El grafeno funcionalizado

May 17, 2024

En el año 2010, comenté en un artículo sobre el descubrimiento del grafeno; aclamado como un material bidimensional maravilloso cuando se lo aisló por primera vez en el año 2004, cuyos descubridores habían sido otorgados el premio Nobel en química más rápido como reconocimiento a su trabajo investigativo en esa rama en apenas seis años. Mucha agua ha corrido bajo el puente desde ese entonces y los avances en la materia para su utilización a pesar de lo difícil que es producirlo han sido múltiples.

Desde el mismo proceso de elaboración y su funcionalización que se da con un tratamiento con plasma, una de las técnicas más avanzadas y respetuosas con el medio ambiente. Esta implica exponer el material a un plasma que permite la unión de grupos funcionales a la superficie plana del grafeno sin utilizar disolventes ni productos químicos. Este proceso no solo permite la edición controlable de grupos funcionales para lograr el efecto deseado en la propiedad del material, pero mantiene la integridad del grafeno.

La funcionalización está cambiando y ampliando el universo de aplicaciones en múltiples sectores y está en constante expansión, lo que marca una nueva era a la ciencia y la ingeniería de materiales. Este tratamiento tridimensional mejora la química de la superficie, pero sin comprometer la integridad del material y se lo hace escalable según las demandas de las industrias, pues se incorporan mejoras significativas en las propiedades térmicasmecánicas eléctricas de elastómeros compuestos, tintas y recubrimientos. Sus aplicaciones actuales están en los siguientes campos:

1.-. Compuestos donde al mejorar la compatibilidad y responsabilidad del grafeno en distintas matrices este grafeno funcionalizado puede mejorar significativamente las propiedades de los materiales compuestos utilizados tanto en material deportivo, la industria automotriz y principalmente la actividad aeroespacial donde Ales de alto rendimiento son esenciales. 2. Electrónica y tintas conductoras; el grafeno funcionalizado permite utilizarlo en tintas conductoras para electrónica flexible por su alta conductividad eléctrica y flexibilidad superior como en el uso de pantallas flexibles, textiles inteligentes paneles solares que sean amoldan a las superficies, toda la tecnología portátil.2.-. Remediación ambiental; donde esta química superficial, modificada, y funcionalizada del grafeno permite que se pueda adaptar a absorber contaminantes y lo convierte en una poderosa herramienta para aplicaciones de purificación y filtración de aire y agua.

3.-El almacenamiento de energía que puede generar una mayor densidad de energía y tasas de carga y de descarga en baterías y supercondensadores, permitiendo esto desarrollar sistemas de almacenamiento de energía más eficientes y duraderos tanto para dispositivos electrónicos portátiles como en la movilidad y transporte.

4.- Aplicaciones biomédicas, donde este material se muestra muy prometedor en las distintas áreas, como es la administración de fármacos, la ingeniería de tejidos, la bio detección, donde su capacidad para funcionalizarse con grupos biocompatibles se están investigando para el desarrollo de múltiples herramientas diagnósticas nuevas, así como terapéuticas. Con su alta conductividad eléctrica y sensibilidad, el grafeno está siendo utilizado en el desarrollo de biosensores capaces de detectar enfermedades en etapas muy tempranas, mejorando significativamente las chances de un tratamiento exitoso. Estos sensores pueden identificar una amplia gama de biomarcadores con precisión y rapidez, desde virus y bacterias hasta marcadores genéticos de enfermedades crónicas.

Expresado de otra manera, este material, hermano del carbón, grafito y diamante que existen desde hace millones de años, puede ser adaptado a requisitos muy específicos del sector industrial, mostrando su potencial transformador e impulsando a la innovación en múltiples sectores. La capacidad de producir grafeno de alta calidad a gran escala es un desafío. Para que el grafeno sea ampliamente adoptado se necesitan métodos de producción eficientes y económicos. Además, asegurar que las propiedades del material sean consistentes para las aplicaciones designadas.



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