Imagina poder convertir un material que cuesta alrededor de 100€ por tonelada en uno que cuesta miles por 500 gramos. Casi parece la leyenda de la piedra filosofal. En la Universidad de Rice (Texas), un grupo de científicos comenzó a convertir el carbón, una fuente de energía de escaso valor, en grafeno, una materia prima con decenas de aplicaciones en electrónica.
Convertir cualquier material en grafeno
Tras estas primeras pruebas, los científicos se dieron cuenta de que podían usar cualquier fuente de carbono, que para sus experimentos incluía desde cucarachas muertas o posos de café hasta galletas de girl scouts. Lograron convertir todo ello en grafeno.
El grafeno proviene de un mineral llamado grafito, un alotipo de carbono y una de las dos únicas formas de carbono natural. Tiene propiedades similares a las del metal y es valioso para su uso como conductor en la industria aeroespacial, médica y electrónica.
Usando una técnica que crearon llamada «grafeno flash«, los científicos pudieron crear copos de grafeno de alto valor a partir de una variedad de materias primas conectándolos a un par de condensadores y electrodos que emitieron un choque de 3000° Kelvin.
Esto, según el líder del experimento, el Dr. James Tour, profesor de materiales y nanotecnología en la Universidad de Rice, pasa una corriente a través de la basura o el carbón con suficiente energía para romper todos los enlaces carbono-carbono en la sustancia, antes de que se reorganicen como grafeno.
“Puedes poner tu dedo directamente sobre el contenedor unos segundos después”, dijo Tour. «Y tenga en cuenta que alcanza hasta tres veces más temperatura que los hornos de deposición de vapor químico que solíamos usar para hacer grafeno, pero en el proceso de grafeno flash el calor se concentra en el material de carbono y no en el reactor circundante«Grafeno a granel
De acuerdo con Tour, el grafeno flash tiene ventajas únicas y permite al equipo crear grafeno a granel. “Todo el exceso de energía sale como luz, en un destello muy brillante, y debido a que no hay solventes, es un proceso súper limpio”, añade.
La minería de grafito supone un grave impacto ambiental, y el equipo identificó dos formas en las que el grafeno flash, además de hacer una variedad de productos mucho más baratos, realmente podría mejorar la huella ambiental de la fabricación. El primero se muestra en el artículo en ‘Nature’, en el que se indica que agregar solo 0,1% de grafeno al hormigón podría reducir su huella ambiental en un tercio.
“Esencialmente, estamos atrapando gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano que los desechos de alimentos habrían emitido en los vertederos”, dijo Toura. “Los estamos convirtiendo en grafeno y agregando ese grafeno al hormigón, reduciendo así la cantidad de dióxido de carbono generado en su fabricación. Es un escenario ambiental en el que todos ganan usando grafeno”.
En segundo lugar, las minas de carbón existentes y las empresas que extraen carbón podrían vender su producto para la producción de grafeno en lugar de las centrales eléctricas de carbón. Esto eliminaría cualquier emisión de CO2 que normalmente provendría de la quema de carbón y probablemente salvaría miles de empleos para las compañías de carbón.
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