Grafeno: ¿un sustituto del cobre?

El grafeno lleva más de una década en boca de todos por su gran número de propiedades y aplicaciones, pero fue en 2010, cuando los investigadores rusos Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov, lograron el Premio Nobel de Física gracias a su descubrimiento del grafeno, que es la aislación del grafito. Este hecho podría llegar a cambiar el mundo de la tecnología y la ciencia tal y como lo conocemos en la actualidad.

¿Qué es el grafeno?

El grafeno es un compuesto formado por átomos de carbono, dispuestos en forma hexagonal, con un patrón similar al de los panales de abejas. Es considerado un nano material, debido a que sus dimensiones son de una millonésima de milímetro, y se calcula que una lámina de metro cuadrado solo pesa 0,7 miligramos.

Este material posee diversas particularidades, como una importante conducción térmica y eléctrica, superior incluso al cobre; alta resistencia a la tensión; gran flexibilidad y elasticidad; significativa liviandad y transparencia y una resistencia mayor al acero.

En combinación con otros elementos, tiene la capacidad para formar nuevos compuestos químicos y dotarlos de nuevas propiedades. Por ejemplo, en conjunto con el cobre puede hacer que este sea anticorrosivo, y con el plástico dotarlo de conductividad eléctrica.

Las carácterísticas del grafeno, hace que sus usos se tornen infinitos. Desde sensores biomédicos, baterías que podrían hacer que los autos eléctricos funcionaran cientos de kilómetros sin recargarse, chips que permitirían a los ordenadores procesar más rápido la información y evitar el recalentamiento, la creación de transportes más rápidos y ligeros y escáneres corporales menos invasivos que los rayos X, por citar algunos ejemplos.

Situación del mercado chileno

A pesar de que el grafeno es considerado “el material de Dios”, los avances científicos van a pasos excesivamente lentos. Esto se debe principalmente a que aún no se ha encontrado un método que permita su producción masiva.

Para Diego Cortés, investigador de la Universidad Tecnológica Metropolitana y experto en esta área, los países que dominen la manipulación de este material obtendrán grandes beneficios a mediano y largo plazo.

“Es cierto que Chile no es hoy un referente mundial en la existencia de reservas y explotación de compuestos de carbono que permiten obtener grafeno. No obstante, no veo ningún impedimento para que el país invierta en investigación concerniente a su obtención, aplicación y uso en diferentes tecnologías, ya que supondría un claro beneficio económico de cara al futuro”, aclara Diego.

Por su parte, René Espinoza, Ingeniero Civil en Minas de la Universidad de Chile y experto en el área, afirma que, como el gobierno no invierte lo suficiente en ciencia y tecnología, en comparación a otros países desarrollados que sí lo hacen y protegen sus inversiones mediante patentes, “Ellos nos llevan demasiada ventaja en este y otros campos tecnológicos. Es necesario que Chile se incorpore a la carrera para desarrollar los potenciales usos del grafeno y su obtención a gran escala cuanto antes”.

¿Estamos ante un sustituto del cobre?

Mucho se ha hablado sobre cómo el grafeno podría ser el material del futuro, sustituyendo a la gran materia prima chilena: el cobre. Pero, ¿cuánto de cierto hay en esa afirmación?

Para Espinoza es cierto que, con el conocimiento científico adecuado, el grafeno podría llegar a sustituir al cobre, pero de momento, sólo en algunas áreas de la microelectrónica. Cortés tiene una visión similar: para él, el grafeno reemplazará algunas funciones del cobre en tecnologías como dispositivos electrónicos, pero esto no sucederá a corto plazo.

“Un gran número de investigadores ha establecido que la irrupción del grafeno en nuestra tecnología tendrá su peak en los próximos 20 o 30 años. Es necesario que todas las tecnologías se adapten al uso de este material disminuyendo los costos de producción asociados a su síntesis, obtención, manipulación e implementación, y esto no se puede lograr en un futuro inmediato”, asegura Cortés.

Para el investigador de la UTEM, no hay razón para pensar que actualmente se produzca una sustitución de materiales, y pronostica que la demanda de cobre, en comparación con el grafeno, va a continuar siendo alta en los próximos años. A pesar de eso, recalca la necesidad de que Chile se incorpore a esta carrera, ya que tanto el grafeno como el cobre pueden convivir y/o potenciarse para distintos fines.

“También me gustaría resaltar la existencia de distintos mecanismos sintéticos que permiten obtener grafeno sobre capas de cobre, es decir, que el cobre podría transformarse en un aliado para obtener este nuevo material. Ahí es donde deben hacerse esfuerzos para que nuestro país no siga siendo un exportador de materia prima, sino que se convierta en uno de materiales funcionales”, concluye Cortés.