Materiales de grafeno de nueva generación en procesos productivos
Este material increíblemente delgado ha suscitado un enorme entusiasmo en la comunidad científica y en la industria desde su primera separación del grafito, allá en el año 2004. Dicho entusiasmo está más que justificado si se considera que es más duro que el diamante y cien veces más tenaz que el acero, sin obviar sus excelentes cualidades como semiconductor. Ofrece aplicaciones en numerosos campos, entre ellos la nanoelectrónica, los materiales compuestos, los sensores moleculares, los actuadores musculares artificiales y los polímeros de plástico. En el marco del proyecto NANOMASTER (Graphene based thermoplastic masterbatches for conventional and additive manufacturing processes), financiado por la UE, se inició el desarrollo de polímeros innovadores que recortan a la mitad la cantidad de plástico necesario para fabricar un componente. De ese modo disminuirá notablemente su peso y se favorecerá la sostenibilidad desde el punto de vista medioambiental. Se elaboraron y ensayaron en laboratorio varios grados distintos de grafeno y de grafito expandido. Se estudió el efecto que características tales como el espesor, el tamaño lateral, la densidad en masa y la funcionalización superficial tienen en las propiedades resultantes de los nanocompuestos poliméricos con contenido de dichos grados novedosos. Seguidamente se trasladó la fabricación de los grados que ofrecían mayores posibilidades a una escala superior. Los miembros del proyecto se propusieron inquirir los factores del proceso que influyen en la fabricación de nanocompuestos de alta dispersión empleando extrusión con doble tornillo. También investigaron sobre la capacidad de reciclaje de los compuestos de polímero y grafito expandido. En definitiva, el equipo del proyecto NANOMASTER desarrolló procesos de producción rápida y a gran escala de grafeno, grafito expandido y nanografito, así como maquinaria y métodos de proceso diseñados de cara a una producción eficiente de grandes volúmenes de mezclas madre y compuestos. Asimismo, se desarrollaron sistemas de materiales que se pueden integrar con rapidez, facilidad y seguridad en procesos de fabricación convencional o aditiva ya existentes. Una vez ampliada la escala de sus técnicas productivas, el proyecto NANOMASTER abrirá camino a un caudal de aplicaciones posibles. Entre ellas, materiales más ligeros, duros y resistentes que los plásticos convencionales y que, a la vez, precisan de una masa de materia prima sensiblemente inferior. Además, el uso del grafeno abrirá la posibilidad de desarrollar plásticos con propiedades novedosas como por ejemplo mayor conductividad y resistencia al fuego.
Palabras clave
Grafeno, fabricación, grafito, polímeros, NANOMASTER, nanocompuestos
