Conoce al grafeno – el material de construcción ganador del Nobel que es la promesa del futuro
Cuando Andre Geim y Konstantin Novosiolov se abocaron en su laboratorio a obtener un material de construcción innovador en el año 2003, nunca imaginaron que sus nombres pasarían a formar parte de la lista de los ganadores del premio Nobel. Sin embargo, eso es lo que ocurre cuando se descubre algo que pasa a marcar un antes y un después en la humanidad. Conoce al grafeno, un material más fuerte que el mismo acero y más liviano que el aluminio.
Del descubrimiento a la producción de grafeno – un material revolucionario
En la década de los años 30 del siglo pasado, se descubrió un material cuya composición química era idéntica a la del diamante (átomos de carbono organizados en un entramado tridimensional) y que el grafito (la misma cantidad de átomos, pero en esta oportunidad formando capas). Su nombre es grafeno.
El grafeno es una sola capa de grafito, no el apilamiento de estas que presenta este último material. Debido a su composición atómiica, el grafeno consiste en un material bidimensional aunque cuente con una sola capa de átomos.
Este descubrimiento, el cual tuvo lugar en los años 30 del siglo XX, significó toda una revolución para el sector de la construcción. Lamentablemente, todo quedó en una promesa trucada, ya que durante mucho tiempo se creyó que era imposible replicarlo de forma estable a temperatura ambiente.
No obstante, en el año 2003, los científicos Andre Geim y Konstantin Novosiolov cambiaron el curso de la historia, puesto que lo replicaron en su laboratorio y, en el año 2010, recibieron el premio Nobel por su titánica tarea y su revolucionario descubrimiento.
La construcción pasaría a su siguiente fase: la fase de la fusión entre la resistencia y la liviandad.
¿Qué es el grafeno?
El grafeno es un material flexible, elástico, conductor de la electricidad y del calor, y antibacteriano, que se presenta en forma de lámina individual de carbono puro y que tiene un átomo de espesor, cuya disposición en forma de hexágono convierte al grafeno en un material bidimensional.
Estas increíbles características pasaron inmediatamente a estar en la mira del sector de la medicina, de la construcción aeronáutica y de la construcción de viviendas.
El grafeno en la construcción
Las áreas de la construcción que se verán positivamente afectadas por la introducción del grafeno son las siguientes:
- Cemento
- Estructuras reforzadas
- Suelos y paredes interactivos
- Cristales irrompibles
- Composite
- Resinas
- Mobiliario
Una característica estrella del grafeno es su versatilidad y facilidad para fusionarse con otros materiales y así consolidar una resistencia única y hasta el momento no obtenida. Cuando se integra el grafeno con otros materiales, este le trasmite sus propiedades a otro material, lo cual deriva en una estructura prácticamente indestructible.
Los cementos que se obtienen a partir de la mezcla con grafeno son mucho más resistentes y livianos que aquellos actualmente ofrecidos en el mercado. En el caso del composite, este se vuelve anticorrosivo y su resistencia se eleva hasta el punto que evita los clásicos deterioros en las fachadas de casas y edificios.
En los casos de paredes y suelos que se complementen entre sí, el grafeno es el puente perfecto para una interacción óptima, la cual deriva en una durabilidad y resistencia mucho mayor que la obtenida en la actualidad.
Por último, el grafeno ya se está convirtiendo en uno de los favoritos de los diseñadores y fabricantes de mobiliario. Nuevamente, es su resistencia la que lo posiciona en la cima de las opciones, especialmente en una sociedad en la cual el consumo rápido ha mostrado sus garras devastadoras para con el medio ambiente.
Propiedades del grafeno
¿Qué es lo que hace del grafeno un material tan especial? Las siguientes propiedades:
Conducción del calor y de la electricidad
Si hablamos de sostenibilidad, un material capaz de conducir el calor es ideal para reducir, o incluso prescindir, el uso de la calefacción con sus ya conocidas consecuencias para el medio ambiente. A su vez, puede generar energía eléctrica mediante su exposición a la luz solar. Esto último lo puede hacer con mucha mayor facilidad y velocidad que sus competidores de siempre: el cobre y el silicio.
Dureza sin límites
Con una dureza doscientas veces superior a la del acero, casi tan sólida como la del diamante, ni las cargas imposiblemente elevadas ni el desgaste se atreven a gastar su tiempo y energía en intentar degradarla impoluta estampa del grafeno.
Elasticidad y flexibilidad
La conjunción de estas dos cualidades es sinónimo de versatilidad. Es gracias a ello que el grafeno puede ser empleado en una multiplicidad de propuestas, tanto a nivel de construcción como de mobiliario.
Reactividad
Gracias a esta cualidad, es posible la creación de nuevos materiales a partir de su fusión con el grafeno. Por lo tanto, no sería exagerado decir que sus posibilidades son infinitas.
¿Por qué el grafeno es el material del futuro?
Al resultar mucho más barato que los materiales que se utilizan en la actualidad de la industria de la construcción, así como también de mucha más rápida producción y de una indudable mayor eficiencia, se está empezando a ver al grafeno como la promesa que la construcción ha estado buscando durante tanto tiempo.
Algunos ejemplos de sus posibles usos son:
- El cobre podría ser reemplazado por el grafeno de aquí a cien años
- El litio podría estar viendo sus últimos días como materia prima de las baterías
En un experimento que se llevó a cabo en el año 2017, la batería de grafeno demostró tener un rendimiento treinta y cinco veces mayor a la de litio.
¡Cuidado! No es grafeno todo lo que dice serlo
Como era de esperarse, no fueron pocas las empresas fabricantes que, pudiéndose beneficiar de la inclusión del grafeno en sus productos, empezarían a ofrecer pinturas, lápices, láminas y otros productos con grafeno.
Sin embargo, es necesario prestar mucha atención, leer las etiquetas más que nunca y usar la lógica.
Si un fabricante de lápices realiza una campaña aludiendo al uso de grafeno en sus lápices, no estaría mintiendo, pero tampoco estaría ofreciendo un producto diferente del que ha venido vendiendo por más de treinta años, ya que la mina del lápiz contiene, y siempre contuvo, grafeno. ¿Publicidad engañosa? No, en absoluto. ¿Beneficio coyuntural? ¡Absolutamente sí!
Otro mercado al que debemos prestar atención es al de las pinturas. Desde el advenimiento del grafeno debido a la nueva facilidad para obtenerlo que Andre Geim y Konstantin Novosiolov nos han brindado tan amablemente, es muy sencillo producirlo o comprarlo para incluirlo en preparaciones que se beneficiarían enormemente de tenerlo, tal como es la pintura.
El problema ahora no es si lo tiene o no lo tiene, sino la cantidad que contiene y la utilidad de esa cantidad. Imaginemos una pintura muy económica que salga al mercado detrás de una enorme etiqueta que ostente la presencia del grafeno. ¿Es viable? No si pensamos en el grafeno como una propuesta de valor verdadero en el material. Es muy probable que el porcentaje de grafeno que contenga sea tan bajo que no sirva para generar la solidez que el grafeno promete en cada capa de pintura. Es por ello que hay que leer las etiquetas y hacer cálculos.
¿Cuál es el secreto para que el grafeno funcione?
Para que el grafeno cumpla con su promesa de calidad, solidez, resistencia y durabilidad, es necesario que se encuentre en las cantidades adecuadas y en la forma que garantiza sus características tan peculiares.
Con respecto a esto último, la forma en la que debe estar dispuesto es en láminas ordenadas. De esta forma, el material que lo contenga tendrá la indestructibilidad presente en el grafeno.
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