Qué es el grafeno

La ingeniería de los materiales y la búsqueda de compuestos que permitan hacer que la industria sea más sostenible está en un momento de auge. Uno de los materiales con más proyección de crecimiento que hay es el grafeno, cuyo uso en la industria es cada vez mayor. Te lo contamos todo acerca del grafeno, qué es, cuáles son sus propiedades y por qué será tan importante a lo largo de los próximos años.

¿Qué es el grafeno?

En primer lugar, es probable que te preguntes qué es el grafeno y cuál es su origen. El grafeno es un nanomaterial que se compone de una única capa de átomos de carbono. Estos átomos se disponen de forma hexagonal, a modo de panal, y están unidos entre sí.

Una de las particularidades del grafeno es que es un material bidimensional. Es decir, solo tiene dos dimensiones, la longitud y la anchura. En cambio, al ser un material tan sumamente fino, la altura es tan reducida que no se considera una dimensión como tal en este nanomaterial.

Propiedades del grafeno

Aparentemente, al tratarse de un material tan extremadamente fino, podríamos pensar que el grafeno es frágil y delicado, pero nada más lejos de la realidad. Este material está considerado como uno de los más resistentes que existen, y, por eso, está llamado a ser uno de los materiales del futuro con más relevancia en el sector industrial. Sin embargo, esta no es la única propiedad positiva de este material:

• Alta resistencia: como hemos comentado, el grafeno es hasta 200 veces más resistente que el acero. De hecho, no son pocos los expertos científicos que coinciden en que es el material más resistente que se conoce hasta el momento, superando a la dureza del diamante.
• Conductor térmico y eléctrico: otra de sus ventajas es que es un buen conductor del calor y la electricidad.
• Ligereza: pese a su resistencia, el grafeno es un material muy ligero y poco pesado, puesto que su estructura de capas es mínima. Si lo volvemos a comparar con el acero, tendría un peso hasta 200 veces inferior.
• Flexibilidad: tiene una gran elasticidad y se puede adaptar casi a cualquier forma sin romperse.
• Reactividad: cuando el grafeno entra en contacto con otros elementos es capaz de producir energía. Sin embargo, no es un material que se vea afectado por las radiaciones ionizantes externas.
• Transparencia: este nanomaterial tiene una transparencia casi total y permite que la luz pase prácticamente por completo. Por lo tanto, es muy útil para fabricar placas solares.
• Impermeabilidad: su densidad hace que sea un material impermeable a distintos gases, vapores y líquidos, a excepción del agua.
• Autorreparación: otra de las cualidades más relevantes del grafeno es su capacidad de autorreparación. Y es que, en caso de que se pierdan algunos átomos de carbono, los átomos existentes son capaces de cerrar el hueco, aumentando así la vida útil del material.

¿Cómo se obtiene el grafeno?

El grafeno se ha comenzado a utilizar a principios del siglo XXI, si bien su existencia se conocía desde décadas antes. Es un material que se obtiene a partir del grafito, y la producción del mismo puede variar en función de la metodología que se utilice para sintetizarlo. Estas son algunas de las más frecuentes:

• Exfoliación: básicamente, consiste en separar las capas de grafeno del grafito utilizando, por ejemplo, cinta adhesiva.
• Síntesis química: en este caso, se emplean técnicas y procesos químicos que permiten obtener el nanomaterial a partir de átomos de carbono.

Usos del grafeno en la actualidad

Teniendo en cuenta la variedad de propiedades que ofrece este material, resulta lógico pensar que el grafeno será uno de los materiales más importantes durante la próxima década. Ahora bien, es muy probable que te cuestiones para qué sirve el grafeno. Y, asimismo, qué aplicaciones prácticas tienen los usos del grafeno en los distintos sectores. Te las detallamos a continuación:

Industria

El sector industrial es un campo relativamente amplio que engloba diversos subsectores, y en todos ellos el grafeno tiene aplicaciones muy concretas:

• Automoción: la industria del automóvil lo utiliza para mejorar el aislamiento y la eficiencia de sus componentes. Es un material que permite aumentar la resistencia de los vehículos o de las piezas, reduciendo el peso y mejorando su durabilidad.
• Electrónica: las propiedades de conducción eléctrica del grafeno le convierten en un material muy interesante para fabricar dispositivos electrónicos. Uno de los usos del grafeno más eficientes es la fabricación de baterías con más durabilidad, más rapidez de carga y más resistencia.
• Construcción: la incorporación de grafeno en la construcción da como resultado recubrimientos más resistentes y duraderos. Se suele utilizar en materiales como el hormigón, el cemento o el asfalto.
• Textil: la industria textil también encuentra importantes ventajas en su uso. Sobre todo, en lo que respecta a la capacidad de transpiración y regulación térmica de ropa deportiva, por ejemplo.

Energía

El sector energético es otro de los ámbitos en los que más se está utilizando el grafeno de varias formas distintas:

• Fabricación de paneles solares: la capacidad de absorción de luz solar que tiene el grafeno hace que los paneles fotovoltaicos hechos con este material sean más eficientes y capturen más cantidad de energía en el mismo espacio.
• Climatización: su conductividad térmica permite distribuir o disipar el calor de forma rápida, uniforme y consumiendo muy poca energía.
• Almacenamiento energético: este nanomaterial mejora la capacidad de almacenar la cantidad de energía solar o térmica excedente para que esta se pueda seguir utilizando de forma continua. A través de condensadores o baterías eficientes, este almacenamiento es más efectivo.
• Producción de hidrógeno: por último, el grafeno actúa como impulsor de eficiencia en los procesos de electrólisis que se llevan a cabo para producir hidrógeno, así como en su almacenamiento.

Salud

La innovación tecnológica a la hora de obtener el grafeno es muy importante para llevar a cabo innovaciones, y también en el ámbito de la salud y la medicina. Así, al no ser un material que presente toxicidad, se puede utilizar para fabricar prótesis más ligeras y resistentes, para agilizar el diagnóstico de enfermedades a través de biosensores, o para avanzar en tratamientos experimentales mediante la secuenciación del ADN, entre otras aplicaciones.

Nuevos materiales para avanzar hacia un mundo más sostenible 

En definitiva, el grafeno se ha introducido en multitud de procesos industriales y energéticos de forma habitual. Y, de cara al futuro, está llamado a ser uno de los materiales más importantes para avanzar en la transición hacia la sostenibilidad.

Hoy en día, el grafeno está presente en nuestras vidas incluso sin que nos demos cuenta. Por ejemplo, a la hora de instalar placas solares o baterías virtuales solares que permiten optimizar el uso de la energía.

Y, si algo está claro, es que todas las aplicaciones del grafeno que ayuden a mejorar nuestro día a día y a hacer que nuestro entorno sea más sostenible, serán bienvenidas. En Naturgy las estudiaremos y las aplicaremos para lograr la mayor eficiencia energética posible. ¡Súmate al cambio!