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Nuevo método casero de fabricación del grafeno

El grafeno es el material más fino y fuerte del mundo, pero también uno de los más ansiados, porque se cree podría revolucionar la electrónica. Por eso, los científicos se afanan por desarrollar un método que permita producirlo a gran escala, manteniendo su calidad. Ahora, investigadores irlandeses proponen una “receta” de fabricación tan sencilla que sólo precisa de una batidora. Por Yaiza Martínez.

Nuevo método casero de fabricación del grafeno

El grafeno es un material formado por una única capa de átomos de carbono dispuestos en forma hexagonal o de panal de abejas.

Además, es el material más delgado del mundo y también el más fuerte. Su eficiencia conductora de electricidad se asemeja a la del cobre, y supera a la de cualquier otro material en lo referente a la conducción de calor.

Por todas estas características, muchos consideran que el grafeno podría mejorar exponencialmente la electrónica y la microlelectrónica; y que permitiría remplazar al silicio‎. Así, hay un gran interés en él, pues se cree que podría servir para fabricar los semiconductores de la próxima generación de ordenadores, pantallas táctiles, baterías o células solares (con semiconductores de grafeno podrían, por ejemplo, fabricarse ventanas que funcionen también como paneles solares).

Pero, hasta ahora, el grafeno ha presentado problemas de producción a gran escala por la siguiente causa: cuanta más cantidad de grafeno se produce, peor es la calidad del resultado. Así lo ha demostrado el uso de las técnicas más tradicionales de fabricación de este material, como la exfoliación con cinta adhesiva -Scotch Tape- o la deposición desde la fase vapor.

Una receta sencilla

Ahora, científicos del Trinity College Dublin, en Irlanda, han creado un método de producción de grafeno tan sencillo que podría desarrollarse en una simple cocina… y usando una batidora común.

El método consiste, publica Nature, en mezclar con dicha batidora (debe tener una potencia de unos 400 vatios) de 20 a 50 gramos de grafito en polvo -el material del que están hechas las puntas de los lápices-; medio litro de agua; y entre 10 y 25 mililitros de detergente.

Aunque hay un aspecto clave de esta receta que aún no ha sido revelado (el del delicado equilibrio que debe mantenerse entre el surfactante‎ o emulsionante y el grafito), los investigadores afirman que de esta mezcla surgen minúsculas láminas de grafeno, de alrededor de un nanómetro (la milmillonésima parte de un metro) de espesor, y de unos 100 nanómetros de longitud.

Las láminas, que quedan suspendidas en el líquido resultante, se originan gracias a que la fuerza generada por las cuchillas giratorias separa el grafito en capas de grafeno, sin dañar su estructura bidimensional, se explica en Physorg. De este modo, y con unas cuatro o cinco capas de espesor como media, dichas láminas mantendrían su alta conductividad.

Buscando la escalabilidad

Los científicos aseguran que, gracias a esta técnica, han conseguido producir gramos de grafeno; y piensan que el método es escalable y podría generar toneladas de este material, sin repercutir en su calidad.

El líquido resultante podría trasladarse a diversas superficies, como películas de láminas de grafeno; o mezclarse con plásticos para la producción materiales compuestos reforzados.

Antes de este avance, tuvimos noticia de otro que, en este caso, podría abaratar la producción de grafeno a gran escala. Investigadores del Instituto Nacional del Carbón, integrado en el CSIC, desarrollaron en 2013 una tecnología que permite obtener este material a partir de coque, un derivado del carbón y del petróleo.

Con esta otra técnica se evitaría el uso del grafito como material original, lo que exigiría menos temperatura para el proceso de fabricación. Este hecho abarataría los costes. El proceso consiste en oxidar el coque, obteniendo óxido de grafito, a partir del cual se obtiene el grafeno.

Referencia bibliográfica:

Keith R. Paton, Eswaraiah Varrla, Claudia Backes, et al. Scalable production of large quantities of defect-free few-layer graphene by shear exfoliation in liquids. Nature Materials (2014). DOI: 10.1038/nmat3944.

RedacciónT21

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