El grafeno maravilloso material no solo podría dominar el mercado electrónico en un futuro cercano, también podría conducir a una amplia gama de nuevos mercados y aplicaciones novedosas, afirma un documento histórico de la Universidad de Manchester.

Escribiendo en Naturaleza , El profesor Kostya Novoselov, ganador del Premio Nobel, y un equipo internacional de autores han elaborado una 'Hoja de ruta del grafeno' que establece por primera vez lo que es el más delgado del mundo, El material más fuerte y conductor realmente puede lograr.

El documento detalla cómo el grafeno, aislado por primera vez en la Universidad de Manchester por el profesor Novoselov y su colega, el profesor Andre Geim en 2004, tiene el potencial de revolucionar diversas aplicaciones, desde teléfonos inteligentes y banda ancha ultrarrápida hasta medicamentos contra el cáncer y chips de computadora.

Un área clave son los dispositivos de pantalla táctil, como el iPad de Apple, que utilizan óxido de indio y estaño. La excepcional flexibilidad mecánica y durabilidad química del grafeno son muy superiores. Los dispositivos de pantalla táctil de grafeno resultarían mucho más duraderos y abrirían un camino para dispositivos flexibles.

Los autores estiman que los primeros dispositivos de pantalla táctil de grafeno podrían estar en el mercado dentro de tres a cinco años. pero solo alcanzará su máximo potencial en aplicaciones de electrónica flexible.

El papel electrónico enrollable es otra aplicación que debería estar disponible como prototipo en 2015:la flexibilidad del grafeno resulta ideal para hojas electrónicas plegables que podrían revolucionar la electrónica.

Los plazos para las aplicaciones varían mucho según la calidad del grafeno requerida, afirma el informe. Por ejemplo, los investigadores estiman dispositivos que incluyen fotodetectores, Las comunicaciones inalámbricas de alta velocidad y los generadores de THz (para su uso en dispositivos de seguridad e imágenes médicas) no estarán disponibles hasta al menos 2020. mientras que los medicamentos contra el cáncer y el grafeno como reemplazo del silicio es poco probable que se conviertan en una realidad hasta alrededor de 2030.

El documento también detalla las diferentes formas de producir grafeno, procesos que han evolucionado enormemente desde el método de la cinta adhesiva iniciado por los premios Nobel.

El documento afirma que hay tres métodos principales para producir grafeno:

• Exfoliación en fase líquida y térmica:exponer el grafito a un disolvente que lo divide en escamas individuales de grafeno. Este método es ideal para aplicaciones energéticas (baterías y supercondensadores), así como pinturas y tintas de grafeno para productos como electrónica impresa, Ventanas inteligentes y blindaje electromagnético. Añadiendo funcionalidad adicional a los materiales compuestos (resistencia extra, conductividad, barrera contra la humedad) es otra área en la que se puede aplicar el grafeno.
• Deposición química de vapor:crecimiento de películas de grafeno sobre láminas de cobre, para uso en aplicaciones electrónicas flexibles y transparentes y fotónica, entre otros.
• Síntesis sobre carburo de silicio:cultivo de grafeno en las caras de silicio o carbono de este material que se utiliza habitualmente para la electrónica de alta potencia. Esto puede resultar en grafeno de muy alta calidad con cristales excelentemente formados, perfecto para transistores de alta frecuencia.

El profesor Novoselov dijo:"El grafeno tiene el potencial de revolucionar muchos aspectos de nuestras vidas simultáneamente. Algunas aplicaciones pueden aparecer dentro de unos años y algunas todavía requieren años de arduo trabajo.

"Las diferentes aplicaciones requieren diferentes grados de grafeno y aquellas que usan el grado más bajo serán las primeras en aparecer, probablemente tan pronto como en unos pocos años. Aquellos que requieren la máxima calidad pueden tardar décadas.

"Debido a que los desarrollos de los últimos años fueron realmente explosivos, Las perspectivas del grafeno continúan mejorando rápidamente.

"El grafeno es un cristal único en el sentido de que ha usurpado por sí solo una serie de propiedades superiores:desde las mecánicas hasta las electrónicas. Esto sugiere que su máxima potencia solo se realizará en aplicaciones novedosas, que están diseñados específicamente con este material en mente, en lugar de cuando está llamado a sustituir otros materiales en aplicaciones existentes.

"Una cosa es segura:los científicos e ingenieros seguirán investigando las perspectivas que ofrece el grafeno y, por el camino, es probable que surjan muchas más ideas para nuevas aplicaciones ".

Su coautor, el profesor Volodya Falko, de la Universidad de Lancaster, dijo:"Por nuestro periódico, nuestro objetivo es concienciar a los ingenieros, innovadores, y emprendedores al enorme potencial del grafeno para mejorar las tecnologías existentes y generar nuevos productos.

"Mencionar, en algunos países, incluida Corea, Polonia y las agencias de financiación nacionales del Reino Unido ya ejecutan varios millones de programas de investigación dirigidos por la ingeniería con el objetivo de comercializar el grafeno a gran escala ".