Desde que se logró el aislamiento del grafeno por primera vez en 2004, ha habido una explosión en la investigación y el desarrollo relacionados con el grafeno, con cientos de oportunistas comerciales que producen grafeno para capitalizar esta industria en rápida expansión. Sin embargo, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha descubierto un problema importante:la falta de estándares de producción ha llevado a muchos casos de grafeno de mala calidad de los proveedores. Estas prácticas pueden obstaculizar el progreso de la investigación que depende fundamentalmente del uso de grafeno de alta calidad.

"Es alarmante descubrir que los productores están etiquetando polvos negros como grafeno y vendiéndolos por el mejor precio, mientras que en realidad, contienen grafito en su mayoría barato. Existe una gran necesidad de establecer estándares estrictos para la caracterización y producción de grafeno para crear un mercado de grafeno saludable y confiable en todo el mundo. "dijo el profesor Antonio Castro Neto, Director del NUS Center for Advanced 2-D Materials, quien dirigió el estudio.

Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Materiales avanzados el 13 de septiembre de 2018.

Cómo distinguir una escama de grafeno de una falsificación de grafeno

El grafeno ha sido considerado el material milagroso del futuro debido a sus notables propiedades. A pesar de ser el material más delgado de la Tierra, es 200 veces más resistente que el acero. Con un solo átomo de espesor, también es un conductor eléctrico increíble, pero permanece ligero, flexible, y es transparente. Por lo tanto, el grafeno está encontrando aplicaciones potenciales en todo, desde transistores hasta dispositivos biomédicos, e incluso se ha propuesto como material para construir un ascensor al espacio.

El grafeno se produce típicamente exfoliando el grafito, que se puede encontrar en minas de lápiz comunes, en un polvo, sumergiendo este polvo en un líquido, y luego separando los copos de grafeno más pequeños utilizando energía sonora para hacer vibrar la mezcla. El objetivo de esta síntesis es producir el grafeno más fino posible. El grafeno puro tendría solo una capa atómica de espesor, sin embargo, la Organización Internacional de Normalización (ISO) afirma que las pilas de escamas de grafeno de hasta diez capas de espesor todavía pueden comportarse como el grafeno.

Teniendo esto en cuenta, El profesor Castro Neto y su equipo se propusieron desarrollar un método sistemático y confiable para establecer la calidad de las muestras de grafeno de todo el mundo. Pudieron lograr esto mediante el uso de una amplia gama de técnicas analíticas y muestras probadas de muchos proveedores.

Al analizar muestras de más de 60 proveedores diferentes de las Américas, Asia y Europa, El equipo de NUS descubrió que la mayoría contenía menos del 10 por ciento de lo que se puede considerar escamas de grafeno. La mayor parte de las muestras era polvo de grafito que no se exfolió correctamente.

"No está claro si los productores del grafeno falsificado son conscientes de la mala calidad. Independientemente, la falta de estándares para la producción de grafeno da lugar a una mala calidad del material vendido en el mercado abierto. Esto ha estancado el desarrollo de futuras aplicaciones, ", elaboró ​​el profesor Castro Neto.

El polvo de grafito y el grafeno tienen propiedades tremendamente diferentes, por lo que cualquier investigación realizada con el pretexto de que la muestra era grafeno puro arrojaría resultados inexactos. Además, solo una de las muestras analizadas en el estudio contenía más del 40 por ciento de grafeno de alta calidad. Es más, algunas muestras incluso estaban contaminadas con otros productos químicos utilizados en el proceso de producción. Estos hallazgos significan que los investigadores podrían estar desperdiciando tiempo y dinero valiosos realizando experimentos en un producto que se anuncia falsamente.

"Este es el primer estudio que se analiza estadísticamente la producción mundial de escamas de grafeno. Teniendo en cuenta los importantes desafíos relacionados con la salud, clima, y sostenibilidad que el grafeno puede resolver, es fundamental que la investigación no se vea obstaculizada de esta manera, "explicó el profesor Castro Neto.

Superando la barrera de la innovación del grafeno

Con este descubrimiento, y el desarrollo de un procedimiento de prueba confiable, Las muestras de grafeno ahora se pueden mantener con un estándar más alto.

"Esperamos que nuestros resultados aceleren el proceso de estandarización del grafeno dentro de ISO, ya que existe una gran necesidad de mercado para eso. Esto instará a los productores de grafeno de todo el mundo a mejorar sus métodos para producir un mejor, Producto adecuadamente caracterizado que podría ayudar a desarrollar aplicaciones del mundo real, "dijo el profesor Castro Neto.

Además, Probar el grafeno de forma universal y estandarizada podría garantizar comparaciones cuantitativas sencillas entre los datos producidos por diferentes laboratorios y usuarios de todo el mundo.