Cuando en 2004 los investigadores rusos y premio Nobel de Física Andre Geim y Konstantin Novoselov lograron reducir el grafito a una finísima capa de un nanómetro de grosor (un millón de veces más fina que una hoja de papel) que llamaron grafeno, la ciencia mundial pensó que nos hallábamos ante la gran revolución del siglo: un material nanométrico bidimensional, consistente en una sola capa de átomos de carbono fuertemente cohesionados. Sus propiedades eran tan magníficas, tan ilimitadas sus aplicaciones, que muchos hablaron ya de un material casi milagroso.
Era el material más resistente que se conocía de la naturaleza, más fuerte incluso que el acero estructural con su mismo espesor y más duro que el diamante. Era elástico y flexible, y estaba dotado con una gran conductividad térmica y eléctrica, lo que le permitía soportar intensas corrientes eléctricas sin calentarse. Era prácticamente transparente, hidrófugo y tan denso que ni el gas helio podía atravesarlo. Tenía también propiedades mecánicas, electrónicas, químicas, magnéticas y ópticas que lo hacían único. Y además, al ser carbono puro, era abundante en la naturaleza y ecológico.
Tantas eran sus aplicaciones futuras que Europa llegó a poner en marcha un enorme proyecto llamado Graphene Flagship con más de 150 centros de investigación, empresas y un presupuesto de 1.000 millones de euros para desarrollarlo en los laboratorios y trasladarlo al mundo real.
¿Qué ha pasado con el grafeno?
Sin embargo, dieciseis años después del genial descubrimiento, ¿qué ha pasado con el grafeno?
Pues ha ocurrido lo que con otros inventos tecnológicos, que una cosa es que sean reales a nivel teórico, o en forma de prototipo, y otra muy distinta convertir eso en un producto comercial, a un coste de fabricación asumible y con capacidad para fabricar millones de unidades. De la teoría a la práctica pueden pasar años. Incluso décadas.
Y aunque sus aplicaciones han llegado al mercado, no parecen ser ni de lejos las que se esperaban. O al menos no a simple vista. La empresa zaragozana Graphene Tech es un buen ejemplo de ello, tal y como recoge la agencia Sync en uno de sus artículos. Nacida en 2010 fruto de la colaboración con el CSIC y el Instituto de Nanociencia de Aragón, Graphene Tech comenzó con un reactor del tamaño de una lata de refresco, capaz de generar unos tres gramos de grafeno al día. Hoy fabrican una tonelada de este material. También desarrollan productos que van desde polímeros aditivados con grafeno a biosensores. La compañía aragonesa forma, junto a Avanzare y Graphenea, la representación española en la gran flagship europea.
"Es un error de pensar que cuanto más grafeno se añade, mejores serán los resultados. En grafeno, menos es más”, afirma el director de operaciones de la empresa, José Antonio Peláez, en declaraciones a la agencia Sinc." Una filosofía aprendida de la experiencia. “Como el grafeno es bueno en lubricación, colaboramos con el equipo español de esquí y desarrollamos una cera para que resbalaran mejor por la pista”, dice Peláez. “Aditivamos con porcentajes muy altos y mejoraron los tiempos… pero demasiado, ¡bajaban lanzados!”.
Es un error pensar que cuanto más grafeno se añade, mejores serán los resultados. En grafeno, menos es más
La idea inicial de Graphene Tech era ser productores y suministradores de grafeno a gran escala. Terminaron dándose cuenta, sin embargo, de que ayudarían más a sus clientes si también desarrollaban aplicaciones finales. Hoy producen grafeno en polvo como materia prima, pero también productos que lo utilizan. Estos pueden agruparse en tres familias, según su aplicación: almacenamiento energético (baterías y supercapacitadores); aditivación de polímeros, lubricantes y grasas; y recubrimientos y tintas con propiedades conductivas o térmicas.
No son los únicos. Avanzare es otra de las empresas españolas que produce grafeno y desarrolla aplicaciones. Su CEO, Julio Gómez, asegura a la agencia Sync que el principal uso masivo “rentable” a día de hoy se encuentra en estos materiales compuestos, “sobre todo de resina con fibra”, que se usan en mercados como el aeronáutico, el transporte de vehículos, los aerogeneradores y la industria química. “La gente esperaba el ascensor a la Luna, que es una barbaridad, y desarrollos como la nueva generación de procesadores y transistores. Eso va a tardar”, asegura Gómez. “Se han anunciado cosas que nadie se creía; el grafeno, como todo material, necesita su tiempo, pero ya se empiezan a ver aplicaciones industriales”.
Gómez explica que hay más aplicaciones interesantes hoy en día: pinturas, tintas conductivas y, sobre todo, textiles. Graphene Tech también desarrolla tintas conductivas. Tienen pequeños porcentajes de grafeno y se pueden usar para serigrafía, huecograbado, etiquetado y ófset. También menciona aplicaciones “muy de nicho” en deportes, como zapatillas, que “usan una cantidad mínima” y representan “un 2 %” del total. Peláez pone un par de ejemplos, como una prenda deportiva cuya temperatura se puede controlar con una app: “Hemos imprimido resistencias en la parte lumbar para que alcance entre 30 y 65 ºC”. También una chaqueta para running cuya manga tiene siete sensores impresos que permiten controlar por Bluetooth la música del móvil y contestar llamadas.
De forma similar, colaboran con una empresa coreana para desarrollar una batería de ion litio que sea flexible. “Llevamos un año y ya tenemos las primeras pilas de botón, cuya capacidad mejora un 50 % y su durabilidad un 35 %. La idea es llegar a una que sea como la de un móvil”.
Muchos de los productos desarrollados son, sin embargo, para uso empresarial interno. Peláez cita una empresa de pinturas que transporta sustancias químicas: “Tienen que pintar los recipientes de transporte cada dos llenados porque son compuestos muy agresivos. Hemos desarrollado una pintura con grafeno que soporta mejor la corrosión y para ellos es más que satisfactorio, pero no la comercializan”.
Muchas empresas han usado el tirón del grafeno para vender más. En realidad, no lo usan
La situación llama la atención por ser opuesta al marketing que suele rodear a este material. “Hemos encontrado intrusismo que nos ha perjudicado mucho. Han usado el tirón del grafeno para vender más. Nosotros sabemos que no lo usan, por eso no forman parte de la iniciativa Graphene Flagship”.
“Interesa decir que lleva grafeno porque vende”, comenta Peláez en relación con estas empresas que, en ocasiones, ni siquiera utilizan el material. “Otros lo usan y callan porque es un producto estratégico que les diferencia de la competencia”.
¿Ha sido el grafeno una decepción?
En absoluto. El grafeno sigue siendo un material casi milagroso, y aunque tardarán en llegar, sus aplicaciones a escala industrial y comercial terminarán por aparecer. Pero habrá que tener paciencia. Como todas las tecnologías revolucionarias su desarrollo exige años de trabajo e investigación. Basta recordar quelLos coches tardaron más de 70 años en convertirse en algo cotidiano, y 30 años los televisores. La revolución del grafeno sin duda llegará, pero aún necesita unos años más de investigación y desarrollo.
El grafeno no ha sido una decepción, pero sus aplicaciones a escala industrial y comercial tardarán en llegar
Con ello, ¿hay algún motivo para la esperanza y seguir soñando con la llegada inminente del grafeno a nuestras vidas? Pues sí. Uno de los últimos avances nos llega, tal y como señalan desde Business Insider, desde la Universidad de Rochester, cuyos investigadores han encontrado una bacteria capaz de crear grafeno a menor coste y de forma más rápida, siendo además más respetuosa con el medio ambiente. Otro trabajo muy interesante es el que está llevando a cabo la Universidad de Cambridge a través de una spinoff llamada Paragraf. Ellos han diseñado láminas de grafeno de hasta ocho pulgadas de diámetro con carbono con una sola capa atómica de grosor. En la misma línea, investigadores de la Universidad de Rice han conseguido obtener grafeno de alta calidad a partir del azúcar común calentado a a 800 grados centígrados.
Y, por supuesto, siempre está el MIT, uno de los centros que más esfuerzos está dedicando al avenimiento del grafeno. Uno de sus últimos avances es la producción de pequeñas escamas de grafeno comprimido utilizando una mezcla de calor y presión. Este proceso produjo una estructura fuerte y estable, cuya forma se asemeja a la de algunos corales y criaturas microscópicas llamadas diatomeas.
Fuente: Sinc
