GraphExeter, creado en 2012 a partir del célebre material, es capaz de resistir una humedad del 100% y temperaturas de más de 600ºC en el vacío
Paneles solares, dispositivos electrónicos 'wearables' o componentes espaciales figuran entre sus posibles aplicaciones
Se llama GraphExeter y es una versión mejorada del grafeno. Desde que fue sintetizado por primera vez en la Universidad de Manchester en 2004, este material ha fascinado a los científicos por sus fabulosas características: es extremadamente delgado (tiene un grosor de sólo un átomo), transparente, flexible y conduce la electricidad mejor que ningún otro metal conocido. Pero también puede perfeccionarse, como han demostrado desde entonces diversos laboratorios de todo el mundo, que han emprendido una carrera para desarrollar nuevos materiales a partir del grafeno, diseñados con características específicas en función de las necesidades de cada producto.
Así, GraphExeter nació en 2012 en el Centro para la Ciencia del Grafeno gracias al trabajo de dos investigadores de otra universidad británica, la de Exeter. Saverio Russo y Monica Craciun hicieron unsándwich de grafeno colocando, en medio de dos capas de este material, moléculas de cloruro de hierro.
Durante su presentación, ya hablaron de sus potenciales prestaciones y de la posibilidad de que sirviera para reemplazar al óxido de estaño e indio (ITO, por sus siglas en inglés), el ingrediente transparente más usado para conducir la electricidad en dispositivos electrónicos. La fabricación de paneles solares transparentes y flexibles o de wearables (dispositivos y accesorios inteligentes que se llevan puestos, pues se colocan directamente en la piel o van incorporados en prendas de vestir) se perfilaban ya entonces como posibles aplicaciones del GraphExeter.
Ahora, en un artículo publicado esta semana en la revista Scientific Reports, los mismos autores profundizan en las características de este hermano del grafeno y aseguran que es capaz de resistir condiciones ambientales extremas, como temperaturas muy altas (de 150º C y hasta 620º C en el vacío) y una humedad del 100% durante 25 días, con lo que sus usos potenciales podrían ampliarse a más campos.
Ilustración de un dedo tocando el material GraphExeter.
MONICA CRACIUN/SAVERIO RUSSO
«GraphExeter conduce la electricidad 1.000 veces mejor que el grafeno», asegura a este diario Saverio Russo, que confirma que el material inventado por su equipo ya ha salido del laboratorio y está siendo utilizado en la fabricación de diversos prototipos.
Sin embargo, debido a los contratos de confidencialidad que han firmado, no puede revelar todavía «ni los productos que se están desarrollando ni las compañías» que trabajan con el material que ha inventado. «Dé rienda suelta a su imaginación y lo que se le ocurra, no estará muy lejos de la realidad», propone.
«Los manuales de instrucciones de las televisiones LCD y LED normalmente advierten que la vida útil del producto puede acortarse cuando se utiliza en entornos con humedad o temperaturas muy altas. Una de las razones principales por las que esto ocurre es porque se degradan los materiales transparentes y que conducen la electricidad usados en la actualidad. Simplemente, sustituyendo estos materiales por GraphExeter, estos productos serían más resistentes en entornos con duras condiciones, como humedad del 100% y temperaturas de hasta 600ºC», añade.
Además de alargar la vida de pantallas y productos electrónicosen entornos domésticos, como cocinas, baños o terrazas, y de aumentar la eficiencia de paneles solares y su resistencia a las condiciones climáticas adversas, el investigador subraya que «ambientes extremos como los que es capaz de soportar GraphExeter también se dan en diversas plantas industriales, por ejemplo en las centrales nucleares».
Asimismo, propone, su material podría resultar muy útil en el sector espacial, donde los componentes deben soportar condiciones extremas. «Por ejemplo, ¿no sería fantástico investigar la actividad del Sol cada vez más cerca de él? Harían falta detectores fabricados con materiales que pudieran resistir en ambientes muy duros. GraphExeter, que ya es compatible con el carburo de silicio (SiC), un material semiconductor muy usado en la actualidad para alimentar dispositivos electrónicos, es un candidato excelente para impulsar la exploración espacial», señala.
Los ingredientes de GraphExeter
«Para fabricar GraphExeter necesitamos grafeno y unas moléculas denominadas FeC13», explica Russo. Estas moléculas mejoran la conductividad del grafeno sin alterar su transparencia. Por lo que respecta a los costes de producción, sostiene que «son similares a los del grafeno e inferiores al precio del óxido de estaño e indio, que es el material transparente más utilizado para conducir la electricidad en los dispositivos actuales».
Uno de los principales inconvenientes del óxido de estaño e indio, menos flexible que el GraphExeter, es que sus reservas en la naturaleza son limitadas y, debido a la gran demanda que hay para fabricar dispositivos electrónicos, se calcula que podrían llegar a agotarse a lo largo de esta década.
«GraphExeter conduce la electricidad 1.000 veces mejor que el grafeno», asegura a este diario Saverio Russo, que confirma que el material inventado por su equipo ya ha salido del laboratorio y está siendo utilizado en la fabricación de diversos prototipos.
Sin embargo, debido a los contratos de confidencialidad que han firmado, no puede revelar todavía «ni los productos que se están desarrollando ni las compañías» que trabajan con el material que ha inventado. «Dé rienda suelta a su imaginación y lo que se le ocurra, no estará muy lejos de la realidad», propone.
«Los manuales de instrucciones de las televisiones LCD y LED normalmente advierten que la vida útil del producto puede acortarse cuando se utiliza en entornos con humedad o temperaturas muy altas. Una de las razones principales por las que esto ocurre es porque se degradan los materiales transparentes y que conducen la electricidad usados en la actualidad. Simplemente, sustituyendo estos materiales por GraphExeter, estos productos serían más resistentes en entornos con duras condiciones, como humedad del 100% y temperaturas de hasta 600ºC», añade.
Además de alargar la vida de pantallas y productos electrónicosen entornos domésticos, como cocinas, baños o terrazas, y de aumentar la eficiencia de paneles solares y su resistencia a las condiciones climáticas adversas, el investigador subraya que «ambientes extremos como los que es capaz de soportar GraphExeter también se dan en diversas plantas industriales, por ejemplo en las centrales nucleares».
Asimismo, propone, su material podría resultar muy útil en el sector espacial, donde los componentes deben soportar condiciones extremas. «Por ejemplo, ¿no sería fantástico investigar la actividad del Sol cada vez más cerca de él? Harían falta detectores fabricados con materiales que pudieran resistir en ambientes muy duros. GraphExeter, que ya es compatible con el carburo de silicio (SiC), un material semiconductor muy usado en la actualidad para alimentar dispositivos electrónicos, es un candidato excelente para impulsar la exploración espacial», señala.
Los ingredientes de GraphExeter
«Para fabricar GraphExeter necesitamos grafeno y unas moléculas denominadas FeC13», explica Russo. Estas moléculas mejoran la conductividad del grafeno sin alterar su transparencia. Por lo que respecta a los costes de producción, sostiene que «son similares a los del grafeno e inferiores al precio del óxido de estaño e indio, que es el material transparente más utilizado para conducir la electricidad en los dispositivos actuales».
Uno de los principales inconvenientes del óxido de estaño e indio, menos flexible que el GraphExeter, es que sus reservas en la naturaleza son limitadas y, debido a la gran demanda que hay para fabricar dispositivos electrónicos, se calcula que podrían llegar a agotarse a lo largo de esta década.
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