jueves, 4 de abril de 2013

El grafeno, revoluciona la industria

El grafeno, uno de los materiales más finos, flexibles, fuertes y con mayor conductividad que existen, está llamado a revolucionar el futuro, desde importantes cambios en la industria de la telefonía móvil, las telecomunicaciones o la fabricación de chips hasta la forma de elaborar fármacos contra el cáncer.

El grafeno fue identificado en 2004 y consiste en una única capa de átomos de carbono que lo convierten en el material más fino jamás creado. Los primeros trabajos realizados sobre este material, llevados a cabo por los dos científicos rusos de la Universidad de Manchester, Andrei Geim y Konstantin Novosolev, les valieron un premio Nobel de Física en 2010 y dos títulos de caballero concedidos por la Corona británica.

Las particulares propiedades del grafeno abren todo un mundo de posibilidades y aplicaciones, desde el campo de la informática hasta el sector energético o la medicina. Es más duro que el diamante, con mayor conductividad eléctrica que el cobre y tan flexible como el caucho. Además es transparente y 200 veces más fuerte que el acero. Es considerado uno de los materiales más fuertes en el mundo y es visto como un elemento que puede revolucionar los avances más importantes en tecnología.

¿Qué es el grafeno?

El éxito del grafeno reside en cómo es, no en lo que es. ¿Y qué es? El grafeno es tan carbono puro como el carbón, el grafito y el diamante. Pero la forma en la que están “ordenados” los átomos cambia enormemente sus propiedades. En el grafeno, los átomos de carbono están dispuestos en forma plana (bidimensional), en orden de panal de abeja. Eso lo convierte en un excelente conductor (eléctrico y térmico), se vuelve casi irrompible, y más flexible que el plástico más deformable.

El grafeno se obtiene exfoliando el grafito (material del que están hechas las minas de los lápices) con cinta adhesiva. Sólo tiene el espesor de un átomo. En cuanto a la contaminación, el grafeno no contamina, pues está formado por carbono.

Conductor eléctrico

Por su extraordinaria capacidad como conductor eléctrico (sus electrones se mueven 100 veces más rápido que el silicio —material que se usa actualmente en la fabricación de los chips informáticos, y en la que descansan las industrias relacionadas con la información, y en gran parte, la tecnología—). Muchos creen que el compuesto reemplazará el uso de silicio y cambiará el futuro de las computadoras y otros dispositivos para siempre.

Se cree que los transistores de grafeno, por ejemplo, serían mucho más rápidos que los actuales transistores de silicio, lo que resultaría en computadoras más eficientes y menos costosas, ya que el carbono es un material fácil de conseguir. El grafeno, un material extremadamente delgado, flexible, transparente y metálico, es el más resistente de cuantos se conocen. Pero, además, como el grafeno es transparente y un buen conductor, es ideal para producir pantallas táctiles flexibles, paneles de luz plegables o, incluso, paneles solares. Al combinarlo con los plásticos, el grafeno puede transformarlos en conductores de electricidad mientras que los hace más resistentes al calor y más mecánicamente robustos.

Las particulares propiedades del grafeno abren todo un mundo de posibilidades y aplicaciones, desde el campo de la informática hasta el sector energético o la medicina. Este material dará origen a una nueva revolución industrial.



Datos

2004 fue anunciado el descubrimiento del grafeno por la revista científica "Science".

200 veces más resistente que el acero y conduce la electricidad mejor que el cobre.

Un solo átomo de grosor tiene el grafeno. Este material es carbono puro en forma de lámina.

Átomos se distribuyen en una estructura de dos dimensiones con la forma de un panal de abejas



Convierte la luz en electricidad

Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) y otros centros internacionales demostraron que el grafeno puede transformar los fotones de luz en electricidad con gran eficiencia. El estudio, publicado en "Nature Physics", puede ayudar al desarrollo de nuevas tecnologías en energía solar. Este prometedor descubrimiento convierte al grafeno en una importante alternativa para la tecnología de energía solar, actualmente basada en semiconductores convencionales como el silicio. "En la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un solo electrón, pero en el caso del grafeno un fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados, y por lo tanto una señal eléctrica mayor", dijo Frank Koppens, investigador de ICFO.



Aplicaciones

Las posibles aplicaciones del grafeno, abarcan prácticamente todo el ámbito tecnológico e industrial, como redes de comunicación inalámbrica ultraveloces, equipos médicos de reconocimiento por imágenes con una precisión incalculable, nuevos fármacos para combatir enfermedades como el cáncer, sustitución de todos los componentes de silicio por el grafeno, super baterías, escudos electromagnéticos y otros. Así, a nivel mundial, se realizan varios estudios de las aplicaciones del grafeno en áreas como el blindaje, informática, electrónica, aviación, energía y otros.



COMPETENCIA GLOBAL POR EXPLOTAR SUS PROPIEDADES Y DESARROLLAR TÉCNICAS PARA SU COMERCIALIZACIÓN

China, Estados Unidos y Europa viven una auténtica guerra de patentes por este material con múltiples usos: el grafeno, que es más duro que el diamante y flexible como el caucho y que, se cree, dará origen a una nueva revolución industrial. Por lo que no es de extrañar que sea el objeto de una batalla global por explotar sus propiedades y desarrollar técnicas para su comercialización.

Desde 2007 se ha producido un notorio aumento en el número de patentes registradas en relación con distintos aspectos del grafeno, con un agudo repunte en el último año.

China lidera la carrera al ser el país con más patentes, mientras el gigante surcoreano de la electrónica, Samsung, es la empresa con más registros a su nombre, según un informe realizado por la firma consultora de patentes CambridgeIP (Reino Unido) y comentado por la BBC. En un principio, este material podría hacer su debut con su uso en pantallas táctiles, luces en las paredes y baterías mejoradas. Pero un primer paso para que el grafeno sea rentable son las patentes, ya que es un material que todavía no ha dado el salto desde el laboratorio.

Según CambridgeIP, a fines de 2012 se contabilizaron 7.351 patentes de grafeno y de aplicaciones vinculadas con él. Un número considerable para un material descubierto hace casi una década.

Las instituciones chinas poseen la mayoría (2.200), seguidas por Estados Unidos (1.754), lo que hace evidente la determinación de ambas potencias por capitalizar el futuro valor de este material de múltiples aplicaciones.

Curiosamente Reino Unido, país pionero en la investigación del grafeno con sus trabajos de 2004, apenas cuenta con 54 patentes, lo que ha llevado al ministro de Ciencia, David Willetts, a identificar este material como "prioridad de investigación nacional".

A nivel corporativo Samsung lleva la delantera, con un total de 407 patentes, seguida de la estadounidense IBM con 134.

Más financiamiento

La Comisión Europea proclamó en febrero de 2013 los ganadores de un concurso europeo de Tecnologías Futuras y Emergentes, dotado de varios miles de millones de euros.

Las iniciativas ganadoras, Grafeno y Cerebro humano, recibirán cada una 1.000 millones de euros (más de 1.330 millones de dólares) para realizar durante 10 años investigaciones de primer rango mundial en ámbitos donde se cruzan la ciencia y la tecnología.

Los dos proyectos ganadores del concurso tienen la misión de sacar el grafeno de los laboratorios e incorporarlo a sectores como la microelectrónica, la energía, la aeronáutica o los biomateriales.

No hay comentarios:

Publicar un comentario