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El desarrollo de la ciencia y la innovación tecnológica nos permiten crear nuevas sustancias con características totalmente disruptivas. Dentro del campo de los materiales del futuro, las propiedades del grafeno destacan sobre el resto y lo sitúan como uno de los materiales del futuro que más oportunidades ofrecen. En este post te explicamos qué es y cuáles pueden ser sus principales aplicaciones en nuestro día a día.
¿Qué es el grafeno y cómo es su estructura?
¿Cuáles son las propiedades del grafeno?
El grafeno es un nanomaterial compuesto por una agrupación de átomos de carbono puro dispuestos de forma hexagonal y unidos por enlaces covalentes (hibridación sp²). Se caracteriza por su extrema delgadez, ya que su estructura básica constituye una sola capa de un átomo de espesor.
Por lo tanto, la estructura del grafeno es prácticamente bidimensional y de escala nanométrica, pudiéndose formar sobre una superficie uniforme compuestos de entre 1 y 10 átomos de grosor (hasta 10 láminas superpuestas).
Una de las ventajas más destacadas del grafeno es que se obtiene artificialmente a partir del grafito, que se encuentra de forma abundante en la naturaleza. No obstante, su producción a gran escala es compleja y costosa.
¿Cuáles son las propiedades del grafeno?
Las cualidades de este alótropo del carbono son revolucionarias porque es prácticamente imposible encontrarlas en ningún otro compuesto de un modo natural. Repasamos algunas de las numerosas propiedades del grafeno:
A pesar de su fina estructura, el grafeno es el material más resistente conocido hasta ahora (mucho más fuerte que el acero).
El grafeno también es una sustancia asombrosamente dura, pues cuesta rayarlo más incluso que el diamante.
Una de las propiedades del grafeno más prácticas es su elevada conductividad térmica y eléctrica. Asimismo, disipa muy bien el calor y consume menos electricidad que el silicio.
El grafeno es muy elástico, maleable y flexible, con capacidad para soportar fuerzas importantes sin deformarse.
La estructura del grafeno lo convierte en un material ultraligero (cinco veces menos pesado que el aluminio).
Cuando ha sido tratado y está poco concentrado, no presenta toxicidad para los seres vivos y permite el crecimiento celular. Además, inhibe el desarrollo de bacterias, virus y hongos.
El grafeno tiene un alto potencial reactivo cuando entra en contacto con otros elementos, pudiendo producir energía. Sin embargo, no le afectan las radiaciones ionizantes.
Se trata de un material muy denso e impermeable a líquidos y gases, con la única excepción del agua. Aun así, al ser hidrófugo la evapora de inmediato.
Una sola lámina de grafeno es casi transparente, si bien, la opacidad va a aumentando conforme se van juntando capas.
Visto su amplio abanico de propiedades, no es de extrañar que las aplicaciones del grafeno lleguen a sectores muy variados de la sociedad. Estos son algunos de ellos:
La incorporación del grafeno puede ser de gran ayuda para construir edificios e infraestructuras más resistentes frente al paso del tiempo y los desastres naturales, como carreteras, puentes, aeropuertos o el tendido eléctrico.
Ingeniería aeronáutica y automovilística
Dada la extraordinaria resistencia, el poco peso y la flexibilidad de su estructura, el grafeno muestra un enorme potencial para el diseño de coches, aviones, barcos y vehículos militares más robustos y ligeros.
Gracias a su eficiente conductividad eléctrica y a su capacidad de autoenfriamiento, una de las aplicaciones del grafeno más esperadas es la fabricación de baterías más potentes y duraderas para los dispositivos electrónicos, como por ejemplo ordenadores, smartphones y cámaras de fotos. También contribuirá al desarrollo de las pantallas táctiles flexibles.
Otra de las propiedades del grafeno más prometedoras es su facilidad para producir energía y transmitir la corriente de un lugar a otro. Esto resulta esperanzador para la mejora y el avance de energías limpias como la solar o la eólica, contribuyendo así al cuidado del medio ambiente.
Al ser un producto biocompatible, el grafeno puede ser aprovechado en el ámbito sanitario para acelerar la regeneración de tejidos, transportar fármacos, construir prótesis y equipos de rayos X e, incluso, como biomarcador para la detección de células cancerígenas.
La buena noticia es que muchas de estas utilidades ya son una realidad. Además, dado su enorme potencial, es previsible que la investigación científica contribuya en los próximos años a un conocimiento todavía más profundo de las propiedades del grafeno y sus aplicaciones prácticas. Si quieres mantenerte informado sobre los últimos avances tecnológicos en la industria de los materiales, te invitamos a seguir leyendo nuestro blog.
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