En los últimos años, se ha prestado mucha atención al supermaterial grafeno. Pero, ¿qué es el grafeno? Imagínese 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, experimentaron con grafito. Sí, el mismo que se encuentra en la punta de un lápiz. Sentían curiosidad por este material y querían saber si se podía eliminar en una sola capa. Así que encontraron una herramienta inusual: cinta adhesiva.
“Se coloca la cinta adhesiva sobre grafito o mica y luego se retira la capa superior”, explicó Heim a la BBC. Las partículas de grafito se desprenden de la cinta. A continuación, se dobla la cinta por la mitad y se pega a la lámina superior, para luego separarlas de nuevo. Este proceso se repite entre 10 y 20 veces.
“Cada vez, las escamas se descomponen en escamas más y más finas. Al final, quedan escamas muy finas en la cinta. Se disuelve la cinta y todo se disuelve.”
Sorprendentemente, el método de la cinta adhesiva 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 por átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal, similar a la malla metálica de una gallina.
Una de las principales razones por las que el grafeno es tan asombroso es su estructura. Una sola capa de grafeno puro se presenta como una capa de átomos de carbono dispuestos en una estructura de red hexagonal. Esta estructura de panal a escala atómica le confiere al grafeno su impresionante resistencia.
El grafeno es también una maravilla en el ámbito eléctrico. A temperatura ambiente, conduce la electricidad mejor que cualquier otro material.
¿Recuerdan los átomos de carbono de los que hablamos? Pues bien, cada uno tiene un electrón adicional llamado electrón pi. Este electrón se mueve libremente, lo que le permite conducir la electricidad 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 (tan solo 1,1 grados) dos capas de grafeno, desalineándolas, el grafeno se convierte en un superconductor.
Esto significa que puede conducir electricidad sin resistencia ni calor, lo que abre posibilidades fascinantes para la superconductividad futura a temperatura ambiente.
Una de las aplicaciones más esperadas del grafeno es en las baterías. Gracias a su conductividad superior, podemos producir baterías de grafeno que se cargan más rápido y duran más que las baterías de iones de litio modernas.
Algunas grandes empresas, como Samsung y Huawei, ya han optado por esta vía, con el objetivo de introducir estos avances en nuestros dispositivos cotidianos.
«Para 2024, esperamos que haya una amplia gama de productos de grafeno en el mercado», declaró Andrea Ferrari, directora del Centro de Grafeno de Cambridge e investigadora del Graphene Flagship, una iniciativa de European Graphene. La empresa está invirtiendo mil 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 en la conversión de la luz solar en electricidad.
Si bien ya existen algunos productos que aprovechan el potencial del grafeno, como los equipos deportivos Head, lo mejor está por venir. Como señaló Ferrari: «Hablamos de grafeno, pero en realidad hablamos de un gran número de opciones que se están estudiando. Las cosas van por buen camino».
Este artículo ha sido actualizado mediante 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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Fecha de publicación: 21 de noviembre de 2023