Las más grandes compañías tecnológicas se encuentran actualmente en la lucha por descubrir nuevos usos del grafeno, con la intención de desarrollar productos de carbono puro más flexibles, eficientes, resistentes y futuristas. Algunas de las posibles aplicaciones del grafeno apenas se han comenzado a ver en el mercado y ya han revolucionado sus respectivas industrias. Por ejemplo:
Para hacer obras de construcción termoeficientes
Una de las propiedades más importantes del grafeno es su asombrosa capacidad para disipar el calor. Algo que se ha estado aprovechando para la construcción de edificaciones termoeficientes.
Este material puede incorporarse en las pinturas de los edificios y mezclarse con otros materiales para ayudar con el aislamiento térmico en zonas de altas temperaturas con resultados que superan a las de cualquier otro material.
En la creación de huesos artificiales
La industria médica tiene un gran interés en el grafeno como material para el diseño de prótesis futuristas.
Entre sus aplicaciones más avanzadas destaca el diseño de huesos, músculos sintéticos y articulaciones, que se benefician de la flexibilidad, ligereza y extrema resistencia de este material.
Por ahora se ha probado con prótesis simples y ha mejorado mucho el rendimiento peso – resistencia.
En la fabricación de dispositivos electrónicos
Otro de los usos clave del grafeno se encuentra en el desarrollo y fabricación de dispositivos electrónicos. Más concretamente en la fabricación de microchips, los cuales se aprovechan de la alta conductividad eléctrica del material y de su sobresaliente capacidad para disipar calor.
Los chips con grafeno son mucho más eficientes, ligeros y resistentes que los que se hacen con cualquier otro material, permitiendo crear dispositivos mucho más pequeños y con mejor performance.
Lo interesante de esto es que los chips son necesarios para prácticamente cualquier industria del mundo, siendo esta una de sus principales aplicaciones al desarrollo de la tecnología.
Para hacer mejores equipos de energía verde
Actualmente, se utiliza el grafeno para producir paneles solares extremadamente eficientes, ligeros y termo regulables.
De hecho, alrededor del 2012 se descubrió que, si una placa delgada de grafeno se coloca de manera paralela a otra placa distinta y se inclinan a 1,1 grados, este material dispara de manera exponencial su capacidad, de por sí ya muy buena, para conducir energía.
Este descubrimiento abrió todo un campo nuevo de estudios dentro de las energías renovables y se espera que, dentro de varias décadas en el futuro, este material se convierta en la clave para producir energía de manera sostenible.
Creación de equipos militares
Aunque el grafeno no es fácil de producir y es extremadamente delgado, es más resistente que cualquier otro material del mundo con sus mismos patrones de peso y grosor. Esto ha hecho que el carbono puro y sus aplicaciones sean de interés militar.
Se ha usado grafeno para mejorar la composición de otros materiales destinados al blindaje, la termorregulación de las armas de alto calibre y para mejorar la densidad de los equipos militares, haciendo a los agentes en campo más ágiles y resistentes.
Se cree que se pueden desarrollar con el grafeno algunos polímeros de carbono que resulten más resistentes y flexibles que el kevlar pero con el peso del plástico.
En el tratamiento de aguas saladas
Lockheed Martín, una de las más grandes contratistas experta en desarrollo de tecnologías militares, aeroespaciales y futuristas, ha demostrado que el grafeno puede utilizarse como parte de los sistemas de filtrado de agua.
Específicamente ha usado el grafeno para desalinizar el agua, haciéndolo con una fracción de la energía que se suele necesitar actualmente.
Luego de la publicación del prototipo de su potente filtro de agua con grafeno, las compañías del mundo comenzaron a experimentar con el material en este nuevo ámbito.
Para desarrollar derivados
El grafeno en sí mismo tiene muchas propiedades útiles que pueden transferirse a otros nuevos materiales derivados, más baratos, abundantes, refinados y orientados a usos específicos.
El grafito, por ejemplo, que nace de la acumulación de capas de grafeno, puede emplearse para crear nanomateriales a base de óxidos.
El óxido de grafeno, también puede diluirse para aprovechar sus propiedades bactericidas, creando componentes químicos capaces de atacar células dirigidas en el cuerpo y más.
Para la detección y tratamiento de enfermedades
El óxido de grafeno se ha probado en detectores de alta capacidad bioreactiva, ayudando a idear mecanismos que responden muy bien a cadenas específicas de ADN, proteínas y glucosa, facilitando el diseño de detectores de enfermedades más precisos.
Además de ayudar en la detección de enfermedades, uno de los usos más prometedores del grafeno es en el diseño de fármacos que ataquen a células específicas con ayuda de otros químicos.
Lo anterior es particularmente útil, por ejemplo, al experimentar con nuevos tratamientos contra el cáncer. Actualmente, se estudia qué hace el óxido de este material bajo diferentes condiciones, con la intención de descubrir la mezcla que pueda atacar las células dañadas, dejando intacta a las buenas.
Grafeno en pantallas flexibles
Haciendo un resumen del grafeno, se puede decir que este es extremadamente delgado a nivel químico y al mismo tiempo, muy denso en su composición. Esto le permite ser flexible, resistente, transparente y conducir muy bien la electricidad (dada su base de carbono puro). Estas son las propiedades perfectas para fabricar una pantalla táctil.
De hecho, hoy día se utiliza el grafeno para crear pantallas ultra-flexibles, de altísima definición, resistentes y energéticamente eficientes.
Si bien se pensaba que se utilizarían en teléfonos móviles plegables, aprovechando la capacidad de la pantalla para doblarse a la mitad si afectarse en absoluto, el público no reaccionó muy bien a ellas.
Lo que sí ha tenido gran acogida han sido los relojes y lentes de realidad virtual utra-flexibles, aunque la investigación sobre el grafeno en este punto debe profundizar aún más antes de ver su máximo potencial explotado.
Las aplicaciones del grafeno en el diseño de baterías
Una de las mayores aplicaciones del grafeno se encuentra en el diseño de baterías de alta eficiencia.
Las baterías de grafeno son capaces de almacenar más energía que las actuales baterías de ion-litio, pueden recargarse significativamente más rápido, son mucho más seguras, pesan entre 20 y 40 % menos y prácticamente no se calientan en comparación con sus congéneres actuales.
Un suministro de mayor potencia de salida es otra de las bondades de las que pueden alardear las baterías de grafeno. Ventajas que se han sabido aprovechar, por ejemplo, en tecnologías que requieran mayor potencia, como la robótica y la locomoción.
En el diseño de vehículos
La industria automovilística está completamente enamorada del potencial del grafeno. Para empezar, los autos eléctricos se beneficiarían de manera descomunal con baterías de este material, siendo el actual problema que más aqueja a esta industria.
Otras empresas más audaces han intentado aprovechar sus propiedades térmicas para construir polímeros que acompañen el chasis de los vehículos, generando un entorno más ventilado.
En el diseño de equipos deportivos
Los materiales derivados del grafeno han innovado por completo el diseño de indumentarias y herramientas del deporte.
Novak Djokovic, por ejemplo, mostraba en el 2013 la primera raqueta hecha con grafeno, más resistente, ligera y de alto rendimiento energético. Esta misma idea se implementaría poco después en todo tipo de equipos como en bicicletas, patines, esquís y mucho más.
Materiales autoreparables, uno de los más prometedores usos del grafeno
Una de las curiosidades más grandes del grafeno es que tiene la capacidad de autorepararse usando átomos de carbono puros a su alrededor. Esta regeneración puede incluso magnificarse mediante el uso de una corriente eléctrica.
Esta sobresaliente propiedad abrió la puerta para diversos estudios de materiales futuristas capaces de reformarse, algo especialmente útil en las cintas de conducción eléctrica, por ejemplo.
La aplicación sigue en desarrollo actualmente, pero se vislumbra como una de sus utilidades potenciales más grandes.
Otros usos del grafeno
El grafeno se conoce como el material de usos infinitos por una muy buena razón. Hoy en día se siguen descubriendo nuevas técnicas, derivados, combinaciones y aplicaciones impactantes para este material. Entre otros usos generales destacan:
- Detectores sensibles incluso a una sola molécula en el ambiente.
- Diseño de cristales inteligentes que cambian de color.
- Anticorrosivos.
- Dispositivos electrónicos inmunes a la humedad.
- Desarrollo de vasijas nucleares.
- Ropa inteligente.
- Dispositivos de audio ultra-eficientes.
- Materiales conductores en telecomunicaciones.
- Diseño de piezas en 3D.
- Materiales antibacterianos.
Curiosidades del grafeno
El grafeno es un material rodeado de infinitas curiosidades fascinantes, desde su peculiar origen, hasta en el descubrimiento de nuevas características por accidente. Aquí están algunas de las más raras:
- Una capa de grafeno tiene el grosor de un solo átomo.
- Kostantin Novoselov y Andre Geim fueron los primeros en aislar el grafeno, ganando con ello el Premio Nobel de Física en el 2010.
- La estructura del grafeno se compone de hexágonos perfectos.
- Comparado con el mismo nivel de grosor, el grafeno es por mucho más duro que el diamante y pesa 200 veces menos que el acero.
- Una lámina de grafeno es cerca de cien mil veces más delgado que un cabello.
- El grafeno repele muy bien el agua.
- En un estudio profundo que exploró de dónde proviene el grafeno, se descubrió que el material cambia sus propiedades dependiendo de la cercanía con otras láminas de su tipo.
Hasta aquí la lista con los más prometedores usos del grafeno, tanto en el mercado moderno como en futuros proyectos factibles en desarrollo. En conclusión, como se ha visto a lo largo de este artículo, en el futuro serán realmente pocos los que no sepan lo que es el grafeno y sus usos, ya que este material tiene todo lo necesario para revolucionar la física moderna, dando paso a un entorno de tecnología futurista. No por nada dicen que las aplicaciones del grafeno son prácticamente ilimitadas.