Grafeno

Realidad. Los enlaces de van der Waals, más débiles que los covalentes, unen las distintas capas de grafeno, dando lugar a grafito, y vice versa. Se suele llamar “grafeno bicapa” en el caso de tener 2 capas en vez de 1.

Mito. La punta del lápiz no solo tiene grafito, sino que también contiene una grasa o arcilla especial. Con cinta aislante, se obtendrá un material basado en carbono de mala calidad, no grafeno.

Realidad. En vez de lápiz, partieron de grafito pirolítico. Es una forma sencilla y barata para hacer investigación básica, pero, teniendo en cuenta que aparecen zonas con más capas y mucho espacio vacío entre ellas, esta no es la forma de fabricar grafeno de manera industrial.

También se puede fabricar grafeno por deposición química de vapor, por exfoliación con disolventes… sin embargo, cuanto más “industrial” es la técnica, peor es la calidad del grafeno y por tanto peores son sus propiedades, alejándose de sus prometedores valores teóricos.

Realidad. Los electrones se mueven en el grafeno a una velocidad independiente de su energía, a diferencia de en la mayoría de materiales, pero como sí ocurre con la luz. Su velocidad es de un millón de metros por segundo, que es un 0.3 % de la velocidad de la luz en el aire.

Mito. Ahora mismo puedo comprar una buena oblea de silicio de 10 cm de diámetro por unos 20 euros. Nunca tendremos grafeno de alta calidad de ese tamaño a ese precio. Además, la electrónica del silicio se basa en que es un semiconductor, y el grafeno puro no lo es.

Nota: Si bien el grafeno puro no es un semiconductor (y por tanto, no hay ON y OFF), sí se puede “abrir el gap” de distintas formas, como por ejemplo a base de formar nanorredes (nanoribons) de grafeno. Aparte de que hay aplicaciones electrónicas que no requieren encenderse y apagarse, como las pantallas táctiles.

Eso no quiere decir que el grafeno no se use en electrónica. Se está trabajando mucho a nivel de laboratorio e incluso de empresa; tiene pinta de que el grafeno complementará al silicio en algunos productos de alta gama, donde se aprovechen sus propiedades y compense el mayor coste.

Mito. Debajo veis una curva de corriente–voltaje (en negro, el grafeno puro). La resistencia, que es el voltaje entre la corriente, es baja, pero no es 0. Los electrones aún pierden algo de energía a través de defectos, como vacantes de carbono, y vibraciones de la red. El grafeno es un semimetal.

Por cierto, en este hilo que tanto os gustó mencioné un tipo especial de defecto cristalino en el grafeno, que de alguna forma está relacionado con algunas celdas en los paneles de las abejas que no son hexagonales:

Realidad. Es el llamado “ángulo mágico”, de 1.1 °. Ojo, no es superconductor a temperatura ambiente sino a menos de 200 grados Celsius bajo cero (poco por encima del cero absoluto). El descubridor de este efecto es un español que trabaja en el MIT llamado Pablo Jarillo Herrero y su grupo.

Realidad. Ahí tenéis un gráfico actual que muestra la tensión de rotura de los distintos materiales. Ahora bien, hay que tener en cuenta que el grafeno es 2D y que no se pueden fabricar láminas muy grandes sin grandes huecos o defectos, es decir, con zonas más frágiles.

Para nada. Entiendo la frustración, que proviene de algunos titulares sensacionalistas tras el premio Nobel que no se van a cumplir, pero es normal que las nuevas tecnologías pasen por la época de desilusión. Del laboratorio al mercado hay un largo camino, que no siempre se completa.

Sería un error invertir solo en aquello con aplicaciones predecibles. La superconductividad pasó de ser un tema científico apasionante a usarse en aceleradores de partículas y trenes ultrarrápidos. Aparte de que sí, ya hay productos comerciales con grafeno como estas raquetas Head que usa, entre otros, el laureado tenista Novac Djokovic.

Mito. No encontraréis grafeno ni óxido de grafeno en la lista de componentes de las vacunas ni ningún estudio serio que lo avale. Si aún desconfiáis, echad un vistazo a este hilo; entre otras cosas, las vacunas tendrían otro color si tuvieran algo de grafeno: