Perspectivas y aplicaciones reales del grafeno después de 16 años de su descubrimiento

Perspectives and real applications of graphene at 16 years after its breakthrough

A 16 años del gran descubrimiento del grafenolos focos de atención vuelven a estar en este material con el reporte de su comportamiento superconductor dependiendo del apilado de sus capas. Sin embargo, su nombre durante estos últimos años no solo se ha relacionado a la superconductividad, sino que ha sido relacionado con una diversidad muy amplia de aplicaciones, en disciplinas muy diversas,entre las que cabe mencionar: materiales opto-electrónicos, electrodos para catálisis,dispositivos para tratamiento de desechos,biosensores, entre otros. Esto ha hecho que un gran número de grupos de investigación se hayan interesado no solo en estudiar sus propiedades, sino también en investigar nuevos métodos sintéticos que puedan ser escalables a niveles industriales, sin perder sus propiedades electrónicas y mecánicas. A pesar de los numerosos estudios y los recursos invertidos en grafeno no todas las aplicaciones han llegado a ser una realidad, en esta revisión se muestran algunas de las más exitosas.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, los materiales bidimensionales (2D) y sus heteroestructuras han surgido como componentes particularmente prometedores de dispositivos novedosos, pequeños y que ofrecen una velocidad y estabilidad mejoradas. En este contexto, el grafeno, una lámina de grosor de un solo átomo hecha exclusivamente de átomos de carbono, ha atraído un enorme interés debido a sus increíbles propiedades eléctricas y mecánicas [1]. Desde su descubrimiento experimental hace 16 años, la gama de aplicaciones fundamentales y prácticas previstas para este excelente material 2D han sido bastas [2] y se están ampliando aún más con el reciente descubrimiento de sus propiedades superconductoras que dependen solo de la forma en que se apilan sus capas [3].

Por las razones mencionadas y las promesas de negocio (entre 58,9 millones de dólares estadounidenses y 14,3 billones de dólares, según el artículo de revisión de Ai Linh Nguyen et al. [4]) que este material posee, muchos gobiernos y empresas empezaron a invertir en su investigación. El grafeno no solo es un excelente conductor eléctrico y térmico, sino que también representa el material más delgado, fuerte y rígido del mundo [5]. Su gran potencial tecnológico ya se ha demostrado en pantallas táctiles, condensadores, dispositivos espintrónicos, pilas de combustible, baterías, sensores, películas conductoras transparentes, circuitos de alta frecuencia, en la eliminación de material tóxico, electrónica molecular, almacenamiento y conversión de energía, así como electrónica flexible [6-8]. Industrias como la automotriz, tintas conductoras, entre otras, ya producen grafeno en el orden de miles de toneladas por año [9].