¿Qué ha pasado con el grafeno que nadie ha vuelto a hablar de él?

Ha sido, probablemente, el material más fugaz del siglo XXI. Llegó para revolucionar diferentes sectores por sus milagrosas propiedades, pero de las promesas a la realidad hay un abismo. Técnicamente, el grafeno es un material compuesto por una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una estructura de panal. Sus propiedades excepcionales, que incluyen una resistencia sobresaliente, conductividad eléctrica y térmica inigualables, así como una ligereza asombrosa, lo convirtieron en el elemento tan revolucionario a priori que planteaba un cambio de paradigma en diferentes áreas de la industria o biomedicina. Sin embargo, el grafeno se ha encontrado con diferentes obstáculo para alcanzar su verdadero potencial. Estas son algunas de las razones de su “no éxito”.

• Electrónica. Aunque es un conductor excepcional, carece de la denominada “brecha de banda”, lo que significa que no puede ser apagado completamente como un interruptor en dispositivos electrónicos. Esto ha limitado su uso en transistores y circuitos electrónicos avanzados, donde el silicio todavía es dominante.
• Medicina. En aplicaciones biomédicas, su la toxicidad ha planteado preocupaciones significativas. Las interacciones con células y tejidos aún no se comprenden por completo, lo que ha retrasado su adopción en terapias y dispositivos médicos.
• Desplazado. A medida que avanzan las investigaciones en nanomateriales, otros materiales 2D como el disulfuro de molibdeno y el fosforeno han emergido como competidores del grafeno en ciertas aplicaciones. Además, los nanotubos de carbono y materiales compuestos avanzados han demostrado ser alternativas igualmente atractivas en términos de resistencia y peso ligero y presentando menos desventajas.
• Almacenamiento. Retos, de momento no superados, en la producción de baterías. A pesar de las promesas iniciales de baterías de grafeno con mayor capacidad y tiempos de carga más rápidos, la producción a gran escala de estas baterías aún enfrenta obstáculos, como la necesidad de desarrollar métodos de producción rentables.

Superando obstáculos

El grafeno sí ha demostrado ser valioso en la creación de materiales compuestos más fuertes y livianos. En aplicaciones aeroespaciales y automotrices, ha reforzado componentes y reducido el peso, mejorando la eficiencia y la seguridad. También ha encontrado su lugar en la gestión térmica de dispositivos electrónicos y en la mejora de la eficiencia de los sistemas de refrigeración. T también ha demostrado una alta sensibilidad en la detección de gases y biomoléculas, abriendo puertas a la monitorización ambiental y médica de alta precisión.

Un futuro… ¿prometedor?

A medida que se superan los desafíos de producción, las baterías de grafeno se perfilan como una revolución en el almacenamiento de energía aunque en un futuro mucho más lejano que el que imaginábamos cuando su descubrimiento parecía ser la salvación. Se espera que estas baterías ofrezcan una mayor capacidad de almacenamiento, tiempos de carga ultra rápidos y una vida útil extendida en comparación con actuales. Este avance tiene el potencial de impulsar significativamente la transición hacia el almacenamiento de energía sostenible almacenando renovables de manera efectiva y, cómo no, también acelerando la transición del coche eléctrico gracias a las poderosas propiedades que tendrían sus baterías. El precio sigue siendo, por ahora, un factor limitante.

También podría desempeñar un papel crucial en el campo de la electrónica cuántica. Su falta de brecha de banda, que se consideró una desventaja en la electrónica tradicional, se convierte en una ventaja en este contexto. El grafeno permite la construcción de los componentes esenciales para las computadoras cuánticas. La capacidad del grafeno para mantener una alta conductividad eléctrica y térmica incluso a temperaturas extremadamente bajas lo convierte en un candidato prometedor para revolucionar la informática cuántica,

A medida que se abordan y resuelven los problemas de toxicidad asociados con el grafeno, se abren nuevas perspectivas en el campo de la medicina. Este material tiene el potencial de revolucionar la detección temprana de enfermedades y la administración de medicamentos de manera precisa y controlada. Su alta superficie y capacidad para interactuar con biomoléculas permiten la creación de sensores altamente sensibles para la detección de marcadores de enfermedades, lo que podría conducir a diagnósticos más rápidos y precisos. Además, el grafeno podría utilizarse en sistemas de liberación de medicamentos controlados, permitiendo terapias más efectivas y menos invasivas.

Así las cosas, el grafeno, aun siendo conscientes de sus propiedades sobresalientes, ha experimentado altibajos en su camino hacia la revolución industrial. Tiene aún potencial de futuro para cambiar el mundo de la forma en la que estamos acostumbrados a ver y comprender, pero de momento, toca ir cediendo el paso a otros materiales más “maleables”.