En los últimos años, se ha prestado mucha atención al supermaterial grafeno. Pero ¿qué es el grafeno? Imaginemos una sustancia 200 veces más resistente que el acero, pero 1000 veces más ligera que el papel.
En 2004, dos científicos de la Universidad de Manchester, Andrei Geim y Konstantin Novoselov, "jugaron" con grafito. Sí, el mismo que se encuentra en la punta de un lápiz. Sentían curiosidad por el material y querían saber si se podía eliminar en una sola capa. Así que encontraron una herramienta inusual: cinta adhesiva.
“Se coloca la cinta sobre grafito o mica y luego se retira la capa superior”, explicó Heim a la BBC. Las escamas de grafito se desprenden de la cinta. Luego, se dobla la cinta por la mitad y se pega a la lámina superior; luego, se separan de nuevo. Después, se repite este proceso de 10 a 20 veces.
Cada vez, las escamas se descomponen en escamas cada vez más delgadas. Al final, quedan escamas muy finas en la cinta. Al disolver la cinta, todo se disuelve.
Sorprendentemente, el método de la cinta funcionó de maravilla. Este interesante experimento condujo al descubrimiento de láminas de grafeno monocapa.
En 2010, Heim y Novoselov recibieron el Premio Nobel de Física por su descubrimiento del grafeno, un material compuesto de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal, similar a la malla de gallinero.
Una de las principales razones por las que el grafeno es tan asombroso es su estructura. Una sola capa de grafeno prístino se presenta como una capa de átomos de carbono dispuestos en una estructura reticular hexagonal. Esta estructura de panal a escala atómica le confiere al grafeno su impresionante resistencia.
El grafeno también es una superestrella eléctrica. A temperatura ambiente, conduce la electricidad mejor que cualquier otro material.
¿Recuerdas los átomos de carbono que mencionamos? Pues bien, cada uno tiene un electrón extra llamado electrón pi. Este electrón se mueve libremente, lo que le permite conducir a través de múltiples capas de grafeno con poca resistencia.
Una investigación reciente sobre el grafeno en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha descubierto algo casi mágico: cuando se giran ligeramente (apenas 1,1 grados) dos capas de grafeno y se las desalinea, el grafeno se convierte en un superconductor.
Esto significa que puede conducir electricidad sin resistencia ni calor, lo que abre posibilidades emocionantes para la superconductividad futura a temperatura ambiente.
Una de las aplicaciones más esperadas del grafeno es la de las baterías. Gracias a su conductividad superior, podemos producir baterías de grafeno que se cargan más rápido y duran más que las modernas baterías de iones de litio.
Algunas grandes empresas como Samsung y Huawei ya han tomado este camino, con el objetivo de introducir estos avances en nuestros dispositivos cotidianos.
“Para 2024, esperamos que una gama de productos de grafeno esté disponible en el mercado”, afirmó Andrea Ferrari, director del Centro de Grafeno de Cambridge e investigador de Graphene Flagship, una iniciativa de European Graphene. La compañía está invirtiendo 1000 millones de euros en proyectos conjuntos. Esta alianza acelera el desarrollo de la tecnología del grafeno.
Los socios de investigación de Flagship ya están creando baterías de grafeno que ofrecen un 20 % más de capacidad y un 15 % más de energía que las mejores baterías de alta energía actuales. Otros equipos han creado células solares basadas en grafeno que son un 20 % más eficientes al convertir la luz solar en electricidad.
Si bien existen algunos productos pioneros que han aprovechado el potencial del grafeno, como los equipos deportivos Head, lo mejor está por venir. Como señaló Ferrari: «Hablamos de grafeno, pero en realidad estamos hablando de un gran número de opciones en estudio. Las cosas van por buen camino».
Este artículo ha sido actualizado utilizando tecnología de inteligencia artificial, verificado y editado por los editores de HowStuffWorks.
El fabricante de equipamiento deportivo Head ha utilizado este increíble material. Su raqueta de tenis Graphene XT afirma ser un 20 % más ligera con el mismo peso. ¡Una tecnología verdaderamente revolucionaria!
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Hora de publicación: 21 de noviembre de 2023