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Grafeno: digno de un Nobel


Probablemente haya escuchado que existe un nuevo material raro y revolucionario llamado grafeno. Las expectativas que se han abierto con él nos permiten decir que, así como el siglo XX fue el siglo de los plásticos, probablemente el XXI será el del grafeno. Recordemos algo de química. En la escuela aprendes que dos materiales compuestos por átomos idénticos pueden tener propiedades muy diferentes. Son las denominadas variedades alotrópicas. Este es el caso del grafito y el diamante. Ambos compuestos solo por átomos de carbono. El primero es negro y suave; el segundo, transparente y duro. La diferencia se debe a una posición diferente de los átomos de carbono en el espacio. En el grafito, los átomos ocupan los vértices de un hexágono y, como en un panal, los hexágonos se unen llenando el plano sin dejar huecos. Estos planos están unidos entre sí por fuerzas muy débiles. Por eso se exfolia fácilmente. Se dice que tiene una estructura tridimensional en capas. A partir de 1985, se obtuvieron en el laboratorio otras tres variedades alotrópicas de carbono. El último, en 2004, se llama grafeno. Los que lo aislaron recibieron el Nobel. Pero, ¿qué es el grafeno?

El grafeno consta de una sola capa de grafito que carece de la tercera dimensión. Es una estructura cristalina bidimensional, muy ligera y del grosor de un átomo. Por ejemplo, si un campo de fútbol estuviera cubierto con una capa de grafeno, su peso sería inferior a un gramo. Veamos por qué es excepcional. Es extraordinariamente ligero y, sin embargo, el material más resistente de todos los conocidos. Por ejemplo, tiene una resistencia 200 veces mayor que la de un acero del mismo espesor. Su elasticidad permite que se estire hasta un 25% de su longitud sin romperse. Tiene una excelente conductividad térmica y eléctrica. Las propiedades electrónicas también son inusualmente altas. Los electrones son muy rápidos y muy móviles. Esto permite, por ejemplo, pensar en ‘chips’ ultrarrápidos y con menor consumo eléctrico. Tiene una transparencia enorme. El grafeno es una red atómica superfina capaz de atrapar y detectar gases, funcionar como filtro, etc. Es biocompatible pero, al mismo tiempo, un excelente bactericida, etc.

Pensemos en chips ultrarrápidos y con menos consumo

Desde su descubrimiento, cada día se publican nuevas y muy interesantes aplicaciones. Su aplicabilidad aumentará: almacenamiento de energía tanto en supercondensadores como en baterías, una nueva versión de células solares fotovoltaicas, nuevas posibilidades en la fabricación de dispositivos electrónicos. Se acercan las pantallas táctiles flexibles. Un nuevo mundo de materiales compuestos, a los que el grafeno aporta: aislante, óptico, magnético, repelencia al agua y a la corrosión, flexibilidad, resistencia, etc. Nuevos tipos de sensores y biosensores, desalinizadores y depuradores de agua, etc. Una verdadera revolución.

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