Hola! Aquí va un pequeño trabajo sobre un nuevo material, el aerografeno o aerogel de grafeno.
EL
AEROGRAFENO
1.
INTRODUCCIÓN:
El aerografeno o aerogel de
grafeno es un nuevo material producto de nuevas tecnologías desarrolladas por la
química y la física aplicadas, de la ingeniería y de la ciencia de los
materiales. Estos materiales diseñados para responder a nuevas necesidades y
aplicaciones tecnológicas se usan en diversas áreas como la ingeniería, la
medicina, la construcción, las telecomunicaciones o la informática.
La investigación de estos materiales y su posterior aplicación en las industrias
han dado lugar al rápido progreso de la electrónica durante la segunda mitad
del S.XX. La mayoría de los nuevos materiales descubiertos se han usado para el
desarrollo de este campo en auge.
El
desarrollo y el fomento de estos materiales constituyen una gran esperanza para
el avance de la industria tecnológica mundial.
En concreto,
el aerografeno se ha considerado uno de los mayores descubrimientos de la
ciencia moderna debido a sus múltiples aplicaciones que explicaremos a
continuación. Además, se ha declarado que es el material más ligero del mundo,
récord que pertenecía al aerografito, otro nuevo material de composición similar
a la del aerografeno.
2.
DEFINICIÓN:
El aerografeno es un aerogel
de grafeno similar al gel. Esta compuesto por una espuma de nanotubos de
carbono congelados en seco con láminas de óxido de grafeno; posteriormente, se
extrae el oxígeno mediante un proceso químico para disminuir su masa. A este
proceso se le denomina liofilización.
El aerogel o humo helado es
una sustancia coloidal que posee un componente líquido que al ser sustituido
por gas da lugar a una sustancia sólida muy porosa y ligera. Este aerogel se
crea a partir de grafeno, una sustancia formada por una única capa de átomos de
carbono puro dispuestos de forma hexagonal.
Para convertir el grafeno
bidimensional a un material tridimensional se usan diversos métodos:
·
Método sol-gel: se puede
escalar, producir en cantidades mayores pero con poca estabilidad.
·
Método de plantilla orientada: es más estable pero está limitado por el tamaño de la
plantilla.
·
Método de liofilización (usado por la universidad de
Zhejiang): se puede
escalar fácilmente y crear grandes trozos, ya que no depende de plantillas sino
del recipiente.
Analógicamente con un
edificio, los nanotubos de carbono serían los pilares y vigas y el grafeno, los
muros.
Es llamativa su ínfima
densidad (0,16 mg/cm3) que supera incluso a la del grafito (0,18mg/cm3). Tan
solo un kilo de aerografeno ocuparía 6,25 m3 lo que equivale a una habitación
cúbica de 2,1 m de lado.
Composición química:
Aunque
hemos dicho que estaba formado por grafeno y a su vez, este se componía de
carbono en su totalidad, al tratarse de un aerogel, su composición es de más de
un 99,99% de aire. El resto lo completan: carbono, silicio y otros metales.
3.
ORIGEN:
Este material fue creado y
desarrollado en China por un equipo de científicos de la Universidad de
Zhejiang en Hangzhou. Su descubrimiento data de marzo de 2013. A la
cabeza del descubrimiento se sitúa el profesor Chao Gao.
Los
antecedentes cronológicos al aerogel de grafeno han sido los siguientes:
·
Aerogel basado en dióxido de
silicio con una densidad de 1mg/cm3 (Kistler, 1931).
·
Aerogel basado en microredes
metálicas de níquel con densidad de 0,9mg/cm3 (Lab. HRL – Universidad de
California e Inst. Tecnología de Calif., 2011).
·
Aerografito, con una
densidad de 0,18mg/cm3 (Univ. De Kiel y Univ. Téc. Harburg, 2012).
·
Aerografeno con una densidad
de 0,16mg/cm3 (Univ. Zhejiang, 2013).
4.
PROPIEDADES:
Además de su increíble
ligereza, el aerografeno cuenta con otras propiedades que lo convierten en un
recurso a explotar en el futuro:
·
Buen conductor eléctrico y térmico
·
Muy duro
·
Muy resistente
·
Muy flexible
·
Gran capacidad de compresión (hasta una
fracción de su tamaño inicial)
·
Gran capacidad de absorción: puede absorber
hasta 900 veces su peso.
·
Buen aislante térmico
·
Buen catalizador
·
Maleable
·
Reciclable
·
Opaco
·
Elástico
5.
APLICACIONES:
Según las palabras del propio Chao Gao, este nuevo material, debido a su gran capacidad
absorción de líquidos, podría ser usado para absorber los vertidos de petróleo
en el mar. Se ha calculado que el aerografeno sería capaz de absorber hasta 68
g/seg de crudo.
Además, gracias a su
composición de grafeno, también podría usarse para múltiples aplicaciones en el
campo de la electrónica y la electricidad. Con él se podrían fabricar
microcards, baterías, pantallas flexibles, cables de fibra óptica,
transistores, supercapacitores e incluso paneles solares más eficientes y
rentables. La medicina (cura del cáncer) e incluso el deporte (búsqueda de
materiales más aerodinámicos) serían otras posibles aplicaciones del aerografeno.
Desde la universidad de
Zhejiang afirman que además de que el aerografeno se pretende usar en favor del
medioambiente, también se pretende que este nuevo material se comercialice y
algún día llegue a ser más valioso que el oro.
6.
PROYECTOS:
Un proyecto impulsado por
Oakley, una empresa surfera, ha planteado cómo sería una tabla de surf construida
por este material. Para esto han contactado con un equipo de investigación en
Australia para que desarrollen una tabla de surf aerografeno.
“Los primeros bocetos son un
poco ‘toscos’ por decirlo de algún modo, pero las ideas que los científicos han
presentado son sorprendentes”.
Los científicos australianos
han planteado que la tabla del futuro podrá cambiar de forma solo pulsando un
botón. Es decir, podrá alargarse e incluso variar el tipo de popa. Otra de
las innovaciones serían tres quillas de carbono que podrían ser retráctiles y
meterse en el cuerpo de la tabla. El surfero podrá elegir surfear con una, dos
o tres quillas, algo que podrá seleccionar por medio de un comando de voz.
Además la superficie de la tabla estará hecha de un material con gran capacidad
adherencia, por lo que no sería necesaria la parafina.
7.
CONCLUSIONES:
Desde
luego, no cabe duda de que las propiedades y posibles aplicaciones de este nuevo
material van a causar una revolución en el campo de la tecnología y la ciencia de
los materiales. Hasta incluso podría llegar a ser, como afirmaba su propio descubridor,
el nuevo oro del S.XXI.
Un material prometedor que cambiará muchos
aspectos de nuestra vida.
8.
BIBLIOGRAFÍA:
