Grafeno: el material del futuro

Esta sustancia, que es derivada del carbono, promete grandes beneficios en la salud, en la seguridad vial, en avances para compañías de celulares y forma parte de otras innovaciones

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17 de marzo de 2018 a las 05:00

El grafeno es una sustancia exclusivamente compuesta por carbono, como también sucede con el grafito o el diamante, pero su aspecto y sus propiedades son diferentes al resto de los compuestos de carbono. Muchos científicos consideran que esta sustancia desempeñará un importante papel en la electrónica porque "sobrepasa netamente en rapidez" a los transistores clásicos de silicio. Dos investigadores ganaron un Nobel de Física por estudiar las propiedades del grafeno en 2011.

Propiedades

Es el grafeno, un material bidimensional con unas propiedades asombrosas: además de ser el más fino que existe, muy ligero y flexible, a la vez que cientos de veces más duro que el acero y más conductivo que el cobre.

Sus propiedades se definen por la disposición de los electrodos: la forma en la que los átomos de carbono se unen entre sí. Se integra por átomos de carbono que tienen cuatro electrones cada uno, que permiten que interaccionen con el resto de los átomos adyacentes. A su vez, tres de los electrones se unen con los tres átomos de carbono, formando ángulos de 120º plano. Allí se forma una red en dos dimensiones.

El cuarto electrón queda libre por debajo o por encima de la placa de grafeno. Sin embargo, cuando los electrodos libres no encuentran a qué unirse, se juntan con otras láminas de grafeno y forman grafito (de lápiz).

El grafeno, que es transparente y elástico, es un conductor eléctrico que prácticamente no se calienta. Incluso, puede generar electricidad si le incide la luz. La estructura puede ser modificada para cambiar su conductividad.

Productos de Graffeno

Casco
A comienzos de este año salieron a la venta los cascos de grafeno. Al estar cubierto con este material tienen un mejor confort térmico y dan mayor seguridad. El grafeno permite una mejor distribución de la fuerza del impacto y el casco se ve menos dañado. Gracias a las propiedades de conducción térmica, funciona en condiciones de altas temperaturas.

Batería
La empresa Samsung desarrolló una batería de grafeno que a futuro permitirá que el teléfono se cargue en 12 minutos. Según una investigación publicada en la revista Nature, esta compañía logró que las baterías tengan 45% más capacidad con una velocidad de carga cinco veces más rápida.
Estos avances no modificarían el tamaño de los baterías actuales.

Tatuajes para plantas
Investigadores de la Universidad del Estado de Iowa fabricaron un sistema de sensores para plantas, que analiza la cantidad de agua en los cultivos. El grupo de estudio, que lo denominó como "tatuajes para plantas", utilizaron el grafeno para formar láminas, que se implementa en una cinta por moldeado o impresión 3D.

Vestimenta
En el Centro de Convenciones Internacional de Barcelona de comienzos del año pasado, una empresa china mostró ropa con calefacción incorporada. Fue llevada a cabo por componentes de grafeno o filtros de anticontaminación, que son livianos y efectivos fabricados con el mismo material.

Implantes
Desde 2016 se viene estudiando la posibilidad y este mes se concretó. Investigadores del Institut Català de Nanociència i Nanotecnología (ICN2) junto con el proyecto BrainCom diseñaron implantes de grafeno capaces de captar las señales de los centros del habla del cerebro y transmitirlas a un dispositivo externo para que las reproduzca en forma de voz.

Pantallas
Denis Guilhot, investigador del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona dijo un año atrás que los laboratorios trabajan en varios proyectos para fabricar electrodos transparentes para pantallas táctiles. Gracias a su material flexible, que no pierde sus propiedades eléctricas, "se podrán hacer pantallas plegables o flexibles", según el experto.

Sensores en el cuerpo
Las propiedades del grafeno pueden ser utilizadas para desarrollar sensores que biomonitorizan el cuerpo humano, para así medir el nivel de oxigenación de la sangre o de los músculos. Al igual que con las plantas, sería similar a un tatuaje transparente. Guilhot dijo que sirven para sustituir, por ejemplo, "a los relojes, que no son cómodos a la hora de dormir".

Microchip en la visión
En 2017, investigadores de la Universidad de Rice (EEUU) desarrollaron un microimplante cerebral que puede devolverle la vista a personas ciegas. El mismo, denominado FlatScope y de tamaño muy reducido, también puede servir para la ceguera, la sordera o un parálisis. Esto evita recurrir a un transplante ocular o a la implantación de un ojo biónico.

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