¿Qué es el grafeno?

Hay pocos materiales que se promocionen como supermateriales, para ser reconocido como tal, necesita algunas características bastante notables. El grafeno es un material descubierto relativamente recientemente que tiene una serie de características interesantes como lo fuerte y liviano que es. Los científicos e investigadores están trabajando arduamente, investigando nuevas técnicas para producir grafeno y explorando sus usos potenciales.

El grafeno es un alótropo o forma de carbono artificial. Consiste en una estructura hexagonal como en el grafito, pero es una lámina de un solo átomo de espesor que la hace extremadamente ligera. Técnicamente, las láminas multicapa todavía se llaman grafeno hasta alrededor de 30 capas, después de lo cual se llama grafito.

En la estructura hexagonal que utiliza el grafeno, tres de sus cuatro electrones disponibles forman fuertes enlaces sigma con otros tres átomos de carbono. El electrón final disponible puede viajar libremente por toda la hoja de grafeno. El electrón libre por átomo de carbono hace que el grafeno sea conductor de electricidad, y la investigación ha demostrado que puede ser más conductor que el cobre. Los enlaces de tres fuertes hacen que el grafeno sea tan difícil de romper que si fabricaras una hoja de acero de un grosor equivalente, el grafeno sería 100 veces más fuerte que el acero más resistente.

Solo se absorbe el 2,3% de la luz óptica, lo que hace que el grafeno parezca casi transparente, esto se debe principalmente a que solo tiene un átomo de espesor.

La combinación de fuerza, peso y transparencia del grafeno quedó ilustrada en el Premio Nobel que los dos investigadores pioneros recibieron en 2010. Una hoja de grafeno de un metro cuadrado, si se forma en una hamaca, podría soportar un gato de 4 kg. mientras que es casi completamente transparente y solo pesa tanto como uno de los bigotes del gato en 0,77 miligramos.

La investigación sobre el grafeno se está realizando en muchos campos de estudio diferentes, como la medicina, la electrónica y el medio ambiente. Uno de los principales factores limitantes para las aplicaciones comerciales ha sido históricamente el costo. Sin embargo, en la década transcurrida desde su creación, el costo de hacer grafeno se ha reducido significativamente, lo que significa que están comenzando a aparecer aplicaciones comerciales.

Una de las industrias clave donde los consumidores algún día verán que el grafeno marcará la diferencia serán las baterías. La investigación ha demostrado que el grafeno podrá almacenar grandes cantidades de energía en paquetes más pequeños y livianos que las baterías de litio actuales que pueden cargarse en unos pocos minutos en lugar de horas. Es probable que las baterías de grafeno también sean flexibles, lo que les permitirá enrollarlas o darles diferentes formas fácilmente.