NeoFronteras

Superpapel de carbono

Área: Tecnología — viernes, 3 de agosto de 2007

Foto
Papel de grafeno doblado con unas pinzas sobre una microfotografía del material de una micra de grosor. Foto: Dmitriy Dikin.

Desarrollan una lámina superresistente de carbono a partir de grafeno que es más fuerte que el acero y más flexible que la fibra de carbono, pero mucho más barata. El descubrimiento generará infinidad de aplicaciones como recubrimientos protectores para vehículos militares, fuselaje aeronáutico, dispositivos electrónicos, baterías, células de combustible, etc.
La capacidad que tiene el carbono de crear nuevos y variados materiales parece infinita. Ahora se suma un nuevo producto que promete ser revolucionario, sobre todo debido a su bajo coste y su facilidad de obtención.
Aunque los nanotubos de carbono son uno de los productos más resistentes que existen, son caros de producir y sólo se consiguen pequeñas cantidades, por eso se han buscado alternativas. Científicos de Northwestern University en Evanston (Illinois) han conseguido ensamblar películas de óxido de grafeno para formar láminas con forma de papel que son más resistentes que las confeccionadas con nanotubos.
El grafeno se aisló por primera vez en 2004 y consiste en una monocapa de átomos de carbono que forman una red. Estas mismas capas forman el grafito y a partir de él se puede obtener la materia prima. Sin embargo el grafito es blando, ya que cada capa se puede deslizar una sobre la otra aplicando una débil fuerza lateral.
La idea consiste en utilizar oxígeno para unir las capas de grafeno entre sí en lugar de conformarse con los enlaces débiles tradicionales del grafito. De este modo las capas se unen fuertemente. Lo más fascinante es que dependiendo de la cantidad de oxígeno utilizado se pueden ajustar las propiedades físicas. Por ejemplo, reduciendo la cantidad de este elemento el material final obtenido pasa de aislante a buen conductor.
El proceso de obtención del nuevo material empieza dispersando partículas de óxido de grafeno en agua especialmente tratada y luego se hace pasar esta “disolución” por un filtro de membrana. De algún modo el agua hace que las partículas se ensamblen unas con otras hasta formar láminas sobre la superficie del filtro. De momento los investigadores desconocen los mecanismos exactos que hay detrás del proceso.
El material obtenido se puede obtener de cualquier tamaño y de una forma muy barata. Además es tan resistente como las láminas hechas de nanotubos pero es flexible.
El punto débil de este material es su exposición al agua, que lentamente lo disuelve. Sin embargo, es estable en aire seco. Naturalmente, al igual que la típica fibra de carbono, se puede mezclar con polímero, o incluso con cerámica o metal. Este nuevo material probablemente dé lugar a una nueva generación de materiales compuestos.
El próximo paso que los investigadores quieren dar es encontrar un proceso de fabricación alternativo que no necesite agua.
Entre otras aplicaciones, aparte de las estructurales, estaría su utilización en dispositivos eléctricos y electrónicos como baterías o supercondensadores.
¿Circularemos en el futuro en automóviles eléctricos ultraligeros hechos de papel de grafeno y alimentados con ultracondensadores de recarga instantánea? Quizás nos conformemos con bicicletas superlivianas a un precio no descabellado.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
Otras aplicaciones del grafeno.

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