Conocido como el "material del futuro", el grafeno no deja de asombrar a la comunidad cientÃfica y tecnológica por sus increÃbles propiedades e infinidad de aplicaciones potenciales. Es un alótropo del carbono, es decir una de las formas divergentes que procede de ese elemento quÃmico, como lo son también el carbón o el diamante.
El grafeno se descubrió en la década de los años 30 del pasado siglo, pero se le prestó poca atención, dado que se pensaba que era un material inestable termodinámicamente. Fue en 2010, cuando los cientÃficos Konstantin Novoselov y Andre Geim consiguieron aislarlo a temperatura ambiente y adoptó la importancia que tiene ahora.
Añadido a otros compuestos, como materia prima principal o como componente de nuevos procesos de laboratorio y producción, este revolucionario material posibilitará, entre muchas otras cosas: fabricar filtros que separarán la sal del agua dos o tres veces más rápido que las desalinizadoras actuales, así como obtener combustibles que permitirán que los aviones alcancen mayores velocidades, optimizando el funcionamiento del motor y reduciendo el consumo y la contaminación ambiental. Además es cien veces más eficaz como conductor eléctrico que el silicio y más fuerte que el diamante.
Múltiples cualidades
CientÃficos de todo el mundo, que llevan años trabajando con el grafeno, creen que sus aplicaciones, en campos tan diversos como la electrónica, la telefonía móvil, la aeronáutica o los procesadores de hidrocarburos, no se harán esperar.
"El grafeno ya se utiliza para fabricar electrodos de baterías, pantallas táctiles, células fotovoltaicas, dispositivos de electrónica digital y analógica de alta frecuencia, y compuestos avanzados para la industria aeronáutica o la alta competición de vela", señala, Jesús de la Fuente, director ejecutivo de Graphenea, una de las principales productoras mundiales de grafeno laminado.
¿Cómo el grafeno va a cambiar el mundo?
«El grafeno ha abierto una nueva categoría de materiales bidimensionales. Estoy seguro que tendrá un papel relevante en el futuro pero es posible que sus mejores aplicaciones aún no las hayamos descubierto. El grafeno de más alta calidad está disponible desde 2010-2011 en los laboratorios de investigación, por lo que aun no ha dado mucho tiempo a profundizar en el material. No obstante ya han sido publicados algunos prototipos muy interesantes y lo mejor está por llegar. De las aplicaciones actuales en las que se está trabajando probablemente la electrónica flexible pueda suponer una pequeña revolución y aportarnos ventajas en el día a día».
¿Cuándo se producirán las primeras aplicaciones?
«Se esperan en 2016-2017 y a partir de 2020 sus ventajas serán un poco más generalizadas. El tiempo que necesita la industria para incorporar un nuevo material se calcula en 15 a 20 años y, en algunos casos, hasta 50. Algunos de nuestros clientes como Nokia o Philips tienen ya prototipos de alto rendimiento en baterías flexibles o electrodos transparentes y ahora empezamos el trabajo de ingeniería de desarrollo y de escalado industrial para llevar esos prototipos a la línea de producción. Son procesos de años, por lo que merece la pena empezar pronto».
¿Cuáles será sus aplicaciones?
«Es posible que podamos disfrutar de baterías de alta densidad energética, tabletas flexibles, células solares de alta eficiencia, escáneres médicos mejorados con electrónica de Thz, comunicaciones de altísima velocidad y displays e iluminación led orgánica gracias, en parte, al grafeno.
¿Mejorará la calidad de vida?
«Hay que tener en cuenta que este material es un componente fundamental de todos los dispositivos que le he mencionado, pero no el único. Serán las multinacionales líderes en estos sectores los que decidan cuándo y cómo introducir estas innovaciones al mercado. El impacto en la calidad de vida, el medioambiente y la energía es incalculable. Necesitaremos décadas para valorar el éxito de esta tecnología. Está en nuestras manos hacerla realidad».
Estudios a largo plazo
Tal es la importancia que se concede a este tipo de carbono, que la Comisión Europea destinará unos mil 300 millones de dólares para apoyar en los próximos diez años proyectos europeos pioneros para investigar las aplicaciones del grafeno.
Cifras alentadas
La iniciativa Grafeno, dirigida por el profesor Jari Kinaret de la Universidad de Chalmers (Suecia) y en la que participan más de 100 grupos y 136 investigadores principales, incluidos cuatro Premios Nobel, investigará y explotará las propiedades únicas de este material que se cree que llegará a ser tanto o más importante que lo fue el acero o el plástico.
Aplicaciones en aumento
Samsung desarrolla antenas micrométricas de grafeno con capacidad de transmitir información a gran velocidad en distancias muy cortas.
El proyecto europeo Insidde diseña un nuevo tipo de escáner con emisores y receptores de grafeno, que permitirá visualizar los bocetos previos y las imágenes que se ocultan bajo los lienzos, e investigar el interior de otros objetos artísticos como vasijas.
Las universidades británicas de Manchester y Cambridge estudian el uso de dispositivos de grafeno como fotodetectores en comunicaciones ópticas de alta velocidad.
Para Frank Koppens, uno de los líderes de la iniciativa europea Grafeno, este material se aplicará en el diagnóstico por imagen, inyectando una sustancia que se acople a las células cancerosas y que emita luz, y utilizando un dispositivo sensible a esta luz que permitirá ver la forma de un tumor con mucho detalle.
