Noviembre 2018 - Año XXVII
Materiales del futuro

Aerogel de grafeno: liviano y resistente

Un equipo de científicos de la Universidad de Zhejiang (Hangzhou, China) ha fabricado una espuma basada en nanotubos de carbono congelados en seco y láminas de óxido de grafeno, a la cual se le quita el oxígeno con un proceso químico. El resultado es un material con una densidad de 0,16 miligramos por centímetro cúbico, tan liviano que puede ser colocado sobre una flor de cerezo, sin dañarla, y que podrá, entre otros usos, ser utilizado en el control de los derrames de petróleo y en la absorción del sonido.

El grafeno, una de las variantes del carbono, es conocido por su resistencia y sus propiedades de ligereza, especialmente cuando se utiliza como material en impresión 3D. Por sí solo el grafeno es extremadamente liviano (0,77 miligramos por metro cuadrado), pero combinado con otro excelente desarrollo como es el de los nanotubos de carbono, el grafeno ha permitido la creación de lo que hasta aquí es el material más liviano jamás hecho, superando incluso al aerografito.

Este producto fue fabricado por un equipo de científicos de la Universidad de Zhejiang. Aunque sus propiedades hacen que resulte inadecuado llamarlo “aerogel”, esta denominación ha estado circulando en la web desde hace un tiempo. Técnicamente es una espuma basada en amplias láminas de óxido de grafeno, y una solución de nanotubos de carbono congelados en seco. La densidad reportada oficialmente es de 0,16 miligramos por centímetro cúbico, dejando atrás a los 0,2 miligramos del aerografito.

El estudio sobre esta espuma basada en grafeno ya fue publicado en el portal de Nature, pero no es de acceso gratuito. Las propiedades de este fantástico material probablemente se sumen a las que ya posee el grafeno, y en cuanto a sus aplicaciones, son varias las ideas que surgen. El hecho de haber “posado” una pieza de espuma sobre una flor de cerezo sin causar daño alguno dice mucho sobre su increíble densidad, que a modo de comparación es apenas el doble de la densidad del hidrógeno.

Este nuevo producto tiene también una gran capacidad de absorción de aceite. Los productos absorbentes de aceite actuales generalmente impregnan solventes orgánicos alrededor de 10 veces su propio peso, mientras que el nuevo aerogel de carbono puede absorber hasta 900 veces su propio peso.

También puede absorber compuestos orgánicos rápidamente: 1 gramo de este nuevo material puede absorber 68,8 gramos de materia orgánica por segundo, lo que es ideal para el tratamiento de los vertidos de petróleo en el mar, según se ha explicado.

El material fue producido usando soluciones liofilizadas, que eliminaron la humedad de los nanotubos y grafemas, conservando su integridad. De esta forma, a pesar de su aspecto frágil, el aerogel de carbono también tiene una excelente elasticidad y se recupera cuando se comprime.

Gao Chao, investigador de la Universidad de Zhejiang y autor principal del estudio, ha explicado que "las cualidades más importantes del nuevo material son su facilidad de fabricación".

Las aplicaciones más comunes incluyen mejorar el rendimiento térmico de materiales ahorradores de energía y productos ecoamigables para edificios, actuando como un aditivo de alto rendimiento para revestimientos, en la prevención de la corrosión bajo aislamiento, y otros. También se aplica en dispositivos de imágenes, ópticas y guías de luz, controles térmicos y control de condensación. Así, los expertos esperan que "el aerogel de carbono desempeñe un papel importante en el control de la contaminación, como el control de derrames de petróleo, purificación del agua y purificación uniforme del aire", aunque este material también será ideal para el aislamiento de almacenamiento de energía, como portador catalítico y en la absorción del sonido.

Nombre: Aerogel de grafeno

Características:

  • material liviano (densidad de 0.16 mg/cm3).
  • gran capacidad de absorción de aceites.
  • facilidad de fabricación.

Estado: en estudio y desarrollo.

Fuentes: Solid carbon, springy and light. (2013). Nature, 494 (7438), 404-404. doi: 10.1038/494404a.

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