GRAFENO

 Características del Grafeno 

El grafeno es una sustancia con unas propiedades muy interesantes. Estas propiedades, junto a la abundancia de carbono en la naturaleza, han hecho que sea un material muy estudiado y con grandes posibilidades.

Las propiedades más destacadas del grafeno son:

• Alta conductividad térmica
• Alta conductividad eléctrica
• Material transparente
• Alta elasticidad y flexibilidad
• Alta dureza
• No le afecta la radiación ionizante

• Alta resistencia. El grafeno es aproximadamente 200 veces más resistente que el acero, similar a la resistencia del diamante, pero mucho más ligero
• Capaz de generar electricidad mediante exposición a la luz sola.
• Elevada densidad no deja pasar los átomos de Helio, pero sí que permite el paso del agua, que se evapora a la misma velocidad que si estuviera en un recipiente abierto.
• Efecto antibacteriano. Las bacterias no son capaces de crecer en él.
• Bajo efecto Joule, calentamiento al conducir los electrones.
• Bajo consumo de electricidad comparado con otros compuestos

Las cualidades de este alótropo del carbono son revolucionarias porque es prácticamente imposible encontrarlas en ningún otro compuesto de un modo natural. Repasamos algunas de las numerosas propiedades del grafeno:

Resistencia

A pesar de su fina estructura, el grafeno es el material más resistente conocido hasta ahora (mucho más fuerte que el acero).

Dureza

El grafeno también es una sustancia asombrosamente dura, pues cuesta rayarlo más incluso que el diamante.

Conductividad

Una de las propiedades del grafeno más prácticas es su elevada conductividad térmica y eléctrica. Asimismo, disipa muy bien el calor y consume menos electricidad que el silicio.

Flexibilidad

El grafeno es muy elástico, maleable y flexible, con capacidad para soportar fuerzas importantes sin deformarse.

Ligereza

La estructura del grafeno lo convierte en un material ultraligero (cinco veces menos pesado que el aluminio).

Biocompatibilidad

Cuando ha sido tratado y está poco concentrado, no presenta toxicidad para los seres vivos y permite el crecimiento celular. Además, inhibe el desarrollo de bacterias, virus y hongos.

Reactividad

El grafeno tiene un alto potencial reactivo cuando entra en contacto con otros elementos, pudiendo producir energía. Sin embargo, no le afectan las radiaciones ionizantes.

Densidad

Se trata de un material muy denso e impermeable a líquidos y gases, con la única excepción del agua. Aun así, al ser hidrófugo la evapora de inmediato.

Transparencia

Una sola lámina de grafeno es casi transparente, si bien, la opacidad va a aumentando conforme se van juntando capas.

Aplicaciones del Grafeno 

La comunidad científica se mantiene con ‘los ojos puestos’ sobre el grafeno, ya que podría cambiar por completo nuestra forma de relacionarnos con la tecnología. Y no solo eso, también podría suponer importantes avances en diferentes sectores.

El Grafeno en el sector energético 

El uso del grafeno en la fabricación de baterías recargables podría suponer un gran salto hacia la eficiencia energética. Este material evitaría que los dispositivos se sobrecalentaran, por lo que serían más duraderos, además de ligeros.

Aplicado a diferentes materiales de nuestros hogares, podría contribuir a una mejor regulación térmica de la vivienda y un ahorro en la climatización de los espacios. Por ejemplo, utilizando pintura con grafeno.

Por último, y con una mirada mucho más ambiciosa, se cree que esta innovación podría suponer un antes y un después en el sector de las energías renovables, ya que el uso de este material podría generar mucha más energía de la que se produce a día de hoy.

El Grafeno en la Salud 

Las aplicaciones del grafeno en el sector de la salud y de la medicina también son fascinantes. Gracias a las propiedades del grafeno se podrían desarrollar prótesis más fuertes, flexibles y ligeras. Incluso, podríamos estar hablando de fabricación de huesos y músculos que se introducirían mediante operaciones quirúrgicas.

Todavía en fase de investigación, se cree que el óxido de grafeno podría ser un buen aliado en el diagnóstico de enfermedades y su posterior tratamiento. Un elemento que se obtiene cuando el grafeno se oxida, convirtiéndolo en un material con propiedades mecánicas extraordinarias.

El Grafeno en la Electrónica 

Las características del grafeno podrían cambiar por completo el sector de la electrónica. Con la aplicación de este material, se fabricarían dispositivos más pequeños, ligeros, duraderos y eficientes, imposibles de obtener con los componentes que se utilizan a día de hoy.

Además, el grafeno aplicado a los circuitos electrónicos, conseguiría que los dispositivos ‘sean inmunes’ a la humedad, una de las principales causas de deterioro, algo impensable con los semiconductores actuales. A todo ello, se le suma la excelente conductividad térmica y eléctrica, 1.000 veces mejor que la del cobre.

Otras aplicaciones del grafeno son en:

Baterías

Uno de los principales campos donde más vamos a disfrutar del uso del grafeno es en las baterías ya que nos permitirá tener hasta diez veces más capacidad, pero también tener la batería lista y cargada en mucho menos tiempo. Aun así, parece un mito que nunca termina de llegar aunque llevamos años escuchando hablar de ellas… Ya hay compañías y empresas que están trabajando en baterías externas e internas de grafeno que se espera que lleguen aunque por el momento ningún fabricante ha conseguido dar el paso en el interior de teléfonos móviles aunque sí en alguna powerbank.

Drones

Algunos drones ya utilizan baterías de grafeno que permite que sean más ligeras y más duraderas. Reduce el tiempo de carga y se espera que sea “el futuro” de los drones para que no tengan tantas limitaciones como actualmente. Los problemas son los mismos que en el caso de los teléfonos móviles: los precios de las baterías son muy superiores a las de litio y aún son escasas, así que hace falta aún más desarrollo para que estén a la misma altura y puedan usarse unas y otras indistintamente.

Pantallas flexibles

Otro de los usos más esperados del grafeno es el de las pantallas flexibles. El grafeno es totalmente transparente y también tiene capacidades flexibles por lo que es una excelente opción en caso de paneles plegables para móviles.

Auriculares y audífonos

Más allá de en los discos duros, también lo vemos en auriculares de calidad que han lanzado algunas marcas (como Xiaomi, por ejemplo) que incluyen pequeños componentes de este material en su interior: desde la Universidad de Exeter ya se tratan con grafeno para limitar la vibración y conseguir un sonido más nítido y un dispositivo más resistente en auriculares. Esta aplicación sería también ideal para el campo de los audífonos de grafeno con mejor calidad y con un tamaño y peso que puede ser mucho más reducido que los normales.

Cámaras fotográficas

En la fotografía, el grafeno sería un componente que ayudaría en los sensores permitiéndonos que el resultado sea mejor con poca luz. Según investigadores de Singapur, un sensor hecho de grafeno en fotografía aumentaría la sensibilidad del dispositivo unas mil veces con respecto a las tecnologías actuales que usan muchos fabricantes, como son CMOS o CCD.

Iluminación

La óptima conducción eléctrica que proporciona el grafeno, hace que este material también tenga su aplicación en el mundo de la iluminación. También destaca aquí su capacidad para aguantar el calor, lo que le convierte en un elemento más resistente a las altas temperaturas que requieren muchos dispositivos de luz. Estos dos aspectos, conductividad y resistencia al calor, se aglutinan en las bombillas de grafeno, lo que amplía aún más su vida útil. Además, pueden llegar a consumir incluso menos energía que las luces LED.

Colchones y almohadas

Por raro que parezca, también podemos mejorar nuestro descanso gracias al grafeno. Y es que ya se puede encontrar en el mercado colchones y almohadas fabricadas con material viscoelástico de grafeno.

Palas de pádel

El sector deportivo también comienza a implementar el grafeno debido a sus propiedades. Por ejemplo en el pádel, donde se ha comenzado a utilizar grafeno en la composición de las palas (raquetas). El grafeno se coloca tanto en las caras de la pala, es decir, en la superficie de impacto, o en el marco, para hacerlas más resistentes e incrementar su duración. Además, también existe la posibilidad de incluir el grafeno en la espuma que forma el cuerpo de las palas. Si os fijáis en vuestra pala veréis que en muchas lo anuncian explícitamente a modo de reclamo, ya que se ha convertido en sinónimo de calidad. Por otra parte, el peso también se nota. Cualquier pala normal pesa unos 365 gramos, mientras que las que están elaboradas con grafeno suelen rondar los 300 o 320 gramos. Esto es debido a que se ha podido reducir de tres a uno la cifra de las de carbono.

Etiquetas de seguridad

Las pegatinas que actúan como alarma para prendas y productos tienen grafeno, de hecho fue una de las primeras aplicaciones. Gracias al grafeno, cuentan con un circuito impreso que realiza la función de alarma y suena si se manipula, o se sale del local sin desconexión segura. Estas etiquetas pueden arrugarse o doblarse sin dañarse y el coste es muy bajo, de céntimos por etiqueta. Estas tintas ofrecen múltiples aplicaciones para la industria, ya que los circuitos electrónicos ultraplanos ofrecen infinitas posibilidades.

Protección para coches

Se ha puesto de moda comprar productos basados en el recubrimiento para que adhiera a la pintura del coche, las ruedas, las ventanas de vidrio y las molduras de plástico a nivel molecular. Esto implica que este recubrimiento llena automáticamente pequeños agujeros con una capa muy brillante en la pintura.

El revestimiento de grafeno tiene bastantes beneficios. Uno de ellos es que el material es muy flexible, lo que hace que el revestimiento no se astille ni se agriete.