El Grafeno, 11 Usos

El Grafeno, 11 Usos

Tecnologia

En ésta oportunidad quiero hablarte acerca de la utilidad que tiene el grafeno en la comunidad científica. 

El grafeno es una sustancia compuesta por carbono puro, con átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo 100 veces más fuerte que el acero, siendo su densidad aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, y 5 veces más ligero que el aluminio, tan liviano que una lámina de metro cuadrado pesa tan sólo 0.77 miligramos.

Grafeno

Fue descubierto durante el decenio de 1930; y entre sus sus descubrimientos destacan los trabajos de Philip Russell Wallace por su cálculo de la estructura electrónica de bandas  en 1949, así como el reconocimiento con un Premio Nobel de Física de 2010 otorgado a los científicos Andréy Gueim Konstantín Novosiólov por haber iniciado ésta revolución.

Entre sus propiedades podemos decir que es extremadamente duro, 100 veces más fuerte que una hipotética lámina de acero del mismo espesor, superando la dureza del diamante; muy flexible, elástico y transparente, con autoenfriamiento, conductividad térmica y eléctrica altas, con soporte a la radiación ionizante, y con una menor incidencia del efecto Joule. Posee más ligereza como la fibra del carbono pero es más flexible, hace reacciones químicas con otras sustancias para producir compuestos de diferentes propiedades, se puede dopar introduciendo impurezas para cambiar su comportamiento primigenio de manera que, por ejemplo, no repela el agua o que incluso cobre mayor conductividad. También se auto-repara, pues cuando una lámina de grafeno sufre daño y se quiebra su estructura, se genera un "agujero" que atrae átomos de carbono vecinos para así tapar los huecos. 

Entre todo lo antes nombrado todavía se puede decir que en su forma óxida absorbe residuos radiactivos, y que su densidad es tal que ni si quiera las moléculas de helio que son las más pequeñas que existen, podrían atravesarlo; sin embargo, aunque no deja pasar helio si permite el paso al agua, siendo que en un recipiente de grafeno cerrado se evaporaría prácticamente a la misma velocidad que si estuviese abierto. Los electrones presentan un comportamiento como cuasipartículas sin masa que se trasladan sobre el grafeno; nos referimos a los denominados fermiones de Dirac, que se mueven a velocidad constante, de manera independiente de su energía (al igual que la luz) a unos  10^6 m/s.

Habiendo dado una buena lista de especificaciones y características de esta sustancia, podemos pasar a sus usos:

1.- Las propiedades del grafeno son ideales para utilizarlo como componente de circuitos integrados, pues está dotado de alta movilidad de portadores, así como de bajo nivel de ruido, permitiendo que sea usado como canal en transistores de efecto campo (FET)

2.- Puede ser utilizado para la creación de cables de fibra óptica muy veloces debido a la capacidad del grafeno de captar una gran cantidad de luz. Los electrones se desplazarán rápidamente en dichos cables; con todo ésto se podría implementar en el área de las telecomunicaciones para la instalación de redes mucho más veloces aumentando la capacidad y rapidez de internet, la telefonía móvil, y en definitiva todas las comunicaciones que se llevan a cabo en éste planeta.

3.- Adecuado para el desarrollo de superbaterías eléctricas.

4.- Al ser capaz de conducir electrones de muy buena forma casi sin calentarse en el proceso. Según estudios de investigadores de la Universidad de Tejas y la Universidad de Corea del Sur, una lámina de grafeno puede usarse en el desarrollo de pantallas táctiles, aprovechando el hecho de que una lámina de grafeno puedo ser totalmente transparente, ideal para colocar por sobre un pánel de pixeles sin disminuir el brillo de su retroiluminado. Además esa delgada lámina de grafeno flexible sería el ideal para el desarrollo de sofisticadas pantallas táctiles flexibles.

5.- Para auriculares y altavoces más que profesionales gracias a un diafragma de grafeno colocado en medio de dos electrodos para crear un campo magnético, lo que resultará en la vibración del grafeno y la producción consecuente de sonido.

6.- Cámaras fotográficas mil veces más sensibles: una cámara fotográfica actual está compuesta, básicamente, de un lente por el que pasa la luz y que luego llega a un sensor, captándola y transformándola en información digital. Lo que investigadores de la Nanyang Technological University en Singapur lograron fue crear un sensor hecho de grafeno, aumentando la sensibilidad del dispositivo unas mil veces en relación a las tecnologías actuales CMOS o CCD (Consumiendo 10 veces menos energía y son cinco veces más económicos de producir en masa que los convencionales).

7.- Está demostrado que una forma modificada del grafeno, el óxido de grafeno es capaz de actuar como agente anticancerígeno que se dirige directamente a las células cancerosas. Gracias a éste descubrimiento el grafeno podría ser utilizado para disminuir tumores y prevenir la propagación del cáncer; no obstante el avance aún requiere más estudios, pero con el potencial encontrado en ésto ya es muy prometedor.

8.- Se pueden crear envases de alimentos más seguros y recubrimientos para los muebles del hogar que impidan el desarrollo de bacterias en su superficie.

9.- Debido a su peculiar estructura de alta densidad permeable al agua, se estudia su posible uso para la desalinización del agua. Algunos datos obtenidos a partir de estos proyectos predicen que se podrá realizar esta tarea en un tiempo muy inferior y con un coste mucho más reducido.

10.- Con sus propiedades es ideal para emplearse en la industria automovilística,  en el chasis de los vehículos, concediendo más seguridad al conductor y asegurando una drástica disminución de muertes en accidentes anuales.

11.- Perfecto para la industria del blindaje para la creación de chalecos antibalas, cascos y multitud de elementos de protección que se emplean por profesionales de distintas áreas, pasando a ser mucho más seguros y ligeros.

Hemos hecho un breve recorrido por las maravillas del grafeno, sus propiedades, su descubrimiento, sus atribuciones históricas al ámbito científico que ha constantemente indagado sobre ésta sustancia, etc. Sin duda hemos aprendido el potencial que tiene éste material, mucho más habiendo estudiado los usos y aplicaciones tan diversos y complejos que pueden darse con éste revolucionando la tecnología del siglo XXI en lo absoluto. Actualmente, científicos de todo el mundo continúan explorando nuevos horizontes para conseguir todavía mejores avances que sin duda no serán pequeños, proviniendo de un material tan asombroso, tanto como su fuente, la naturaleza. Realmente espero que te haya gustado este post y que te haya sido de utilidad la información ofrecida. Amigo visitante muchas gracias, podés pasarte por aquí cuando gustes y suscribirte para recibir correos de mis actualizaciones de contenido en éste blog. ☺