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No es grafeno todo lo que reluce

08 julio, 2016

El grafeno es el material de moda, no hay día que no salga una noticia relacionada con sus increíbles propiedades o sus tremendas utilidades. Resulta apasionante leer todas esas novedades y pensar cómo puede llegar a mejorar el mundo. Cómo van a mejorar los dispositivos tecnológicos cuando podamos contar con un material 100 veces más fuerte que el acero, 5 veces más ligero que el aluminio y que además funciona como superconductor y semiconductor. Gracias a estas características, podemos imaginar un futuro cercano en el que el grafeno se utilice para mejorar las características de multitud de dispositivos electrónicos, principalmente como sustituto al silicio, en los microprocesadores, como alternativa a materiales como el ITO que se utiliza para las pantallas táctiles y el litio que se utiliza para las baterías. Pero la realidad es tozuda y en esta ocasión está demostrando que por mucha ilusión que podamos tener para disponer de este nuevo material en la industria tecnológica, el camino no va a ser sencillo y va a estar plagado de frustraciones.

Andre-Geim-and-Konstantin

En 2004 los científicos de la Universidad de Manchester Andre Geim y Konstantín Novosiólov descubrieron, casi por casualidad, una forma de aislar el grafeno a temperatura ambiente y desde entonces han sido muchísimas las investigaciones que se han realizado para lograr que este material revolucionario pueda utilizarse en la industria tecnológica. Pero, por distintas razones, 20 años después, aún no ha sido posible una aplicación de este material de forma masiva y seguimos esperando con la expectativa de que pueda llegar a serlo pronto. Lo malo es que, hasta que esto suceda, se está produciendo una situación en la que es muy difícil saber qué es real o qué puede llegar a ser tan solo humo. Ésto último puede llevar a una desconfianza que impida ver las grandes posibilidades que ofrece este nuevo material o que ensombrezca el panorama de las empresas que están trabajando en ello.

En concreto sobre esta situación se ha producido recientemente un escándalo en relación con la empresa española Graphenano, que asegura tener la mayor capacidad de producción de grafeno en el mundo y estar trabajando en multitud de aplicaciones de este material, desde baterías a pinturas, pasando por implantes para odontología. La realidad parece ser muy diferente a lo que la empresa ha contado hasta el momento, sobre todo porque no ha podido demostrar que su tecnología sea realmente funcional. Sería muy negativo para la industria tecnológica que se llegase a comprobar que esta empresa ha sido un fracaso o incluso un fraude.

Otra muestra de la dificultad que presenta actualmente el negocio de la fabricación de grafeno es la desaparición de las empresas Graphendis y Granph Nanotech pioneras de este sector en España.

Graphene Flagship la gran apuesta de la Unión Europea por el grafeno

Sin embargo estamos seguros de que por otro lado existen muchas otras empresas y organismos de investigación que, con su trabajo, lograrán realmente darle un impulso importante al uso de este material, a nivel industrial. Sirva como muestra el gran esfuerzo e inversión que está realizando la Unión Europea con el proyecto Graphene Flagship que cuenta con 1.000 millones de euros para desarrollar las tecnologías basadas en el grafeno. Se trata de una nueva forma de investigación conjunta y coordinada que se conforma como la iniciativa de investigación más grande de Europa hasta la fecha. Este proyecto se inició en 2013 para unir a investigadores, académicos e industriales en el esfuerzo de llevar el grafeno de los laboratorios de investigación a la sociedad europea, en un periodo de 10 años. La iniciativa involucra actualmente a más 150 miembros procedentes de más de 20 países europeos. El Graphene Flagship, coordinado desde la Chalmers University of Technology de Suecia, se desarrolla alrededor de 15 áreas de trabajo científico y tecnológico enfocadas en aspectos como investigación básica, materiales, salud, medio ambiente, energía, sensores, electrónica flexible y espintrónica.

Principales características del grafeno que lo convierten en un material único

1. Dureza: la dureza del grafeno se considera aproximadamente unas 100 veces la del acero, casi similar a la del diamante.

2. Elasticidad: el grafeno presenta una elevada elasticidad, lo que permite que pueda ser aplicado en diferentes superficies y aumentar la durabilidad de las mismas.

3. Flexibilidad: puede moldearse de diversas maneras, lo que aumenta enormemente los campos en los que se puede utilizar.

4. Ligereza: con una densidad de 0,18 miligramos por centímetro cúbico, se pueden llegar a producir geles de grafeno más ligeros que el aire.

5. Transparencia: esta es una de las cualidades del grafeno que permitirá su utilización para crear pantallas mucho más resistentes y ligeras.

6. Conductividad térmica: es la más elevada entre los materiales conocidos, lo cual resulta de gran utilidad de cara a ser utilizado en dispositivos electrónicos y evitar su calentamiento excesivo.

7. Conductividad eléctrica: el grafeno conduce mucho mejor la electricidad y para determinadas aplicaciones en electrónica, hace que se necesite una menor cantidad de electricidad que la mayoría de los materiales empleados actualmente, como es el caso del silicio.

8. Elevada densidad: el grafeno es un material muy denso. Tanto, que ni siquiera los átomos más pequeños conocidos, los de Helio, son capaces de atravesarlo. Del mismo modo sí que permite el paso del agua, que se evapora a la misma velocidad que si estuviera en un recipiente abierto.

9. Reacciona químicamente con otras sustancias por lo que puede servir de base para la creación de materiales nuevos o introducir impurezas dentro de su estructura para modificar sus propiedades originales.

10. Soporta bien la radiación ionizante: ya que ofrece una gran resistencia a ser modificado por este tipo de radiación, por lo que se puede aplicar en ámbitos como el sanitario, en el que se utilizan aparatos que emiten radiaciones ionizantes, como es el caso de los sistemas de radioterapia. En la actualidad, los materiales que se encuentran alrededor de los aparatos que emiten radiaciones ionizantes se desgastan muy pronto, lo que supone un coste muy elevado que se podría ahorrar utilizando grafeno.

11. Efecto antibacteriano: al estudiar el comportamiento del grafeno con organismos vivos, se comprobó que las bacterias no crecen en él, lo que abre las posibilidades de su utilización en la industria alimentaria o en la biomedicina.

Problemas actuales a los que se enfrenta la industria del grafeno

El grafeno presenta en estos momentos un gran problema, su fabricación es muy costosa a nivel económico y poco escalable. Lo que muestra unas expectativas comerciales muy bajas para su utilización a corto plazo. En un estudio realizado por la consultora Lux Research se afirma que el mercado del grafeno en 2025 será únicamente de 350 millones de dólares, lo cual es una cantidad muy baja si consideramos las grandes inversiones que se están realizando para su desarrollo, ya que hasta el momento se han invertido 2.400 millones para su investigación. Hasta que no se desarrollen métodos más eficientes para producir grafeno en masa, no se podrá considerar este material como alternativa a los que actualmente se utilizan en la industria de la electrónica, que es la que más capacidad puede tener para darle un impulso a la adopción del grafeno, como demuestran las más de 7.000 patentes que se han registrado en esa industria para la utilización de este material.

Keith Paton que ha desarrollado para la empresa Thomas Swan una planta piloto de producción en masa de grafeno resume cuáles son los problemas actuales de la producción de grafeno:

La producción en masa de grafeno generalmente necesita materiales complicados y contaminantes, o reacciones químicas que, aunque pueden ser corregidos, crean defectos estructurales

Para resolver el problema de la fabricación en masa se trabaja en multitud de líneas de investigación, tanto por parte de empresas como de instituciones públicas dedicadas al ámbito científico. Una estas líneas para producir grafeno de forma masiva es un proceso en el que en primer lugar se produce óxido de grafeno y posteriormente se purifica a través de una reducción para obtener grafeno puro. El Grupo de Investigación de Análisis Instrumental de la Universidad de Burgos, liderado por la Doctora Aránzazu Heras y el Doctor Álvaro Colina, ha logrado importantes avances en este sentido con el desarrollo de un modo muy sencillo para realizar la reducción de óxido de grafeno y simultáneamente comprobar que el proceso ha tenido lugar. Un método que resulta más limpio, menos agresivo y, además, fácil de medir, que los utilizados anteriormente.

Otro de los problemas a los que se enfrenta el grafeno es la posibilidad de que pueda resultar peligroso para la salud y para el medio ambiente, por lo que será necesario continuar con su investigación e introducir las medidas de seguridad necesarias en su producción y comercialización. Ejemplos de estos problemas son: las esquinas afiladas y las protuberancias dentadas en los bordes del grafeno, que pueden entrar fácilmente en las membranas de las células y alterar su funcionamiento normal. Además el grafeno tiene gran movilidad por lo que puede causar problemas medioambientales si se produce un derrame. En el caso de que las partículas de grafeno llegan a ser liberadas en el aire o en el agua sería difícil predecir su peligrosidad.

Aplicaciones actuales y futuras del grafeno

Microprocesadores: son muchas las investigaciones que se están llevando a cabo para utilizar el grafeno en el mundo de la electrónica y la informática. Por poner un ejemplo podemos mencionar el trabajo que realizan investigadores del Instituto de Física de la Materia Condensada (IFIMAC) de la Universidad Autónoma de Madrid con la colaboración del Instituto Néel de Grenoble y el CIC nanoGUNE, en el que han logrado magnetizar el grafeno por primera vez a través de un átomo de hidrógeno, un logro que supone un avance en el intento de conseguir una nueva generación de computadores más potentes. Para conseguirlo han utilizado un microscopio de efecto túnel, que permite visualizar y manipular la materia a la escala atómica. Los resultados obtenidos en esta investigación muestran la posibilidad de generar momentos magnéticos a voluntad en grafeno y cómo estos se pueden comunicar a grandes distancias, anticipan grandes posibilidades en el uso de este material tanto en el emergente campo de la espintrónica como para su uso en dispositivos magnéticos flexibles y biocompatibles. A través de la espintrónica se pretende sustituir a la tradicional electrónica transmitiendo al mismo tiempo información magnética y electrónica, lo que podría dar lugar a una nueva generación de ordenadores más potentes.

Pantallas táctiles: el uso del grafeno para crear un nuevo tipo de pantallas táctiles flexibles y más resistentes es una de las utilidades que más expectativa ha generado este nuevo material. Para conseguirlo, se están llevando a cabo un gran número de trabajos, como el que realizan los investigadores de la Universidad de Sungkyunkwan en Corea, en colaboración con Samsung, donde han logrado crear una capa de grafeno del tamaño de una televisión de 24 pulgadas y fabricada con la ayuda de una lámina de poliéster. Actualmente para crear este tipo de pantallas se usan el óxido de estaño e indio, un material que resulta frágil, además de ser demasiado caro. La posibilidad de utilizar el grafeno fabricado sobre hojas de poliéster flexible, supone una gran posibilidad de cara a realizar pantallas de gran resistencia y de menor coste. En esta línea también trabaja la empresa china Guangzhou OED Technologies que ha creado un nuevo papel electrónico a partir del grafeno, lo que permitirá comercializar una nueva generación de pantallas más brillantes y flexibles, que podrían llegar al mercado el año 2017 en forma de pantallas de libros electrónicos.

Paneles solares: científicos chinos están utilizando el grafeno para crear paneles solares capaces de generar electricidad con las gotas de la lluvia, de forma que este tipo de panel sería capaz de estar activo, capturando energía, durante mucho más tiempo que el resto. Para lograrlo han utilizado una fina capa de grafeno cubriendo los paneles solares. El grafeno es muy buen conductor, por lo que tan solo se necesita una capa de grafeno de un átomo de espesor para que una enorme cantidad de electrones puedan moverse por la superficie. Cuando el agua está presente se produce una reacción ácido-base que permite la generación de energía. De esta forma se aumenta la eficiencia óptima de conversión de energía, todo gracias a la sal contenida en la lluvia, ya que los iones de amonio, calcio y sodio forman una capa dual con los electrones de grafeno, y la diferencia de energía entre estas capas es tan fuerte que genera electricidad.

Salud: un ejemplo de la aplicación del grafeno en el ámbito de la salud es la creación por parte de científicos de la Universidad Nacional de Seúl, el Instituto de Tecnología Gyeonggi-do y las universidades estadounidenses de Massachusetts y Austin, de un parche de grafeno que determina el nivel de glucosa en el sudor de los diabéticos. Se trata de un dispositivo con aspecto de pulsera transparente en la que varios chips integrados son capaces de medir los niveles de glucosa directamente en el sudor y que además cuenta con microagujas capaces de administrar a través de la piel la dosis necesaria de un antidiabético cuando los niveles de glucosa se elevan. También en el mundo de la medicina se está utilizando el grafeno para luchar contra el cáncer. En concreto se trata de una investigación de científicos de la Universidad de Manchester que han demostrado que el óxido de grafeno puede actuar como agente anticancerígeno que se dirige directamente a las células cancerosas. Gracias a esto el grafeno podría ser usado para disminuir tumores y prevenir la propagación del cáncer.

Desalinización de agua: el grafeno podría ser utilizado para la desalinización de agua, debido a su peculiar estructura de alta densidad permeable al agua, que permitiría crear una lámina de grafeno con poros de 1,8 nm para sustituir las membranas en el proceso de ósmosis inversa. Según las investigaciones realizadas se obtendrían eficiencias mucho mayores que con las membranas actuales y se tendrían requerimientos menores de energía. En el estado actual del desarrollo de la fabricación de grafeno, el inconveniente es el costo de las membranas de este material, pero se espera que en el futuro estos costos podrán ser reducidos.

Las raquetas de la gama Speed e Instinct de la marca Head, que utilizan tenistas como Novak Djokovic Maria Sharapova ha sido uno de los primeros productos en salir al mercado en los que se ha utilizado el grafeno para su fabricación. Gracias a la utilización del grafeno se puede aportar una gran novedad a estas raquetas, la redistribución de su peso. Hasta ahora el peso de una raqueta se distribuía de forma desigual entre la cabeza y el mango, según se persiguiese el objetivo de conseguir más potencia o bien más control, pero no se prestaba atención al corazón de la raqueta. Aligerar esa zona entrañaba un riesgo ya que es la que soporta el impacto y la torsión cuando la pelota entra en contacto con la raqueta. La marca Head ha incorporando el uso de grafeno en el corazón de la raqueta para aligerarla y poder distribuir ese peso bien a la cabeza o bien al mango, según sea el objetivo. Gracias a esto se consiguen raquetas con el mismo peso que la anterior versión de los modelos pero mayor eficacia y adaptación al jugador.

Grandes empresas tecnológicas que trabajan con el grafeno

Las grandes empresas del sector tecnológico no pueden quedarse fuera de un mercado que podría cambiar radicalmente el negocio de la electrónica. Las compañías con mayor número de patentes sobre el grafeno son Samsung, IBM, Xerox y Sandisk. Veamos a continuación cómo trabajan algunas de ellas con este nuevo material:

IBM utiliza el grafeno para crear un nuevo tipo de chip que multiplica por 10.000 la potencia de los actuales basados sólo en silicio y aumenta su velocidad casi 4 veces, llegando a los 100GHz. Esto es posible al utilizar un recubrimiento de grafeno sobre un chip de silicio. Con esta investigación IBM también ha demostrado que los transistores basados en el grafeno pueden ser producidos en delgadas obleas, lo que allanará el camino para la producción a escala comercial de chips de grafeno. De llegar a ser comercializados, los procesadores de grafeno podrían ser la base para diferentes actividades, como mejorar la fidelidad de audio y la grabación de vídeos, el funcionamiento de radares y la reproducción de imágenes médicas.

Samsung ha desarrollado junto con la Universidad Sungkyunkwan un método para sintetizar grafeno a grandes escalas, por medio de procesos similares a los de la fabricación del silicio, lo cual permitirá que en el medio plazo la empresa puede empezar a usar el grafeno como sustituto en la fabricación de chips. Con este nuevo método se resuelven los problemas anteriores de la síntesis del grafeno en un solo cristal y la posibilidad de mantener sus propiedades. El proceso sería capaz de crear obleas similares a las utilizadas para los chips de silicio, disminuyendo el costo relacionado al cambio de material.

Philips es una de las principales empresas que forman parte del consorcio Nanomaster que trabaja en la obtención de plásticos con propiedades de conductividad eléctrica y térmica gracias a la introducción de grafeno multicapa en su composición, lo cual servirá, entre otras muchas cosas, para fabricar los componentes electrónicos que utiliza la empresa en sus dispositivos.

Startups internacionales dedicadas al negocio del grafeno

XG Sciences es una de las más representativas. Desde su fundación en 2006 por parte de Mike Knox ha realizado tres rondas de inversión y cuenta con Samsung Ventures como inversor. El objetivo de la empresa es impulsar la investigación y el desarrollo de materiales avanzados basados en grafeno, que puedan ser utilizados para la fabricación de baterías. XGnP es uno de los productos desarrollado por la empresa y se trata de nanopaletas o láminas de grafeno que se usan para estabilizar partículas de silicio. Gracias a la gran capacidad del silicio para alojar átomos de litio, estas partículas son capaces de lograr una capacidad del ánodo que supone multiplicar por 4 la capacidad de las baterías de ion litio actuales, lo cual se traduce en una densidad energética tres veces mayor que las baterías de ión litio convencionales.

Otras empresas internacionales que dedican su actividad al desarrollo de productos basados en el grafeno son:

  • Oxford Instruments
  • Graphene Nanochem
  • Graphene 3D
  • Applied Graphene Materials
  • Northern Graphite Corporation
  • CVD Equipment Corporation

Startups españolas que trabajan con el grafeno

Resulta ilusionante saber que España se ha convertido en uno de los países más relevantes en cuanto la fabricación de grafeno, contando con algunas de las empresas con mayor capacidad actual para su fabricación. Aunque debemos ser prudentes, porque hasta que no empiecen a llegar al mercado aplicaciones reales de uso de este material, no va existir una gran demanda para ello y estas empresas podrían tener el problema de no encontrar compradores para el material que están fabricando. Veamos a continuación algunas de las startups españolas que trabajan en la fabricación de grafeno:

Graphenea está especializada en la fabricación de grafeno y colabora con el centro tecnológico vasco IK4-Tekniker para el desarrollo de un nuevo sistema de fabricación que permita automatizar la producción de este material a gran escala.  El sistema de fabricación que han diseñado consiste en transferir el grafeno de una lámina de cobre a una lámina de silicio, por medio de diversos baños químicos que disuelven el cobre y permiten depositar el grafeno sobre el silicio. La empresa cuenta con el apoyo financiero del programa INNVIERTE de Repsol y del CDTI, además del programa Horizon 2020 SME Instrument de la Unión Europea.

Avanzare se dedicada a la fabricación de nanomateriales con elevadas prestaciones. Sus nanomateriales, nanocomposites y nanopartículas generan un elevado valor añadido y aportan significativas ventajas que permiten a sus clientes competir tanto en precio como en prestaciones en un mercado global. Los nanomateriales de Avanzare permiten una reducción en costes, para un gran número de aplicaciones, cuando se comparan con los materiales tradicionales. La empresa produce y comercializa diferentes grados de grafeno y nanoplatelets de grafeno/grafito en bulk, dispersiones y composites. Estos grados están especialmente recomendados para cargas en plásticos, composites y pinturas y destacan por ofrecer conductividad térmica y eléctrica a los materiales a los que son introducidos, además de mejorar sus propiedades mecánicas.

Gnanomat es una empresa fundada en 2014 por Roberto Clemente y Esther Castellanos,  para optimizar y comercializar una tecnología novedosa en el campo de los nanomateriales desarrollada por sus fundadores. Esta tecnología tiene como objeto la producción de grafeno y de nanomateriales grafeno-derivados mediante un procedimiento más versátil y económico que las actuales propuestas del mercado. La particularidad más interesante de esta tecnología es la oportunidad de trasladarla a escala industrial y de esta manera salvar el mayor de los escollos del sector del grafeno, para que definitivamente este nanomaterial pueda implementarse en los diferentes campos de aplicación en los que está llamado a jugar un papel primordial. Hasta el momento, Gnanomat ha generado una prueba de concepto a partir de los resultados obtenidos a escala de laboratorio. Estos resultados han sido protegidos por patente internacional y el objetivo fundamental del proyecto es trasladar esta tecnología al mercado de las aplicaciones industriales basadas en este nanomaterial. Para ello Gnanomat plantea las siguientes líneas de negocio: investigación y desarrollo en el sector del grafeno a partir de su tecnología core y de otros nanomateriales de alto valor añadido; producción y comercialización de grafeno y derivados grafénicos; y colaboración con partners industriales implicados en el desarrollo de aplicaciones industriales basadas en el grafeno.

Otros materiales complementarios al Grafeno

El grafeno ha sido el primer material aislado atómicamente en una sola capa, pero no ha sido el único, ya que poco tiempo después se han logrado crear otros materiales con características extraordinarias como son: disulfuro de molibdeno, borofeno, estaneno, carbino, siliceno, fosforeno y germaneno. El disulfuro de molibdeno, se utiliza actualmente en lubricantes y en algunas formas de spray. El estaneno tiene la capacidad de conducir electricidad a temperatura ambiente con una eficacia del 100%.

El Carbino es dos veces más fuerte que el grafeno y que los nanotubos de carbono, que antes eran considerados los materiales más fuertes. Está formado por una cadena de átomos de carbono unidos bien por enlaces triples y simples alternados o por enlaces dobles consecutivos. Sus propiedades mecánicas y electrónicas lo convierten, junto con el grafeno, en candidato a revolucionar el sector de los semiconductores, las baterías de alta densidad y la emergente espintrónica. Sus limitaciones de longitud siguen suponiendo una barrera para la producción de las cadenas unidimensionales de carbono y su aplicación en la industria.  Recientemente un equipo de investigadores de la Universidad de Viena ha conseguido sintetizar una cadena de carbino de longitud récord: más de 6.400 átomos de carbono. Para ello han confinado el material en una doble pared de nanotubos de carbono que ejerce de reactor para alargar la cadena y le proporciona una gran estabilidad. El objetivo final es conseguir extraerlas de las paredes del nanotubo y estabilizarlas en un medio líquido.

El Grafeno utilizado en investigación

Seguramente tardaremos bastantes años en ver aplicaciones a gran escala del grafeno, pero donde ya está entrando con fuerza y va a aportar muchísimo valor es en el ámbito de la investigación científica. Veamos a continuación algunas investigaciones que se están realizando actualmente y que tiene al grafeno como protagonista:

En el MIT se está llevando a cabo una iniciativa en la que se utiliza el grafeno para convertir la electricidad en luz, con el objetivo de poder crear circuitos electrónicos basados en la luz en lugar de en electricidad, lo que permitiría poder crear dispositivos altamente compactos gracias al menor tamaño de los circuitos. En comparación con los chips actuales, los que se desarrollen a través de esta nueva tecnología podrían ser un millón de veces más rápidos. Este nuevo procedimiento de conversión de energía eléctrica en radiación visible es similar al efecto de «boom» acústico que se produce cuando un avión se mueve más rápido que la velocidad del sonido. Los investigadores del MIT han descubierto que un flujo de electricidad en una hoja de grafeno puede, en determinadas circunstancias, exceder la velocidad de un rayo de luz ralentizado y producir una especie de «boom» óptico, lo que se traduce en un haz de luz enfocado con una gran intensidad.

Bioingenieros de la Universidad de California en San Diego han utilizado el grafeno para crear un chip capaz de detectar mutaciones en el ADN. Esta tecnología podría utilizarse en distintas aplicaciones médicas, como pruebas de sangre para la detección temprana del cáncer, el seguimiento de biomarcadores de una enfermedad y la detección en tiempo real de secuencias virales y microbianas.  El objetivo de la investigación es poder llegar a desarrollar un chip biosensor que se pueda implantar en el cuerpo para detectar una mutación específica de ADN en tiempo real, y transmitir la información de forma inalámbrica a un dispositivo móvil, como un smartphone. El chip consiste en una sonda de ADN incorporada en un transistor de efecto campo de grafeno. La sonda de ADN es una pieza de ingeniería de ADN de doble cadena que contiene una secuencia que codifica un tipo específico de SNP. El chip está específicamente diseñado y fabricado para capturar ADN o ARN, moléculas con una única mutación de nucleótidos, de forma que cuando estas piezas de ADN o ARN se unen a la sonda, se produce una señal eléctrica.

Científicos del Instituto de Física y Tecnología de Moscú han desarrollado un nuevo tipo de transistor basado en grafeno gracias al cual un procesador podría aumentar la velocidad de su reloj interno hasta los 100 GHz.  Gracias a los transistores fabricados utilizando el grafeno un procesador podría funcionar con voltajes muy bajos, menores de 0,5 voltios. Al a usar una potencia menor, los componentes electrónicos se calentarán menos, lo que supondrá, a su vez, que se podrá trabajar a una velocidad de reloj más alta. Estos investigadores han desarrollado un nuevo diseño para los transistores basados en el grafeno, que permite aumentar la corriente de efecto túnel, una de las alternativas más prometedoras para lo transistores convencionales. Para su fabricación se utilizan dos capas, permitiendo que el rango de energía de los electrones tenga una forma distinta a la que producen la mayoría de los semiconductores.

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, del centro vasco CIC nanoGUNE y el Instituto Néel de Grenoble han incorporado átomos de hidrógeno al grafeno para lograr magnetizarlo. El avance se ha logrado con la ayuda del microscopio de efecto túnel, con el que se pueden colocar los átomos en el lugar adecuado con gran precisión. Sus resultados revelan que un átomo de hidrógeno puede transferir su momento magnético a una capa de grafeno cuando la toca, lo que logra magnetizar una zona de este material. Este estudio muestra la posibilidad de generar momentos magnéticos a voluntad en grafeno y cómo estos pueden comunicarse a grandes distancias. Estas investigaciones suponen un importante avance para la utilización del grafeno en el emergente campo de la espintrónica, además de para su uso en dispositivos magnéticos flexibles y biocompatibles.

Andre Geim continúa con sus investigaciones sobre el grafeno en la Universidad de Manchester. Actualmente trabaja utilizando el grafeno para el desarrollo de una membrana ultrafina que puede ser fácilmente atravesada por los protones, es decir, los átomos de hidrógeno del aire desprovistos de sus electrones. Este nuevo tipo de membrana capta eficazmente el hidrógeno presente en el aire cuando la atmósfera está húmeda, lo que la convierte en la cubierta ideal para un nuevo tipo de baterías. Bastará con aplicar una pequeña corriente para que las nuevas baterías capturen el gas del aire, lo quemen y proporcionen una fuente de energía eléctrica limpia y prácticamente inagotable.

Investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología utilizan el grafeno para desarrollar un nuevo tipo de implantes que pueden ser utilizados en personas que sufren degeneración macular o retinitis pigmentosa. Este nuevo tipo de implantes es flexible y se adaptan bien a la curvatura de la retina, además es altamente biocompatible, permitiendo que el nervio óptico pueda captar imágenes del exterior. Otras utilidades de este nuevo tipo de implantes basados en grafeno pueden encontrarse en la monitorización de la epilepsia, el tratamiento del párkinson o la depresión profunda que no remite con fármacos.

Todas estas investigaciones nos muestran el grafeno como un gran aliado en el ámbito científico. Quizás para su aplicación a gran escala y en productos de consumo, falta mucho más tiempo del que se esperaba cuando se descubrió, pero no cabe duda que en ámbitos como la medicina y el medio ambiente va a jugar un papel muy relevante gracias al uso que le están dando los científicos. Además si consideramos el grafeno como uno más de los muchos materiales novedosos que actualmente se encuentran en fase de investigación, entonces es donde descubrimos que en este campo se está produciendo una gran revolución que va a aportar enormes mejoras a otras tecnologías como la computación o la electrónica, para su aplicación en todo tipo de sectores y actividades.

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