Descubren en el grafeno nuevas y sorprendentes propiedades físicas

Desde que fue sintetizado en 2004 y se hizo famoso en 2010, cuando los investigadores de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov recibieron el Premio Nobel de Física por sus trabajos en el desarrollo del grafeno, el “material del futuro no deja de asombrar a la comunidad científica y tecnológica por sus increíbles propiedades e infinidad de aplicaciones potenciales”.

Computadoras con pantallas flexibles y transparentes. Baterías diez veces más duraderas que las de los teléfonos móviles actuales y recargables en media hora. Ultracondensadores que multiplicarán el rendimiento de las redes de distribución eléctrica. Televisores que incluirán materiales orgánicos. Paneles que convertirán la energía solar en electricidad tres veces más potente que en la actualidad.

Son algunas de las aplicaciones potenciales, “tantas que no se pueden enumerar”, según los propios descubridores de este material “extraordinariamente resistente, abundante, económico, que conduce la electricidad mejor que ningún otro metal y con propiedades nunca halladas en otro material”, según se explica en la web especializada ‘Grafeno.com’.

“El grafeno, a caballo entre un metal y un semiconductor, se caracteriza por tener una sola capa de átomos de carbono colocados en una red hexagonal” explica Francisco Guinea, investigador del Instituto de Ciencias de Materiales de España.

Según este experto, el grafeno “es transparente, impermeable, duro y elástico, y tiene ciertas deformaciones que dan lugar a campos magnéticos muy elevados”.

Guinea forma parte de un equipo de investigadores que ha conseguido fabricar en la Universidad de Stanford, en California, un material que imita las propiedades exóticas del grafeno, colocando moléculas de óxido de carbono (CO) “en posiciones adecuadas” sobre una superficie de cobre.

De acuerdo al investigador del CSIC, “cuando Geim y Novoselov, de la Universidad de Manchester (Reino Unido), consiguieron aislar este material, abrieron las puertas al conocimiento de estas propiedades únicas”.

“Los electrones del grafeno se mueven a velocidades cercanas a las de la luz. Además, las deformaciones de la red cristalina producen efectos similares a los de un campo magnético, pero mucho mayor que los que se pueden obtener en un laboratorio en la Tierra”, destaca Guinea.

Científicos de todo el mundo como Guinea, que llevan años trabajando con el grafeno, creen que sus aplicaciones -en campos tan diversos como la electrónica, la telefonía móvil, la aeronáutica o los procesadores de hidrocarburos- no se harán esperar. “El principal problema es que aún no es posible disponer de cantidades suficientes para su fabricación a gran escala”, dice.

“Existen diversas formas de fabricar el grafeno, aunque las dos principales en cuanto a que pueden realizarse a nivel industrial y son viables económicamente, son sus variedades en polvo y en formato film o lámina”, explica Jesús de la Fuente, director de la empresa Graphenea Nanomaterials, una de las principales productoras de grafeno laminado.

“El material en polvo que usa como materia prima el grafito y fabrican una treintena de empresas en el mundo, se emplea para trasmitir algunas propiedades del grafeno a otros materiales con los cuales es mezclado”.

“Por su parte, el grafeno en lámina, que es el más puro y producen a nivel mundial sólo tres o cuatro empresas, entre ellas Graphenea, emplea como materia prima un gas que contiene carbono, como el metano en nuestro caso y es el que tiene aplicaciones tecnológicas más avanzadas”, explica el director Graphenea. “Este grafeno de alta pureza y que reúne las mejores propiedades, se utiliza para realizar ensayos de laboratorio, así como para fabricar electrodos de baterías, pantallas táctiles, células fotovoltaicas, dispositivos de electrónica digital y analógica de alta frecuencia, compuestos avanzados para la industria aeronáutica o la alta competición de vela”, señala De la Fuente.