Nuevo avance hacia el uso comercial del grafeno
Entre las características del grafeno se incluyen su alta movilidad electrónica y conductividad térmica, que sumadas a su resistencia y flexibilidad conforman propiedades que resultan muy atractivas para las pantallas emisoras de luz orgánicas (OLED) y dispositivos de almacenamiento de energía. No obstante, la comercialización de este «material milagroso» se ve limitada por diferentes factores, como la síntesis a gran escala e interacciones con el ambiente que producen la degradación de sus propiedades intrínsecas. Dadas las posibilidades de crear estructuras nanométricas de grafeno, se ha puesto en marcha el proyecto financiado por la Unión Europea «Graphene for nanoscaled applications» (GRENADA). El objetivo de la investigación fue ajustar sus propiedades estructurales, eléctricas, ópticas y mecánicas a escala nanométrica, y se alcanzó un único cristal de grafeno de oblea de área extensa. Hasta ahora solamente se habían logrado sintetizar pequeños cristales de grafeno. Los pequeños cristales podían utilizarse para estudiar las propiedades del grafeno y comprender sus importantes cualidades, pero no servían para la comercialización a gran escala. No obstante, gracias al trabajo investigativo de los científicos de GRENADA, se desarrolló un método de síntesis pionero para la producción de grafeno. La mayoría de los métodos de síntesis tradicionales se desarrollan a temperaturas muy elevadas. Los investigadores de GRENADA demostraron el crecimiento del grafeno a bajas temperaturas en línea con las condiciones de los procesos industriales. Se validó el crecimiento sobre películas de metal de hasta 200 mm a temperaturas mínimas de 600 °C. Además, se demostró que es posible el crecimiento controlado sobre sustratos nanoestructurados, así como la síntesis de óxido de grafeno disperso en agua. Las tareas del proyecto incluyeron la síntesis general y la preparación de materiales específicos para OLED, supercondensadores y baterías. Específicamente, se sintetizaron películas delgadas de grafeno con resistividad mínima de 135 ohms por cuadrado y con transparencia óptica adecuada para pantallas. El equipo de trabajo fabricó pilas de baterías funcionales de prueba con óxido de grafeno reducido y validó vehículos de prueba de supercondensadores con rendimiento comparable a los comerciales. Se espera que la tecnología de GRENADA acelere la comercialización del grafeno, que podría representar una nueva generación de dispositivos para el consumo. Tendrá un efecto importante sobre la electrónica de consumo, la iluminación, los dispositivos de almacenamiento de energía e incluso las celdas solares flexibles. Además, no depender de recursos minerales escasos contribuirá a preservar los recursos naturales y a proteger el medio ambiente.
Palabras clave
Grafeno, carbono, compuestos electrónicos, almacenamiento de energía, aplicaciones nanométricas
