El grafeno en la Nanotecnología

El grafeno es un material versátil que permite fabricar desde dispositivos con pantallas flexibles y transparentes hasta potentes paneles solares, además tiene aplicaciones en diferentes industrias como aeronáutica, medicina y otros sectores que se investigan en la actualidad. Es por ello que es considerado un nanomaterial muy eficaz.

El discurso del físico Richard Feynman de 1959 “There’s Plenty of Room at the Bottom” es considerado como punto de partida en la investigación de la nanotecnología, pues se explica la probabilidad de que los átomos puedan ser manipulados directamente [1]. Feynman evoca un posible campo de investigación que entonces era inexplorado: lo extremadamente pequeño, el mundo de la nanoescalas.

A lo largo del tiempo se han desarrollado y alcanzado grandes avances entorno a la ingeniería química y nanotecnología como en 1985 se realizó el descubrimiento de los “Fullerenos” una nueva forma de carbono que revolucionaría la nanotecnología, a cargo de Los químicos Robert Curl, Sir Harold Kroto y Richard Smalley [2]. Otro avance significativo en 1991 fue la “Síntesis de Nanotubos de Carbono”, una de las estructuras más fundamentales de la nanotecnología, los cuales fueron sintetizados por los químicos Sumio Iijima y Thomas Ebbesen [3].

La creación de uno de los materiales más extraordinarios se dio en 2004 por los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov, que aíslan y caracterizan por primera vez el “grafeno” [4], una lámina de carbono de un solo átomo de espesor con propiedades extraordinarias. Las posibilidades y utilidades del grafeno se extienden hacia varias ramas como:

Electrónica Avanzada: El grafeno es un conductor eléctrico excepcional debido a su estructura de red de carbono de un solo átomo de espesor. Puede revolucionar la electrónica al permitir dispositivos mucho más pequeños y eficientes.

Materiales Compuestos: El grafeno puede ser integrado en polímeros, metales y otros materiales para mejorar sus propiedades mecánicas, conductivas y térmicas.

Aplicaciones Médicas: Puede utilizarse en sistemas de administración de fármacos, en biosensores y en imágenes médicas.

Filtros y Membranas: Debido a su estructura de red de átomos de carbono, el grafeno puede filtrar partículas extremadamente pequeñas, lo que lo hace útil en aplicaciones de purificación de agua y aire.

Aunque el grafeno tiene un potencial increíble gracias a su propiedades físicas y químicas, existen desafíos en su producción a gran escala y en la integración efectiva en aplicaciones comerciales. Por lo que dichas áreas son campos de investigación activa y la Ingeniería Química está abriendo nuevas fronteras en la creación de materiales a nivel nano, y los resultados son extraordinarios. Desde aplicaciones médicas revolucionarias hasta avances en la electrónica y la construcción, estos materiales están cambiando la forma en que vivimos y trabajamos.

Referencias bibliográficas

[1] R. Feyman, “There's Plenty of Room at the Bottom”, Caltech Eng And Sci. Feb, pp. 22-26, 1960. [Online]. https://calteches.library.caltech.edu/47/3/ES.23.5.1960.0.pdf. [Accessed: 19 -sep-2023]

[2] O. Vasilievna and U. Ortiz, “La estructura del fullereno C60 y sus aplicaciones”, Ciencia UANL, Vol. 5, no. 4, pp. 475-479, 2002. [Online]. https://www.redalyc.org/pdf/402/40250407.pdf. [Accedido: 18 -sep-2023]

[3] M. Maubert, S. Soto, C. León and M. Flores, “Nanotubos de carbono - la era de la nanotecnología”, Razón y Palabra, no. 68, 2009. [Online]. https://www.redalyc.org/pdf/1995/199520297017.pdf. [Accedido: 19 -sep-2023]

[4] A. Geim and K. Novoselov, “The rise of graphene”, Naturaleza Mater Vol. 6, no. 3, pp. 183-191, 2007. https://doi.org/10.1038/nmat1849. [Accessed: 17 -sep-2023]