Todo sobre el grafeno: ¿la gallina de los huevos de oro?

Todo sobre el grafeno

El grafeno es considerado como uno de los descubrimientos más importantes de la última década dentro de la física del estado sólido. Por sus trabajos en el desarrollo del grafeno, el premio Nobel de Física recayó en el año 2010 en los científicos rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov, pero su descubrimiento se remonta mucho más atrás (a la década de los años 30).

Por aquel entonces, su desarrollo fue abandonado por ser considerado un componente altamente inestable, y no fue hasta 2004 cuando Geim y Novoselov consiguieron aislarlo a temperatura ambiente.

Pero, ¿qué es exactamente el grafeno y por qué hay tanta esperanza depositada en él? En concreto, se trata de un material bidimensional con un espesor tan pequeño como el de un átomo de carbono. Precisamente, el grafeno se obtiene a partir del carbono, uno de los elementos químicos con mayor presencia, cuando varias partículas se agrupan en láminas de dos dimensiones muy delgadas con forma de celda hexagonal y tamaño plano.

Grafeno imagen

Aplicaciones del grafeno

El grafeno se puede emplear en infinidad de campos, con la tecnología a la cabeza, y los ordenadores y los teléfonos móviles parecen uno de los claros candidatos a utilizarlo. Pero también puede servir para fabricar aviones, coches, edificios o satélites para hacerlos mucho más seguros, o incluso para crear protésis que mejoraran nuestra salud.

Si nos centramos en el mundo de la electrónica, el grafeno destacaría por su capacidad de almacenamiento de energía. Con él, las baterías darían un salto espectacular, logrando mayor duración y tiempos de carga más rápidos, y la velocidad de Internet también experimentaría un aumento notable.

Además, al ser menos contaminante, sería perfecto para reemplazar a otros materiales poco respetuosos con el medio ambiente, pero aún hay más: el grafeno es capaz de transformar la energía solar en electricidad.

Microprocesador

El grafeno es el más claro candidato a reemplazar al silicio en la fabricación de los semiconductores, permitiendo aumentar también la velocidad a la que funcionen los futuros ordenadores, y según muchos estudios es también perfecto para ser utilizado como fotodetector en comunicaciones ópticas de alta velocidad, o lo que es lo mismo: podríamos llegar a ver conexiones a Internet cientos de veces más rápidas que las actuales.

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Grandes virtudes

Sus grandes virtudes son su resistencia, su flexibilidad y su ligererza, con amplias posibilidades de moldearlo para se que adapte al uso que los ingenieros le queran dar. Es a la vez tan duro como un diamante y tan fino como una hoja de papel, y también destaca por su excelente conducción del calor y de la electricidad, muy superiores a lo que estamos acostumbrados a ver. 

Si pasamos al campo de lo concreto, estos son algunos de los productos en los que el grafeno se podría materializar: procesadores de altísima frecuencia, pantallas táctiles flexibles, baterías de gran duración, cables de alta velocidad, materiales de construcción capaces de absorver energía y reutilizarla, lentes ópticas más sensibles...

pantalla flexible

Así, se considera al grafeno como la nueva gallina de los huevos de oro, ya que su utilidad roza lo ilimitado y combina cualidades que ningún otro compuesto tiene a la vez: duro pero elástico, transparente, impermeable...

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Estado actual

Pero no todo en el grafeno es tan bonito como lo hemos pintado, ya que su fabricación es bastante compleja todavía. Para mantener intactas todas sus propiedades, ha de ser de la mayor calidad posible, y con el método tradicional empleado para su obtención se logra la máxima calidad pero en cantidad mínima, con lo que no suele ser suficiente ni compensa el coste. Así, queda dar con la clave que permita extraerlo en grandes cantidades y sin afectar a su calidad.

A día de hoy, se comercializa en lámina y en polvo. El de primer tipo es de gran calidad y es el que se suele utilizar para la informática y la electrónica, siendo sus costes de producción todavía muy elevados. Por su parte, el grafeno en polvo es más barato pero también de menor calidad, con lo que pierde parte de las propiedades de las que hemos hablado.

Ahora, solo queda esperar a que la ciencia siga su curso y pronto sea rentable utilizarlo para reemplazar al silicio. La transformación que puede traer consigo en multitud de campos industriales marcará un antes y un después. ¿La fecha estimada para su producción a escala masiva? 2025.