¿Qué es el Grafeno?, sencilla animación que nos explica las bondades de este material.
Aerogel de grafeno, el material sólido más ligero del mundo
Pesa únicamente 0,16 miligramos por
centímetro cúbico, un poco menos que los 0,2 del anterior poseedor del récord,
el aerografito.
El aerosol de grafeno, de aspecto
parecido al de una esponja, pesa únicamente 0,16 miligramos por centímetro
cúbico, lo que le convierte en el material sólido más ligero del mundo. Tiene
unas dos veces la densidad del hidrógeno, es decir,
menos densidad que el helio, según informa Medioambiente.org a
partir de un artículo publicado en Nature. El material está formado por una red
porosa de tubos de carbono, lo que significa que está básicamente hueco.
El nuevo material supera el récord
que alcanzó un material similar, el aerografito,
hace unos meses. El aerografito tenía una densidad de 0,2 miligramos por
centímetro cúbico, setenta y cinco veces más ligero que la espuma de
poliestireno –el corcho blanco de los embalajes, también conocido como
poliexpan– y cuatro veces más ligero que el material que ostentaba el récord
antes de él.
Al ser su densidad muy cercana al aire, aunque ligeramente
menor, y estar tan hueco, en la práctica el aerogel de grafeno no se va
volando, aunque trabajar con él es complicado porque cualquier mínima corriente
se lo lleva.
El grafeno es la estrella de los
nuevos materiales. Se piensa que pueda servir para construir
chips en lugar del silicio, fabricar baterías que
se cargan en segundos o con mucha mayor capacidad, e
incluso se ha empleado para hacer altavoces planos y
transparentes. Es una capa de átomos de carbono alineados
en hexágonos entrelazados. Es el material más resistente que se ha descubierto,
es más duro aún que el diamante, y en un futuro podría permitir fabricar
cualquier tipo de estructuras, como coches o aviones, de forma más resistente y
ligera, sustituyendo a la fibra de carbono. “Se tendría que colocar un
elefante, balanceado sobre un lápiz, para perforar una lámina de grafeno del
espesor de una hoja de celofán”, ha llegado a decir James Hone, profesor de
Ingeniería Mecánica de la Universidad de Columbia.
El interés que despierta quedó
demostrado cuando se otorgó el Premio Nobel de Física en
2010 a dos científicos rusos, Andre Geim y Konstantin Novoselov, que fueron los
primeros en obtener grafeno a partir del grafito en 2004. Sólo en 2010, este
material fue tema de unos 3.000 estudios. No obstante, aún no se ha encontrado
la forma de fabricarlo de forma masiva, de modo que sus aplicaciones no han
salido del laboratorio.
Desarrollan una nueva técnica para conseguir grafeno a menor costo
Recientes investigaciones han conseguido sintetizar grafeno por vía química a partir del grafito, logrando una producción óptima para el uso industrial del material.
Los investigadores del Grupo de Materiales Compuestos del INCAR-CSIC han patentado una tecnología para obtener grafeno a bajo coste ya partir del coque, un producto derivado del carbón y el petróleo.
Si se emplean como materia prima grafitos más cristalinos y con menos defectos, aumentan el grado de perfección y el tamaño de lámina del grafeno obtenido por vía química. Así resumen los investigadores un resultado de este estudio publicado en la revista científica ‘Carbon’, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y coordinado por el Instituto de Tecnología Química de Valencia.
Junto a las características del grafito de partida, también existen otras variables que condicionan el resultado, explican los investigadores del INCAR-CSIC. “Si se opta por la vía química, estos factores son los relacionados con el control y el grado de severidad de todos los pasos del proceso de síntesis del grafeno“, señala Rosa Menéndez, responsable del grupo de Materiales Compuestos del INCAR y coordinadora del CSIC en Asturias.
En palabras de la investigadora, la vía química para producir grafeno “es la más competitiva económicamente y puede adaptarse a la producción a escala, dos aspectos básicos para llevar los materiales grafénicos al entorno industrial”.
Si bien los grafenos sintetizados por vía química presentan más defectos que los obtenidos por otras técnicas, esas alteraciones “en algunos casos son ventajas extraordinariamente útiles para algunas aplicaciones, como las vinculadas con el almacenamiento de energía, el diseño de procesos industriales limpios y la biomedicina“, afirma Rosa Menéndez.
En cambio, aplicaciones relacionadas con la electrónica requieren grafenos de mayor perfección, y para obtenerlos se emplean otros procedimientos, como depósito en fase vapor o exfoliación mecánica.
El grafeno permitirá cámaras que capten 1000 veces más luz
Un revolucionario sensor de grafeno mejorará la calidad de las fotografías a la vez que consumirá diez veces menos energía. El descubrimiento fue realizado por la Universidad Tecnológica Nanyang (NTU) y podrá funcionar en todo tipo de cámaras. Se espera su pronto desarrollo comercial.
El sensor de grafeno es una novedosa mejora para el mundo fotográfico, ya que permite obtener imágenes de una considerable calidad hasta en los lugares más oscuros.
Este sensor es 1000 veces más sensible a la luz que los de las cámaras actuales, y es el primero que detecta un ancho espectro de luz, desde la visible hasta la mitad de la infrarroja, con alta sensibilidad.
Además, gracias a esta sustancia, las cámaras consumirán diez veces menos energía al ser operado a voltajes más bajos. Otra de las ventajas con las que cuenta este sensor es su adaptabilidad, ya que estará disponible para todo tipo de cámaras.
Es la primera vez que se utiliza el grafeno como sensor fotosensible, a pesar de sus ya conocidas cualidades de elevada conductividad eléctrica, dureza y flexibilidad. Se trata de una sustancia un millón de veces más pequeña que el más grueso de los cabellos humanos y está compuesta de átomos de carbón puro.
El descubrimiento fue realizado al fabricar una lámina de grafeno en nuevas nano estructuras y le llevó a su inventor, el el profesor Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la NTU Wang Qijie, dos años desarrollarlo.
“Para diseñar este sensor, hemos mantenido la tecnología usada por la mayoría de los fabricantes de las industria electrónica”, manifestó el profesor Wang. Y si la industria adoptase su hallazgo, el mismo inventor afirma que espera que “el coste de producción de los sensores de imagen caigan” hasta finalmente dar lugar a cámaras más baratas con una batería más duradera.
El descubrimiento fue publicado este mes de mayo en la revista de investigación Nature Communications, que recoge Science Daily. Actualmente, el siguiente paso que espera dar el equipo de la NTU es trabajar con colaboradores de la industria para desarrollar el sensor de grafeno en un producto comercial.
