Congreso del Futuro: El grafeno, el súper material del futuro: Cien veces más fuerte que el acero.

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Catharina Paukner es la co-fundadora de la empresa británica Cambridge Nanosystems Ltd. que lo produce.

Es el material más flexible, fuerte y ligero que se conoce hasta hoy. Es cien veces más fuerte que el acero y cinco veces más liviano que el aluminio. Desde 2004, cuando se comenzó a trabajar con él, el grafeno no ha perdido su puesto como el súper material del futuro. Filtros para hacer el agua potable, sensores de humedad para Internet de las Cosas y chalecos antibalas más resistentes, son solo algunos ejemplos de la casi infinita gama de aplicaciones que el grafeno puede tener.

Si bien los avances son múltiples, solo recién se está logrando manejar el grafeno para hacerlo estable y así ser utilizado a gran escala. Sobre esto y más hablará Catharina Paukner -directora científica y cofundadora de Cambridge Nanosystems Ltd., empresa que produce grafeno -, en una de las charlas magistrales que tendrá durante el Congreso del Futuro. La cita será el jueves18 a las 16:10 horas, en el ex Congreso Nacional.

Una de las dificultades de trabajar con el grafeno, cuenta Paukner desde Cambridge, en el Reino Unido, es que tiene dos dimensiones, algo que creían iba en contra de las leyes de la física. “El grafeno es el primer material que se logró aislar y que es intrínsicamente bidimensional”, dice.

El tener dos dimensiones, agrega, es lo que le da su extraordinario set de propiedades, que incluyen alta resistencia y flexibilidad, peso ligero y conductividad térmica y eléctrica insuperables. Por esto, el universo de aplicaciones es extremadamente amplio, pero aún falta para volverlas tangibles.

Descubierto en la década de 1930, el grafeno, conocido actualmente como “el material de dios”, está compuesto por carbono puro con átomos formados en hexágonos. Una lámina de este material de un átomo de grosor es 100 veces más fuerte que el acero estructural, y cinco veces más liviano que el aluminio. Durante décadas se pensó que era imposible producirlo por ser muy inestable, pero eso cambió en 2004 cuando Andre Geim y Konstantin Novoselov comprobaron que sí era posible. Su descubrimiento les valió un Premio Nobel en 2010.

“La investigación de materiales no es como escribir códigos. Se descubrió que se podía elaborar grafeno hace 14 años. En desarrollo de materiales es como si fueran 14 minutos”, dice Catharina Paukner, doctora en Ciencia de los Materiales, quien expondrá en el marco del Congreso Futuro. La científica explica que cuando se descubre un nuevo material, toma tiempo poder masificar su aplicación, pero en el caso del grafeno ya ve posibilidades de hacerlo a nivel industrial. Aunque advierte que no es posible prever con exactitud el impacto que este nuevo material tendrá en la vida humana.

 

La fabricación del grafeno puede ser bastante simple. Usando ciertos gases de efecto invernadero y un sistema microondas similar al que se usa en las cocinas, se pueden producir varias toneladas al año.

En términos muy simples, el grafeno es un derivado del grafito, y se puede obtener al rayar con un lápiz grafito varias veces en el mismo lugar sobre un papel. ¿A ahora que utilidades tiene este súper material?

La investigadora en materiales explica a El Mostrador que sus potencialidades, en términos teóricos, son enormes siendo una de ellas la generación de superbaterías. La alta conductividad eléctrica y su gran área de superficie por unidad de masa, explica, hacen que el grafeno sea óptimo para el almacenamiento de energía. Una batería de grafeno sería más liviana, de mayor capacidad, se cargaría en menos tiempo y de mayor durabilidad. Ahora esto no se queda ahí, la inventigación en nanotecnología vislumbra su utilidad en cables de fibra óptica, pantallas flexibles y telescopios miles de veces más sensibles que los actuales. También en la aeronáutica y automotriz, donde se puede reemplazar los cables de cobre por una aleación entre cobre y grafeno.

¿Reemplazo a otros materiales?

“Creo que un nuevo material es siempre una oportunidad y no necesariamente una amenaza”, dice Paukner. En el caso particular del cobre, la científica dice que el grafeno no va a reemplazarlo porque son materiales con comportamientos muy distintos. “Lo que es posible es que haya sinergías. Se puede mejorar las cualidades del cobre al integrar grafeno, hacerlo más fuerte”, explica la científica, que cree que se podría avanzar en conectividad de telecomunicaciones con una aleación de ese tipo.

La cofundadora de Cambridge Nanosystems Ltd cree que en el futuro el grafeno estará muy cerca de nosotros sin que lo sepamos. Se podría integrar a artefactos como celulares o autos para hacerlos más livianos, resistentes y eficientes. A pesar de sus cualidades, el grafeno funciona mejor dentro de otro material, ya que no puede mantenerse solo en una aplicación directa.

“En general debemos siempre considerar los aspectos más amplios de introducir innovaciones, pensando qué significa manufacturar grafeno, que significa usarlo”, comenta Paukner. Para la científica es importante considerar su producción de una manera sustentable. “Hacerlo con deshechos a nivel local, no una planta que exporte para el resto del mundo”. Agrega que quizás no valga la pena producir grafeno si en el proceso se contaminará el ambiente.

Paukner compara el grafeno con el descubrimiento de polímeros, que en su momento fueron un gran avance, pero que con el paso de los años ha demostrado ser altamente contaminante y de lenta descomposición. “Hasta ahora los estudios toxicológicos con el medio ambiente no han demostrado un daño, pero tenemos que ser siempre cautelosos con lo que pueda pasar”, concluye la Primera Dama del Grafeno.

Gracias a sus investigaciones logró revolucionar el método de creación del material, utilizando como fuente principal el biogás en vez de grafito.

Actualmente, Paukner ha sido reconocida por sus pares con una beca en la prestigiosa Royal Society for the encouragement of Arts, Manufactures and Commerce, la misma a la pertenecieron Benjamin Franklin, Adam Smith y Stephen Hawking.