Grafeno (y III)

Para terminar con esta serie sobre el grafeno, vamos a describir alguna de sus aplicaciones más interesantes originadas por su comportamiento electrónico.

Entre otras características la velocidad de movimiento de los electrones dentro del grafeno es de las más altas que se conocen. Con ello se consigue que las señales viajen más rápido y también poder alcanzar tiempos menores de conmutación y así poder trabajar con frecuencias altísimas.

La unión de la gran flexibilidad mecánica del grafeno con otros materiales como el silicio, permite realizar microchips de grafeno que pueden ser incorporados en aplicaciones completamente novedosas como por ejemplo pantallas flexibles. Existen ya pantallas flexibles de 30 pulgadas.

En el área electrónica, IBM ha creado un chip de grafeno y silicio que es 10.000 veces más potente que los anteriores solo de silicio, y consigue trabajar a frecuencias de 100GHz, aunque en laboratorio han superado los 300 GHz.

También se están multiplicando los avances en el diseño de baterías. Sus aplicaciones principales son los smartphones y los automóviles eléctricos, ya que el grafeno unido a los iones de litio ha permitido conseguir densidades 3,5 veces superiores a las actuales. Varias empresas han anunciado baterías para vehículos eléctricos en el mercado para este mismo año, con lo que en breve veremos coches que pueden ampliar su autonomía de unos 200 kilómetros actuales a 700 kilómetros, lo cual empieza a suponer distancias más que razonables y cercanas a las conseguidas por los combustibles fósiles. Y esto se consigue además, con un menor volumen y peso de las baterías.
 


Por otro lado, el grafeno puede convertirse fácilmente en piezoeléctrico, es decir, puede generar electricidad a partir de fuerzas mecánicas ejercidas sobre él. Se consigue realizando determinados huecos precisos en su superficie, y permite por ejemplo utilizarlo para convertir en electricidad las aceleraciones (en bajada) o deceleraciones (al frenar) que sufren los automóviles. Así la energía se vuelve a convertir en electricidad, en lugar de perderla.

El problema en este caso es que se genera mucha electricidad de repente, y no es fácil acumularla en las baterías actuales, pero si en las de grafeno (con supercondensadores intermedios también de grafeno), ya que sus tiempos de carga son muy cortos.

Esta característica nos ofrece otra ventaja práctica muy interesante, los tiempos de carga tanto de coches como de móviles será brevísima, de segundos.

Por último, una de las aplicaciones más prometedoras son los sensores de grafeno situados en el cuerpo humano. Al ser livianos y flexibles no se notan, y pueden estar revisando continuamente diferentes constantes vitales y las variaciones de determinados elementos químicos, comunicando al exterior la información mediante radiofrecuencia. Se pegan en la piel, o en otras zonas, como el desarrollado por una empresa estadounidense, que se tatúa en la parte interior de los dientes y es capaz de detectar enfermedades según las bacterias presentes en el aliento. Esta detección es muy temprana, cuando aún hay pocas bacterias en el cuerpo, y antes de que la enfermedad haya conseguido extenderse.

Por todo lo visto y mucho más, es lógico pensar que el grafeno va a cambiar mucho nuestro mundo en unos años.

Sobre el autor