“El grafeno genera expectativas basadas en sus propiedades teóricas que no son las que tenemos en realidad”

JPA/DICYT Clara Blanco Rodríguez, investigadora del Instituto Nacional del Carbón (INCAR-CSIC), con sede en Oviedo, ofreció hoy la charla ‘Grafeno: ¿el material del futuro’, dentro del ciclo de conferencias ‘Qué sabemos de…’, que se viene celebrando a lo largo del mes de noviembre en el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC).

La experta, que hace cuatro años publicó el libro ‘El grafeno’, escrito junto a la hoy presidenta del CSIC Rosa Menéndez, habló de las cualidades de este material y de las expectativas que ha generado en diversos campos de la ciencia y de la tecnología.

“El grafeno es un material hecho de carbono y sus propiedades están determinadas por la forma en que se unen sus átomos”, explicó en declaraciones a DiCYT. Esa unión es la misma que existe en el grafito que encontramos en los lápices, sus enlaces son débiles y por eso este material se descompone fácilmente al escribir.

Sin embargo, el grafeno, que está compuesto por una sola capa de átomos de carbono, presenta unas propiedades extraordinarias: resistencia, flexibilidad, conductividad eléctrica, conductividad térmica, ligereza, transparencia… Y además es biocompatible, puesto que nosotros mismos “estamos hechos de carbono”, apunta la investigadora. “Es tan especial porque tenemos todas esas propiedades juntas en un solo material”, agrega.

De la teoría a la práctica

No obstante, esas “son las propiedades de una lámina teórica y muchas veces no es posible trasladarlas a los materiales que realmente tenemos”. El hecho es que cuando presenta defectos e imperfecciones esas cualidades “caen drásticamente”. Por eso, “muchas posibles aplicaciones son teóricas y no las podemos trasladar a los dispositivos”.

Por ejemplo, debido a configuración un solo gramo de grafeno ocupa una superficie de 2.500 metros cuadrados y esto sería extraordinario en el campo de los supercondensadores, cuya capacidad para almacenar energía depende de la superficie. Sin embargo, “en la práctica tenemos como mucho ocupa 500 o 700 metros cuadrados, por lo que otros materiales convencionales ofrecen un comportamiento similar”, señala Blanco.

En el campo de la informática, hace años se pensó el grafeno iba a sustituir al silicio en los procesadores y de hecho algunas compañías trabajaron en ello y llegaron a presentar resultados. Sin embargo, ese uso “no va a ser inmediato, porque hay problemas de unión con otros componentes del circuito y en el proceso de grabado se daña el grafeno. No sabemos si puede ser una revolución, al propio silicio le costó mucho triunfar y ahora está en todas partes”.

En definitiva, “genera expectativas basadas en propiedades teóricas que no son las que luego tenemos”, opina. No es la primera vez que sucede. “Los nanotubos, que se descubrieron en los años 90, también iban a servir para todo y luego realmente sólo encuentran hueco en aquellas aplicaciones para las que realmente supongan una mejora”, afirma. En el caso del grafeno también “hay que encontrar esos nichos”.

Diferentes tipos de grafeno

Otra cuestión que se suele pasar por alto es que en realidad no existe un solo tipo de grafeno, sino más bien “una familia” con características muy diferentes. “Un grafeno perfecto sería altamente conductor eléctrico y sería hidrófobo, peo hay materiales que derivan del grafeno que son lo contrario, aislantes e hidrófilos”, destaca.

De hecho, en función de la aplicación que se quiera conseguir, hay que elegir un método de fabricación u otro. Para la electrónica es necesario un grafeno muy puro, mientras que en biología un grafeno defectuoso es lo que permite la interacción con distintas moléculas.

En su caso, dentro del Instituto Nacional del Carbón en producción de grafeno por la vía química, que es “económica, versátil y permite obtener óxido de grafeno, interesante para aplicaciones biológicas porque se dispersa bien en agua y es útil en sensores”.

Según la experta, en la actualidad las aplicaciones que parecen tener más futuro son, precisamente, las relacionadas con los el desarrollo de sensores, ya que “requieren poca cantidad de este material, pero el resultado son unas cualidades muy interesantes”; también los dispositivos que combinan la óptica y la electrónica, como las celdas solares; así como las tintas para electrónica impresa.

En productos comerciales: sólo marketing

Otra cuestión es que algunos productos comerciales comienzan a incorporar ya al grafeno entre sus componentes, por ejemplo, en material deportivo como raquetas o esquís. “Son prototipos y en realidad no sabemos qué cantidad de material tiene”, así que probablemente la mención al grafeno se corresponde más con una estrategia de marketing y publicidad que con una mejora significativa de sus propiedades.