Dicen que es más resistente que el acero, mejor conductor que el cobre y además es flexible. Los investigadores de la Universidad de Granada (UGR) también se apuntan a la fiebre del grafeno. «Si extrapoláramos el grafeno desde el mundo atómico a nuestro mundo cotidiano macroscópico y tridimensional, el grafeno sería algo parecido a una malla metálica: nos permite ver a través de ella, es muy delgada, es resistente, muy flexible y a la vez puede conducir la electricidad. Desde un punto de vista científico, es una estructura bidimensional de átomos de carbono, en forma de panel de abeja, cuyo espesor es únicamente una capa atómica y que posee unas propiedades físicas que lo hacen único». La explicación es de Noel Rodríguez, profesor titular en el departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores de la Universidad granadina y uno de los ‘manitas’ que trabaja con este producto tan de moda.
El científico de la institución universitaria granadina destaca que «debido al enorme interés que ha generado, hoy en día existen bastantes productores de grafeno, tanto empresas como centros de investigación (también dentro de España). A su vez, existen una gran variedad de métodos para su producción, en función de la calidad y cantidad de grafeno que se desea obtener. En algunos casos se parte de especies gaseosas, en otros procesos de obtención, se usan reacciones químicas o incluso se puede usar grafito como punto de partida». Si bien, advierte que, «a día de hoy, una de las mayores dificultades desde el punto de vista de la producción, es producir superficies grandes de grafeno de la máxima calidad».
El grafeno es muy buen conductor de la electricidad y disipa muy bien el calor.
El grafeno es muy buen conductor de la electricidad y disipa muy bien el calor.
En Granada, en el seno de la Universidad, también prima esa idea de producción. Inicialmente se plantea en las instalaciones del Centro de Investigación en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de la UGR donde ya ha comenzado la producción y donde se pretenden dotar nuevos laboratorios para aumentar las capacidades de investigación y desarrollo. «Dependiendo de cómo de exitosos sean los resultados, posteriormente, sería ideal transferir el conocimiento a una industria local, pero esto es aún solo un objetivo ideal», puntualiza Noel Rodríguez.
El profesor anota que «pese al enorme interés científico e industrial que atrae el grafeno, aún no se ha puesto en el mercado un producto basado en él. Es una asignatura pendiente de la comunidad científica internacional, y desde este punto de vista la industria que sea pionera en aplicaciones de grafeno tendrá posibilidades de un crecimiento rápido, ganando una parte importante de su mercado».
Los métodos para obtener grafeno de gran calidad suelen ser muy costosos y permiten obtener cantidades relativamente pequeñas del mismo. En esos casos, el coste por gramo del material es enorme, siendo probablemente uno de los materiales más caros sobre la tierra. No obstante, en los últimos años se han ido optimizando técnicas para producir grafeno de una calidad aceptable dependiendo de la aplicación a la que se oriente, reduciendo notablemente el coste. Si el desarrollo del grafeno continúa como hasta ahora, y la tecnología evoluciona, lo normal es que el coste de la materia continúe disminuyendo, valora este joven científico que está consiguiendo importantes logros en este campo.
El grafeno se podría utilizar prácticamente en todas las ramas de la ciencia. Se han teorizado aplicaciones para el grafeno desde la industria electrónica a la farmacéutica, pasando por aplicaciones en ciencias de materiales o en la óptica. En el ámbito de la electrónica sus aplicaciones más cercanas podrían estar ligadas a la electrónica flexible (abarcando los llamados recientemente ‘wearables’) y la fabricación de estructuras supercondensadoras que pretenden ser sustitutas de las baterías convencionales.
Ventajas
En cuanto a las ventajas, el profesor Rodríguez destaca algunas como, desde el punto de vista eléctrico, que el grafeno es muy buen conductor de la electricidad y tiene una relación de superficie de conducción frente a peso muy favorable. Disipa muy bien el calor y también recientemente se han demostrado ciertas propiedades de interacción fotoeléctrica.
Esto hace que un único material reúna muchas propiedades interesantes para la electrónica. «Otros materiales, pensemos por ejemplo en metales, pueden ser buenos conductores, pero son poco flexibles o tienen una relación entre área de conducción y peso pobre. No son por tanto materiales con un rango de aplicación tan amplio, lo que no quiere decir, que en sus ámbitos de uso concretos no puedan competir con el grafeno».
Noel Rodríguez ha publicado más de 80 contribuciones en revistas y congresos y es coautor de varios capítulos en libros dedicados a avances en dispositivos electrónicos de última generación. También es coinventor de una decena de patentes propiedad de la Universidad de Granada, relativas a nuevos conceptos de memorias semiconductoras. Desde 2011, se encarga de las líneas de trabajo que el Grupo de Investigación en Nanoelectrónica desarrolla en el Laboratorio de Nanoelectrónica del centro Citic-UGR. Estas líneas incluyen la caracterización eléctrica de dispositivos electrónicos muy escalados, el desarrollo de nuevos conceptos de memoria semiconductora y el desarrollo de aplicaciones para nuevos materiales y dispositivos.
«No siempre nos hemos dedicado a la investigación en torno al grafeno. Ocurre normalmente en el ámbito de la investigación, que uno tiene unas determinadas líneas de trabajo, y durante desarrollo de las mimas, encuentra transversalidades. Estas acaban derivando en nuevos retos, así como en la aplicación de conocimientos y técnicas desarrolladas previamente a un nuevo campo. Éste ha sido para nosotros el caso del grafeno», relata.
Ahora asegura que «el principal reto como investigador es encontrar una aplicación finalista, que permita crear tecnología localmente que se transforme en avances y productos de interés para la sociedad».