El grafeno es una sustancia formada por carbono puro. Se obtiene a partir del grafito, muy abundante en la naturaleza (la mina de un lápiz es grafito). No obstante que el grafeno se conoce desde la década del 30 del siglo pasado, recién el año 2004 se conocieron sus extraordinarias propiedades gracias a dos científico rusos (Novosiólov y Gueim), que obtuvieron el premio Nobel en 2010.
Las cualidades físicas del grafeno son inverosímiles. Una lámina de grafeno tiene el grosor de un átomo. Tiene una fantástica resistencia, de 200 veces mayor que el acero, y es más duro que el diamante, lo cual hace que sea el material más resistente de la naturaleza.
Se autorepara: cuando una lámina de grafeno sufre daño y su estructura se quiebra, se genera un “agujero” que “atrae” átomos de carbono vecinos para así tapar los huecos. Con un “cable” hecho con grafeno, del grosor de un cabello, se puede remolcar un automóvil. Es ultraliviano, transparente y delgado. Pesa 0,77 miligramos por metro cuadrado. Es más ligero que el aire que respiramos (con tres gramos de grafeno se puede cubrir una cancha de futbol). Es altamente flexible y cuando se dobla recupera su forma plana. Es fotovoltaico.
Sus características son realmente asombrosas, más parecen propias de la ciencia ficción que de la realidad y el mundo está experimentando en forma acelerada porque podría cambiar su forma de vida. Se considera que el grafeno está causando la tercera revolución industrial. Su utilización es tan variada que un periodista le preguntó a un científico: “¿Qué usos tiene el grafeno?” a lo que el científico respondió: “Más fácil sería que me pregunte en qué no se puede usar”.
La fiebre del grafeno está en marcha. Le llaman “materia de Dios” o “Santo Grial”. Se puede utilizar en electrónica, telefonía móvil, energía, industria automotriz, construcción de edificios, medicina, etc.
Uno de los usos más frecuentes del grafeno en la actualidad es la fabricación baterías para vehículos. Una batería hecha de grafeno, de 93 kilovatios por hora, pesa 32% menos que la de litio (es decir unos 90 kilogramos menos) y ocuparía el mismo espacio. Su duración es cuatro veces mayor. Con estas baterías (todavía no están a la venta de manera masiva), que pueden cargarse en un tipo de entre ocho y 15 minutos, es posible recorrer hasta 1.000 kilómetros, mientras con las de litio el máximo es de 400 Kim, y cargándolas varias horas.
El precio de estas baterías, según dicen los fabricantes, será igual a una de litio y con el avance tecnológico es probable que cuesten incluso menos. El uso de baterías de grafeno en el motor de una bicicleta pronto será una realidad, lo mismo que en marcapasos y una infinidad de aparatos eléctricos.
Por sus características fotovoltaicas es probable, en el corto plazo, que reemplace a los actuales paneles solares, a los generadores eólicos y a los motores de combustión interna (gasolina, diesel, gas, etc.). Los expertos dicen que las baterías de grafeno son una seria amenaza a la industria petrolera.
Debido a la alta resistencia del grafeno su utilización, en la construcción, ya es una realidad que está cambiando la arquitectura. La utilización de un aditivo para el hormigón, en base a grafeno, ya está siendo utilizado en 80 países y ha dado lugar a disminuir el uso de cemento en un 30%.
Se espera que, a mediano plazo, se construyan edificios disminuyendo la utilización del acero y por lo tanto el hierro y el carbón: serán más livianos, más resistentes, antisísmicos y duraran más. Se podrá utilizar en acabado de fachadas de edificios e interiores sin que nunca requieran repintado. También será posible recubrir, con grafeno, el techo de una casa y tener suficiente energía para el consumo ordinario y dejar de depender de la red eléctrica, lo mismo que en un edificio. Ciertos materiales, como el caucho, mezclado con grafeno, mejoran sus cualidades en un 300%.
Es probable, por sus características de conductibilidad eléctrica, que desplace también al cobre; y, por su peso ligero, al aluminio y así podrán fabricarse aviones con mucho menor peso, (Estados unidos ya está experimentando esto en sus aviones de combate). También se construirán vehículos con chasis más liviano.
Por sus características fotovoltaicas seguramente se construirán automóviles con carrocería de este material, lo cual haría que un automóvil nunca requiera una carga de energía de red.
La industria del vidrio sufrirá modificaciones porque será posible fabricar vidrios ultrafinos y a la vez antivandálicos y antibalas ya que una bala convencional, disparada contra estos vidrios, no podrá penetrar; lo mismo será con los chalecos antibalas. Habrá grandes cambios en las computadoras y en los teléfonos móviles. En la actualidad, una batería de grafeno para celular puede cargarse en 12 segundos y dura diez veces más, frente a horas de carga de una de litio. Es probable que en menos de un par de años las pilas de litio sean muy poco utilizadas.
La fiebre del grafeno está en carrera. Su utilización nos cambiará la vida, así como un día a cambió la revolucionaria industria del plástico.
Por todo lo indicado me hago una angustiante pregunta: ¿Qué pasara con nuestra industria del litio, en actual desarrollo? Mi respuesta es un rotundo “no sé”.
Héctor Revuelta Santa Cruz es ingeniero civil, docente emérito de la UMSA (
[email protected])
Diversas fuentes fueron usadas para redactar este artículo, entre otras, informaciones aparecidas en El Mundo, Graphenea, Nanomaterials, Graphenano, Grabat Energy, Tecnología para nuevo mundo e Intelligenia Dynamics.
