Polvo de Grafeno

“Sólo cabe progresar cuando se piensa en grande. Sólo se puede avanzar cuando se mira lejos” Ortega y Gasset.

En la era en que vivimos, el tamaño importa (y mucho!). Lo pequeño está de moda, y en ese contexto, la nanotecnología promete los mayores progresos que podamos conocer en toda nuestra historia. Si bien hay muchos frentes abiertos y muchos nanomateriales que despuntan, quizá la familia con más potencial a día de hoy sea la de las nanoformas de carbono.

El descubrimiento en este campo que está suscitando más interés en los últimos años es el del grafeno. El profesor Andre Geim de la Universidad de Manchester tenía por costumbre llevarse de cervezas a todo su grupo de investigación los viernes por la tarde, con la condición de que fluyesen ideas científicas y los más jóvenes se atreviesen a proponer ideas transgresoras. Uno de esos viernes, el joven Konstantin Novoselov, propuso una manera curiosa para resolver algo que hasta entonces se creía imposible: separar una sola capa de átomos de carbono del grafito. ¿Qué tal si lo despegamos usando cinta adhesiva? Esa misma noche empezaron a “depilar” un cristal de grafito y observaron mediante un microscopio electrónico una monocapa de grafito: el grafeno, un material que no tenía nada que ver con todo lo conocido hasta la fecha y que conllevaba fenómenos eléctricos, magnéticos y cuánticos singulares; presentaba conductividades eléctricas y térmicas elevadísimas así como resistencias mecánicas excelentes -unas 300 veces más resistente que el acero-. En otras palabras: el diamante ya no era el mejor conductor térmico del universo, ni el material más duro. Ambos científicos fueron premiados, en un tiempo récord, con el Premio Nobel de Física en 2010.

La nanotecnología en general, y la del carbono en particular, permiten la consecución de unas metas impensables hace tres décadas. Baterías ultra-eficientes, ordenadores cuánticos, electrónica flexible, materiales casi indestructibles, ascensores espaciales, tratamientos médicos selectivos e inteligentes, vehículos muchísimo más ligeros, y un larguísimo etc. El carbono ya no mancha de negro, ahora existen formas transparentes; el carbono ya no es blando, ahora es el más duro de la película. Esa revolución que “sale de la mina de los lápices” (como he oído decir a algunas personas) ha venido para quedarse, y no la pierdan de vista que dará mucho que hablar.

En este contexto, el grupo de investigación al que pertenezco en la Universidad de Castilla-La Mancha, liderado por la Dra. Ester Vázquez, ha realizado una gran contribución al progreso en la investigación en grafeno. En particular este equipo diseñó un método eficiente y asequible para producir grafeno a partir de grafito mediante un molino de bolas y una sustancia llamada melamina. La exfoliación que sufre el grafito por acción conjunta de la molienda y de la melamina permite obtener grafeno disperso en un medio líquido. El grafeno, que es un material que repele el agua (hidrofóbico), gracias a esta metodología puede obtenerse en ¡Agua!, producirse en cantidades apreciables, y usarse en diversas aplicaciones. En concreto, el equipo de investigación del que formo parte estudia posibles aplicaciones médicas del grafeno.

Recientemente hemos aportado un granito de arena más a la producción y procesado del grafeno por el citado método. Gracias a la incorporación de procesados adicionales, como son la diálisis y la liofilización hemos podido conseguir un polvo de grafeno de alta pureza lo que nos permite evitar que se vuelva inestable en un medio líquido con el paso del tiempo así como almacenarlo y enviarlo en grandes cantidades. Ese polvo puede fácilmente volver a dispersarse en agua en el momento que se desee sin perder sus características estructurales, es decir, sin dejar de ser grafeno. La versatilidad de este nuevo método es tal que cualquier dispersante es posible, por poner un ejemplo: medios de cultivo biológico donde poder hacer estudios celulares en el futuro. Con este pequeño paso para la química, se da un gran paso para el grafeno, ya quecon la metodología que hemos desarrollado se podrá conocer y manejar de una manera más precisa al grafeno, y así poder hacer realidad algunas metas que aún no se han podido conseguir.

Podéis encontrar más información sobre este descubrimiento en la publicación deNanoscale donde se recoge con más detalle en qué consiste el proceso.