El grafeno tiene una amplia gama de aplicaciones en campos como la aeronáutica, la energía solar, la nanotecnología, la electrónica, la biomedicina y los materiales compuestos, y es considerado un material milagroso que está transformando el siglo XXI.

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¿Qué es exactamente el grafeno?

El grafeno es un cristal bidimensional compuesto únicamente por átomos de carbono, con un espesor de solo una capa atómica, extraído de materiales de grafito natural. El descubrimiento y la extracción de este material llevaron a dos físicos británicos a ganar el Premio Nobel de Física en 2010, inaugurando así un nuevo campo en la ciencia de los materiales.

En la cadena de producción, el grafeno tiene como materias primas el mineral de grafito y el metano, entre otros. En la etapa intermedia, se fabrican compuestos de grafeno y películas de grafeno. En la etapa final, se aplica en productos terminados como pinturas, tintas, teléfonos móviles y pantallas táctiles. Actualmente, el grafeno ha logrado avances significativos en numerosas disciplinas, como la química, la ciencia de materiales, la física, la biología, el medio ambiente y la energía. Con la continua optimización y mejora de los procesos de fabricación, los costos de producción disminuirán gradualmente, permitiendo que el grafeno se utilice de manera más amplia gracias a sus excepcionales propiedades materiales.

¿Por qué es tan especial el grafeno?

El grafeno es considerado uno de los nuevos nanomateriales más delgados, resistentes, flexibles y ligeros conocidos hasta la fecha.

  • Es ultradelgado, con un espesor equivalente a una doscientas milésima parte de un cabello humano.
  • Es extremadamente resistente, 100 veces más que el mejor acero disponible actualmente.
  • Su conductividad eléctrica es superior a la del cobre, y en condiciones específicas, incluso puede alcanzar la superconductividad.
  • Es un excelente conductor térmico, con una conductividad 3-4 veces mayor que la del diamante, el material más conductor conocido.
  • Es ultra transparente, con una transparencia casi un 10 % superior a la del vidrio.

¿Cómo está cambiando el grafeno el mundo?

El espesor de una sola capa de grafeno es de solo 0,355 nm, y tres capas apiladas apenas superan un nanómetro. Además, su resistencia mecánica es excepcionalmente alta, 200 veces mayor que la del acero. Si se utilizara para fabricar automóviles o materiales aeroespaciales, los productos finales serían extremadamente ligeros y resistentes.

Otro aspecto destacable es que su conductividad eléctrica y térmica es la mejor entre todos los materiales conocidos. Existe algo llamado «batería de grafeno», que en teoría podría permitir que un automóvil recorra 1,000 kilómetros con solo 10 minutos de carga. En realidad, estrictamente hablando, se trata de un supercondensador. Las baterías que usamos comúnmente, principalmente de litio, funcionan mediante reacciones químicas para cargarse y descargarse. Cuanto más rápida es la carga, más intensa es la reacción, lo que puede provocar sobrecalentamiento y riesgo de explosión. Por el contrario, los supercondensadores, basados en procesos puramente físicos, no presentan este problema y tienen una vida útil más larga.

Además, como muchos ya saben, el grafeno puede utilizarse para fabricar chips, lo que permitiría mejorar significativamente su rendimiento. Actualmente, hay 146,985 patentes relacionadas con el grafeno en todo el mundo. Sin embargo, la tecnología del grafeno todavía se encuentra en una etapa inicial de desarrollo.