recibirá una inversión mil millones de euros de la Comisión Europea en los próximos 10 años.
La multinacional Samsung en colaboración con la Universidad Sungkyunkwan de Corea del Sur es uno de los mayores inversores en la investigación del grafeno y ha desarrollado una pantalla táctil flexible de 25 pulgadas con grafeno. Compañías como IBM también están investigando. IBM ha creado un transistor de 150 gigahercios (GHz). El dispositivo de silicio más rápido comparable tiene alrededor del 40 GHz. “En términos de velocidad del transistor, por el momento no vemos límites intrínsecos en la rapidez que podemos alcanzar”, señala el doctor Yu-ming Lin, de IBM.
El problema al que se enfrentan los científicos es que las propiedades “milagrosas” del grafeno sólo han sido demostradas a una escala muy pequeña. “La dureza del grafeno ni siquiera se puede aplicar a muestras microscópicas”, afirma el Dr. Lin. “Así que, si bien puede ser cierto que a pequeña escala es más fuerte que el acero, tenemos que tener cuidado con estas afirmaciones”. Con todo el dinero invertido y la expectación del mercado, los científicos son cautelosos acerca de lo rápido que todo este potencial puede convertirse en realidad.
Fuente: bbc.co.uk [1], physics.org [2], businessinsider.com [3]
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