Grafeno, el material que permitirá llevar tu celular integrado en tu ropa
Grafeno La startup mexicana podra producir una tonelada de grafeno al ano este 2017 Foto Cortesia Revista Quo
Desde que se descubrió en 2004,
el grafeno ha sido aclamado como una maravilla natural del mundo de los materiales que está destinado a transformar nuestra vida en el siglo XXI.
Las asombrosas propiedades del grafeno emocionan y confunden por igual. ¿Cómo algo que es un millón de veces más pequeño que un cabello humano, puede ser 300 veces más resistente que el acero y 1,000 veces más conductivo que el silicio?
CNN Labs pidió a Tomás Palacios, director del departamento de investigaciones sobre el grafeno del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que nos explicara por qué el grafeno es un material tan especial y qué podemos esperar que haga por nosotros en el futuro .
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CNN: ¿Qué es el grafeno?
Tomás Palacios (TP): El grafeno es una capa del ancho de un átomo compuesta por átomos de carbón dispuestos en forma de panal. Esta disposición atómica especial le da al grafeno sus propiedades únicas. Por ejemplo, las corrientes eléctricas se mueven más rápido en el grafeno que en otro material conocido.
El calor también puede moverse muy rápido en el grafeno y es el mejor conductor térmico que tenemos. Además, el grafeno es el material más delgado del mundo y el más resistente, mucho más que el acero y mucho más ligero, desde luego.
Finalmente, como solo tiene un átomo de espesor, es perfectamente transparente y flexible.
CNN: ¿Cuáles serán sus aplicaciones?
TP: La primera aplicación del grafeno probablemente será como repuesto para el (relativamente costoso metal) seleniuro de indio en las celdas solares.
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Después de eso, pienso que veremos una nueva gama de dispositivos para comunicación que no solo contengan grafeno, sino que también usen otros materiales bidimensionales.
Algunos productos, como los teléfonos celulares, se integrarán en objetos como ropa, papel y ventanas. Otra dirección sería las pantallas transparentes. Básicamente tendremos pantallas electrónicas integradas en casi todas partes : en las ventanas, en nuestras gafas, en los muros, en todas partes.
Para hacer esto necesitamos materiales muy delgados que también sean transparentes y el grafeno podría ser ese material.
CNN: ¿Cuándo estarán disponibles los productos que contienen grafeno?
TP: Depende de la aplicación específica. Creo que el uso del grafeno en las celdas solares, pantallas y más, probablemente estará en el mercado en un par de años.
Las aplicaciones más complejas, como en computadoras o teléfonos celulares probablemente tarde más, tal vez de cinco a 10 años.
CNN: ¿Qué otros retos esperan a los investigadores?
TP: Uno de los retos importantes para el grafeno es la forma en la que se desarrolla el material.
El grafeno se aisló por primera vez por medio de la técnica de la cinta Scotch (se retiran tiras cada vez más delgadas de un bloque de grafito usando cinta adhesiva) y las cantidades que obtenemos al producirlo en grandes bloques no igualan a la que se obtienen con este método.
Se ha trabajado mucho para tratar de mejorar la producción del grafeno y hay unas cuantas técnicas que parecen muy prometedoras pero que aún no están totalmente maduras.
El segundo reto es que el grafeno es un material que solo tiene un átomo de espesor. Todo lo que le hagas afectará sus propiedades.
Aún tenemos que comprender mejor cómo fabricar dispositivos con grafeno y cómo manejarlo con suficiente delicadeza como para no (romper) la fórmula.
CNN: ¿Están mejorando los métodos de producción?
TP: Recientemente, Samsung Electronics presentó una sola capa de grafeno de 76 centímetros de diámetro. Así que en algunos años hemos pasado de tener hojuelas microscópicas a hojas de 76 centímetros.
La ambición es que algún día, el grafeno se fabrique de la misma forma en la que se imprimen los diarios: en un proceso de rollo a rollo que requiera la misma clase de equipo. Esto cambiará toda la estructura económica de la industria de la electrónica.
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CNN: ¿Existen otros materiales como el grafeno?
TP: El grafeno es el primer material bidimensional que se descubrió, pero no es el único. Ahora hay más de 10 materiales bidimensionales que tienen propiedades complementarias que podrían integrarse con el grafeno para proporcionar funcionalidad adicional.
Por ejemplo: el nitruro de boro también tiene un espesor de un átomo y en vez de ser conductor, es aislante (del calor), es el mejor aislante que conocemos. Hay otro material de tres átomos de espesor, llamado disulfuro de molibdeno, que es un semiconductor, como el silicio, pero más ligero y resistente.
Esos materiales pueden combinarse para fabricar estructuras de materiales completamente nuevas que no existen en la naturaleza. Pienso que es una premisa muy poderosa.
CNN: ¿Cuándo saldrán a las calles los productos hechos con grafeno?
TP: Si ves lo que tradicionalmente tarda un nuevo material en tener efecto en el mercado, típicamente toma alrededor de 20 años.
Tenemos que ser pacientes, pero las cosas parecen estar moviéndose más rápido que en el caso de otros materiales.
Pienso que en el próximo par de años veremos mejoras significativas en las técnicas de desarrollo y síntesis de los materiales bidimensionales.
En un nivel de investigación básico se insistirá en tratar de entender lo que pasa cuando apilas estos materiales.
Eso permitirá una nueva comprensión que propiciará la creación de dispositivos completamente nuevos.
Estoy totalmente convencido de que el grafeno cambiará nuestra vida. No sé exactamente cómo y no creo que nadie pueda estar seguro, pero no hay nada más delgado, resistente ni más adecuado para conducir electricidad y que tiene que ser útil para muchas cosas importantes.
Startup mexicana desarrolla grafeno a buen precio
La startup mexicana Graphenemex dice estar lista para comenzar a comercializar, “a buen precio”, el que ha sido catalogado como el material del futuro, el grafeno.
Debido a que sus componentes lo hacen más resistente que el acero, pero a la vez ligero, anticorrosivo, flexible, entre otras propiedades, el grafeno se ha catalogado como el material capaz de revolucionar diversas industrias en la próxima década ; sin embargo, su alto precio y limitada producción, lo han mantenido inaccesible para comercializarlo a gran escala.
El descubrimiento del grafeno les adjudicó el Premio Nobel de Física a Andre Geim y Konstantin Novoselov en 2010.
Actualmente, un gramo de grafeno, tiene un costo promedio de entre 200 y 300 dólares, y al mayoreo puede llegar a negociarse hasta en 50 dólares por la misma medida; sin embargo, al especializarse en un estándar de material de grafénico, los emprendedores mexicanos Antonio Miramontes y Luis Caballero, lograron reducir el precio a 30 dólares por gramo.
“Con la primera corrida de costos, de los 300 dólares, se puede dividir entre 10. Podemos llegar a 20 o 30 dólares por gramo (…) vimos que en México sí hay investigación en el tema pero no hay una empresa que lo haga localmente. Lo que queremos es que México no se vuelva dependiente de aplicaciones de grafeno de otros países en 10 años”, dijo Miramontes en entrevista con Expansión. Grafeno, el futuro del mundo rural Grafeno, el futuro del mundo rural
Miramontes adelantó que a finales de junio podrán contar con capacidad para producir una tonelada anual de este material. Llegar a ello les tomó cuatro años de investigación, la construcción de un edificio en donde albergan tres laboratorios de investigación y uno de desarrollo de aplicaciones y una inversión de, al menos 70 millones de pesos.
Una vez alcanzada la meta de producción, el ejecutivo, dijo que el objetivo es comenzar a comercializar el grafeno en diferentes industrias, como construcción, salud, elementos blindados, entre otros.
Por ahora ya cuentan con cinco convenios de centros de investigación y estar por cerrar los acuerdos empresariales, de los cuales no pudo especificar detalles. Grafeno, el futuro del mundo rural Grafeno, el futuro del mundo rural
Retos para masificar
Si bien existen plantas en China, que ya cuentan con capacidades para fabricar toneladas de este material, los retos de la industria para que el grafeno se masifique en uso están ligados a que no existen, aún, estándares de calidad para este material que se homologuen internacionalmente, lo que ha provocado que la oferta sea dispar y con costos elevados.
Entre los nombres con reconocimiento mundial en el desarrollo e investigación del grafeno destacan la Universidad de Manchester, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la farmacéutica Glaxo Smith Kline, que ha mostrado algunos avances en la implementación de grafeno para la fabricación de implantes con capacidad de conducir compuestos químicos además de Tesla y su experimentación con almacenamiento de energía a base de grafeno.
Grafeno La startup mexicana podrá producir una tonelada de grafeno al año este 2017. (Foto: Cortesía Revista Quo)