Óxido de Grafeno en concreto reforzado. Posted on 27/02/2016 on 27/02/2016 by by admin admin
Investigadores Investigador es de la Universidad de Monash (Australia), liderados por el Dr Wenhui Duan, han han descubierto un nuevo nuevo método para para producir el concreto concreto de las construcciones.
Han desarrollado una matriz cementicia con mayor resistencia y durabilidad mediante la incorporación de óxido de grafeno (GO). El cemento Portland común es ampliamente empleado en la industria de la construcción Sin embargo, para superar sus bajas resistencias a la tracción y retrasar el desarrollo de micro fisuras, debe ser reforzada con barras de acero y pueden agregarse varias fibras.
Aplicaciones Aplicacion es Conventional buildings and infrastructure utilising precast or cast-in-place products En edificaciones convencionales convencionales e infraestructur infraestructuras as donde se utilizan productos prefabricados prefabric ados o moldeados in situ.
Construcciones Offshore y otras estructuras en ambientes marinos. Well Cementing Cementing (cementado en perforación de pozos). pozos). Materiales inteligentes inteligentes para la vigilancia de la salud estructural
Ventajas
Altas resistencias resistencias a flexion flexion y compresión. compresión.
More durable
Mayor durabilidad
Resistencia a la corrosion
Tecnología
Cuando el óxido de grafeno se incluye en las composici composiciones ones de base cemento Portland común, el resultado de la matriz exhibe mejoras significativas en las propiedades mecánicas mecánicas y físicas. La composición es producida por dispersión de hojas de óxido de grafeno GO en agua sin incluir dispersantes, agentes de estabilización de superficie por ir hojas en el agua y se mezcla luego la dispersión con material de cemento.
Alternativamente Alternativa mente las composiciones composiciones pueden pueden ser producidas producidas mediante la adición adición de óxido de grafeno GO al momento de mezclarel material cementicio, los líquidos, agregados y otros aditivos convencionales convencionales.. Ensayos de laboratorio laboratorio muestran que sólo se requiere un 0,05% de óxido de grafeno GO para mejorar la resistencia resistencia a tracción de una matriz de base cemento Portland entre un 41% y un 59% y la resistencia resistenc ia a compresión entre un 15% y un 33%. La adición de óxido de grafeno GO también mejora la ductilidad y reduce el sangrado y la disgregación d isgregación del concreto.
Ensayos de laboratorio muestran también también que la adición del 0,05% de d e óxido de grafeno GO mejora la porosidad de la estructura y reduce la porosidad total del
32,6% al 28,2%, favoreciendo una mayor resistencia a compresión y consiguiendo un concreto más durable.
La adición de óxido de grafeno GO mejora el grado de hidratación de la pasta de cemento y aumenta la densidad de la matriz creando un producto más durable.
Graphenano Smart Materials ha Materials ha desarrollado una gama de aditivos grafeno capaces de aumentar de aditivos de grafeno capaces las prestaciones técnicas de los hormigones al reducir la demanda de cemento necesaria cemento necesaria hasta en un 30% para 30% para un mismo uso y una resistencia característica.
útil de los hormigones, haciéndolos prácticamente A su vez, estos aditivos permiten aumentar la vida útil de invulnerables ante posibles agresiones de agentes externos.
naturales y en una reducción de CO2 a la Todo esto se traduce en una optimización de los recursos naturales y atmósfera procedente de la extracción, manipulación, producción y transporte de las materias primas necesarias, consiguiendo que los hormigones mejorados por los aditivos de Graphenano Smart Materials sostenibles . sean más eficientes y sostenibles.
grafeno diseñado para hormigones fabricados en planta. Pensado Solid MECHANIC es un aditivo de grafeno diseñado para zonas sísmicas sísmicas,, edificios aligerados, edificios elevados elevados y grandes estructuras. estructuras.
grafeno formulado para elementos estructurales prefabricados. Ideal Solid PRECAD es un aditivo de grafeno formulado para vigas y viviendas prefabricadas, prefabricadas, paneles paneles de hormigón hormigón y piezas piezas especiales. especiales.
grafeno pensado para la protección de hormigones ante agresiones Solid HARD es un aditivo de grafeno pensado extremas. Idóneo para presas, diques, puertos, pantalanes o cualquier otra infraestructura en alta mar.
VENTAJAS GENÉRICAS HORMIGONES CONVENCIONALES FRENTE A HORMIGONES ADITIVADOS
REDUCCIÓN NOTABLE NOTABLE DE COSTES
Costes de producción. Al incrementar la resistencia característica media en un 30%, se consigue
reducir las necesidades de material, tanto de hormigón como de acero, lo que puede suponer un ahorro de hasta un 10% del presupuesto total de ejecución de la estructura.
Costes de mantenimiento. Se minimizan al aumentar la vida útil de las obras e infraestructuras.
Costes de mano de obra. Reducir los tiempos de ejecución de obra supone un abaratamiento de los costes. REDUCCIÓN DE CANTIDADES DE CEMENTOS NECESARIAS HA25
55%
HA25 +
37%
Aditivo Smart Materials HA35
65%
HA35 +
44%
Aditivo Smart Materials HA50
90%
HA50 +
60%
Aditivo Smart Materials
30% MEJORA
HORMIGONES ECOLÓGICOS Debido a las reducciones en las emisiones de CO 2 a la atmósfera, consecuencia de los ahorros de hasta
un 30% en cementos y otras materias primas. TONELADAS DE CO 2 EMITIDAS POR TONELADAS DE CEMENTO PORTLAND UTILIZADO Portland
90%
Portland+Aditivo Smart Materials
60%
33% MEJORA Toneladas CO2/Toneladas cemento
VENTAJAS ESPECÍFICAS HORMIGONES CONVENCIONALES FRENTE A HORMIGONES ADITIVADOS
Solid MECHANIC
Solid PRECAD
Solid HARD
SOLUCIONES ARQUITECTÓNICAS ANTES INIMAGINABLES Construcciones y edificaciones con secciones estructurales más esbeltas y ligeras que soporten las mismas cargas y acciones. COMPRESIÓN KG/CM
2
Convencional
70%
Solid MECHANIC
92%
30% MEJORA Compresión Kg/cm
2
AUMENTO DE LA SEGURIDAD FRENTE A SISMOS Y FENÓMENOS NATUR ALE S
Los aditivos de Graphenano Smart Materials incrementan sustancialmente la resistencia a compresión, flexión y tracción del hormigón, dotando de una mayor ductilidad a la estructura de la edificación. FLEXIÓN Convencional
70%
Solid MECHANIC
99%
45% MEJORA Flexión Kg/cm
2
30%
70%92%
MEJORA
45%
70%99%
MEJORA
45%
63%100%
MEJORA
53%
59%90%
MEJORA
40%
37%90%
MEJORA
48%
22%83%
MEJORA
15%
90%72%
REDUCCIÓN
15%
98%82%
REDUCCIÓN
El grafeno desembarca en el sector de la construcción de la mano de una empresa española Un hormigón 200 veces más resistente que el acero, pero ligero, flexible y casi invulnerable a los agentes externos. Esto es lo que ha presentado la compañía murciana Graphenano y que aspira a revolucionar el mundo de la construcción. Su secreto: aplicar el “material milgaro del futuro” al sector del ladrillo al introducir un aditivo de grafeno para el hormigón que mejora
todas sus características de duración. duración.
(Foto: Flickr/Hinkelgroup)
Graphenano fue creada en 2012 por los hermanos Martínez Rovira en Yecla (Murcia) y es hoy uno de los mayores productores de grafeno del mundo. A través de su división Smart Material, dedicada al hormigón y el cemento, presentó a finales de noviembre su nueva innovación en la feria BIG5 de Dubai, la más importante del sector de la construcción en Oriente Medio. Su idea era llevar las grandes propiedades del grafeno -ligereza, flexibilidad, resistencia o conductividad térmica y eléctrica-, al mundo del ladrillo. Y lo han conseguido creando un aditivo de grafeno para el hormigón. Gracias a él, el hormigón mejora en todas las características que afectan a su duración, es más resistente y casi invulnerable a la agresión de agentes externos. Actúa como una especie de capa impermeable lo que lo hace especialmente apropiado para la construcción de elementos expuestos a los rigores de la climatología, el frío o el agua. Pero además aumenta la flexibilidad del hormigón en un 45% y reduce en hasta un 30% la necesidad de cemento. Este material aspira a revolucionar el sector de la construcción y se une a otros productos que ya ofrece Graphenano como material deportivo (cascos, palas, tablas de surf…), baterías para vehículos o dispositivos electrónicos, pinturas, aditivos para mejorar la resistencia de las pieles, espuma de poliuretano para colchones o prótesis dentales. Y la empresa advierte de que en el futuro el grafeno estará presente en casi todo lo que nos rodee.
El sector de la construcción podría beneficiarse de los avances tecnológicos del grafeno para futuras aplicaciones estructurales, de revestimiento y eficiencia energética, en la construcción de edificios Etiquetas: ARQUITECTURA, CONSTRUCCIóN, GRAFENO La alta conductividad térmica y eléctrica del grafeno, además de su extremada elasticidad y dureza, ha centrado la mayor parte de su campo de aplicación en sectores punteros como la electrónica o la energía . Sin embargo, la extremada ligereza y resistencia de este supermaterial podría extender su campo de aplicación a otros sectores como la arquitectura y la ingeniería, en base a las ventajas significativas que podría ofrecer el grafeno en la construcción de edificios. De hecho, hay expertos del sector de la construcción que valoran las ventajas que puede ofrecer este material revolucionario, llegando incluso a desplazar el uso de materiales tradicionales como el hormigón y el acero, a largo plazo.
Dureza y resistencia Una de las características más valoradas de este supermaterial es su extremada dureza, estimada según los ensayos realizados en unas 200 veces la del acero .
Su capacidad para absorber energía antes de romperse y soportar grandes cargas, hace del grafeno un digno competidor de materiales tan duros como el diamante. Cualidades como su elevada resistencia al punzonamiento , la tracción o el desgaste, convierten al grafeno en el candidato perfecto a relevar al acero o el hormigón de sus funciones como material tradicional de uso estructural. Elasticidad y Flexibilidad Además, su elevada elasticidad y flexibilidad reduce significativamente su resistencia al desgaste y la fatiga. Un aspecto muy interesante desde el punto de vista estructural ya que la presencia de grietas y fisuras durante la vida útil, merma las capacidades mecánicas de las estructuras portantes, siendo el origen de muchas de las patologías del parque inmobiliario actual. Su gran flexibilidad también permitiría moldear el material para adaptarlo a la naturaleza del diseño constructivo, con interesantes aplicaciones como material de revestimiento exterior o interior, pero también como elemento de refuerzo estructural en proyectos de rehabilitación y reforma de edificios.
Conductividad térmica y eléctrica Las instalaciones son una parte indispensable en el funcionamiento de un edificio, y en este campo, el grafeno tiene mucho que aportar. La buena
conductividad térmica, es decir, su capacidad para conducir el calor a través de su masa, puede tener interesantes aplicaciones en la mejora del rendimiento de los sistemas de acondicionamiento y climatización de edificios. Por otro lado, su conductividad eléctrica supera con creces a la del cobre, material que habitualmente se utiliza como base para la fabricación de cables eléctricos . Un aspecto clave que podría mejorar la eficiencia y el rendimiento de las instalaciones eléctricas. Pero no solo eso, sus excelentes propiedades como semiconductor está revolucionando sectores como el de la energía, con aplicaciones que mejorarán la eficiencia de las futuras generaciones de células fotovoltaicas que vienen. Transparencia y ligereza Tal y como hemos comentado anteriormente, su uso como futuro material con carácter estructural queda reforazado por su extremada ligereza. La idea de poder crear estructuras singulares mucho más resistentes y ligeras, supone una ventaja indiscutible en el proceso de diseño arquitectónico y un abaratamiento importante de los costes de construcción en el caso de construcciones singulares. Su transparencia y flexibilidad, por otro lado, vendría a completar el catálogo de aplicaciones como material de revestimiento de la envolvente del edificio. En este caso, con superficies transparentes y flexibles mucho más económicas, resistentes y versátiles que el uso actual de piezas de vidrio templado.
Resistencia a la radiación ionizante y propiedades fitosanitarias Para concluir con el abanico de aplicaciones del grafeno en la construcción de edificios, destacar que su resistencia a las radiaciones ionizantes podría ser especialmente interesante en ámbitos como el sanitario. Donde el uso del grafeno como material de aislamiento de las radiaciones que emiten los equipos de radioterapia o resonancia magnética, supondría un ahorro importante dentro del coste económico de construcción de futuras clínicas u hospitales. Además, sus propiedades fitosanitarias abren todo un sinfín de aplicaciones como material de revestimiento antibacteriano dentro de la industria alimentaria , la biomedicina e incluso en sectores como la hostelería y restauración.
El grafeno y sus aplicaciones en la construcción o arquitectura Por OVACEN
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Vía: evolo.us
Uno de los primeros proyectos que se presentó –año 2011- en base a partir de un material compuesto de grafeno fue el Hydra Skyscraper (Imagen de portada) por un estudio multidisciplinar serbio formado por Milos Vlastic, Vuk Djordjevic, Ana Lazovic, Milica Stankovic que tuvo un reconocimiento de honor en arquitectura ante los premios EVOLO. Se pretendía ante su alta conductividad térmica y eléctrica, además de su
gran resistencia superando en doscientas veces al acero , captar la energía que se produce durante las tormentas eléctricas y almacenar la energía producida en mega-baterías ubicadas en la base del edificio. El proyecto también incluía un centro de investigación, viviendas, y zonas de recreo para los científicos y sus familias. Futuro o no, ya se veía venir las posibilidades de un material que está revolucionando tanto el campo de la tecnología como las diversas aplicaciones que puede tener. Más adelante apareció el concepto “Grafeno Loft” (Del estudio Arketiposchile – Más info… AQUÍ) Una forma distinta a lo tradicional, mejorando el uso de los elementos estructurales, utilizando la forma del hexágono como base, y la fuerza de el grafeno y sus aplicaciones como material principal.
Podemos reconocer que el grafeno será el material del futuro . Los últimos estudios realizados por algunas universidades europeas han permitido obtener materiales que mejoran de manera considerable el
rendimiento de las células de los captadores solares y su eficiencia, como fruto de estas investigaciones se han podido obtener materiales como el aerogel de grafeno que se caracteriza por ser un material ligero y altamente eficiente como aislamiento térmico.
Un estudio de la Unversidad de UCAM demuestra la eficiencia de este material
tan
innovador
frente
aplicaciones
de
construcción como
el hormigón. Podemos leer más desde el artículo AQUI… “la aplicación más inmediata y necesaria es: que en pilares, tubos, carreteras, pantallas de hormigón y en presas, elementos que requieren de una mayor durabilidad en el tiempo, este aditivo reducirá la utilización de cementos que contaminan severamente, lo que es bueno para el medio ambiente y modificará el procedimiento de construcción tradicional de materiales con hormigón”.
Resumen
Propiedades del grafeno.
El grafeno y sus aplicaciones en construcción: Aislamientos y equipos de alta eficiencia.
En el siguiente vídeo se nos explican algunas de sus aplicaciones más importantes del grafeno:
Gran conductor de la electricidad:
Supera con creces las
propiedades de materiales que habitualmente empleamos como el cobre y necesita menor cantidad de electricidad para transportar energía en relación a otros materiales como el silicio, de manera que el grafeno es capaz de generar energía eléctrica a partir de la energía del sol.
Enorme dureza. Se trata de un material unas 200 veces más duro que el acero, pudiéndose asimilar a la del diamante. Por ello hablamos de que será resistente al desgaste, y capaz de soportar elevadas cargas.
Gran flexibilidad. Presenta una gran elasticidad lo que lo hacen un material moldeable, permitiendo así gran variedad de aplicaciones.
Puede reaccionar con otras sustancias. Esta propiedad permite poder crear materiales nuevos a partir de la estructura inicial del mismo, con la posibilidad de incrementar sus aplicaciones.
Además según investigaciones de un equipo de científicos españoles puede
absorber toda la luz en su monocapa atómica, pudiendo captar la luz de diferentes colores, lo que lo convierten en ideal para desarrollo de materiales fotosensores de aplicación en captadores solares fotovoltaicos de alta eficiencia, debido a que los captadores que se fabrican actualmente están desarrollados con materiales semiconductores como el silicio, de forma que sólo pueden captar y absorber una parte de la radiación infrarroja recibida del sol.
Materiales para las obras del futuro La investigación y desarrollo de nuevos compuestos empieza a revolucionar la construcción tradicional Compartir en Facebook Compartir en Twitter Otros Ver comentarios Conéctate Conéctate Imprimir
Sandra López Letón 9 OCT 2017 - 12:10 CEST
La hidrocerámica se compone de burbujas de hidrogel que reducen la temperatura hasta cinco grados. IAAC
Ladrillos que absorben la contaminación, que generan energía y refrigeran los interiores, materiales que se reparan solos, o muros cuyas propiedades hacen las veces de aire
acondicionado. Son solo algunas de las numerosas investigaciones que, más o menos avanzadas, se están gestando a lo largo del mundo y que se proponen revolucionar el sector de la construcción y la arquitectura. Muchas de ellas han salido de universidades españolas. Sin ir más lejos un grupo de investigadores del Laboratorio de Adhesión y Adhesivos de la Universidad de Alicante ha desarrollado un material polimérico flexible capaz de autorrepararse. El compuesto, de un tipo de resina transparente, tiene la propiedad de repararse por sí solo: si se corta con una tijera por la mitad y se pone en contacto de nuevo, tras 10 o 15 segundos, se une sin necesidad de utilizar ninguna fuente externa. Además, aunque se aplaste o se manipule recupera su forma original en pocos segundos. Este avance puede aplicarse en varios campos como el de la medicina, cosmética, la industria aeroespacial, la automoción y la construcción. Detrás del invento existen algunas empresas interesadas y sus creadores calculan que los primeros materiales podrían estar en el mercado en dos o tres años. Por su parte, el Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC) ha desarrollado cinco alternativas para climatizar espacios con materiales y sistemas inteligentes para edificios. Uno de ellos es la hidrocerámica, un sistema de fachada hecho con paneles de arcilla e hidrogel capaz de enfriar interiores de edificios hasta cinco grados con una temperatura exterior alta (de 35 grados), lo que permite prescindir de los equipos de aire acondicionado. "Las cápsulas de hidrogel tienen una capacidad para absorber hasta 500 veces su propio peso en agua para crear un sistema de construcción que respire mediante evaporación y transpiración", dicen. Esta solución permite reducir más de un 25% el uso de aire acondicionado. Y, cuanto más cálido sea el clima, más baja la temperatura y menos necesidad de emplear equipos de refrigeración. "Está en una fase inicial pero al ser una solución barata y de bajo coste hay un par de empresas muy interesadas en desarrollarlo", señala la directora académica del IAAC y responsable de los proyectos, Areti Markopoulou.
A diferencia de la hidrocerámica, Hydromembrane y Breathing Skin (piel que respira, en inglés) se basan en compuestos hechos con finas membranas y tejidos inteligentes que actúan como una segunda piel "respiratoria" para edificios, capaces de autorregular la humedad y el clima de espacios interiores y exteriores. Todos estos sistemas utilizan materiales que tienen una alta capacidad de absorción del agua, que posteriormente se libera por evaporación creando un efecto de enfriamiento en entornos cálidos. Por ejemplo, Breathing Skin absorbe hasta 300 veces su volumen en agua en un corto periodo de tiempo gracias al poliacrilato de sodio, un polímero superabsorbente. Y más. En el IAAC están trabajando en una tecnología emergente llamada biofotovoltaica que utiliza el proceso natural de fotosíntesis del musgo para generar energía eléctrica. Es un sistema de fachadas ecológicas que tiene como objetivo explorar cómo el musgo podría ser utilizado como fuente de energía renovable. Otra de sus investigaciones se centra en el uso del ladrillo y la arcilla mezclado con grafeno para calentar el interior de los espacios. Con grafeno
El grafeno también ha llegado al hormigón de la mano de una empresa española, Graphenano. Este nuevo hormigón mejora las características que afectan a su duración, se vuelve más resistente y es prácticamente invulnerable a la agresión de agentes externos que acortan su vida. Al incrementar la resistencia media en un 30%, se consigue reducir las necesidades de material, tanto de hormigón como de acero, lo que puede suponer un ahorro de hasta un 10% del presupuesto total de ejecución de la estructura, según la empresa. Y del hormigón al ladrillo que absorbe contaminación. Se llama Breathe Brick y ha sido ideado por Carmen Trudell, profesora asistente en la Escuela de Arquitectura de Cal Poly San Luis Obispo y fundadora de Both Landscape and Architecture. Estos ladrillos se situarían en el exterior para capturar las partículas contaminantes, luego las filtrarían y las descargarían en un depósito desmontable en la base de la pared.
El último milagro del grafeno: convertir el agua de mar en agua potable
Fue aislado por primera vez hace ya 13 años, pero al grafeno siguen saliéndole aplicaciones de lo más variopintas. El último milagro de uno de los materiales más finos, flexibles y fuertes que conocemos: hacer potable el agua del mar. Setup Timeout Error: Setup took longer than 30 seconds to complete.
Los científicos ya habían demostrado el potencial de los tamices de grafeno para separar gases y sales grandes. Los problemas aparecían al intentar tamizar las sales minerales más pequeñas, como las que filtran las plantas desalinizadoras para obtener agua potable. Si bien las membranas de óxido de grafeno consiguen filtrar iones y moléculas de mayor
tamaño, sus agujeros se inflan ligeramente en contacto con el agua y dejan pasar las sales más pequeñas junto al agua. Advertisement
Ahora un equipo de investigadores de la Universidad de Manchester ha desarrollado unas membranas de óxido de grafeno que no se hinchan en contacto con el agua y son capaces de tamizar las sales comunes. El tamaño de sus diminutos poros puede controlarse con precisión hasta la escala atómica, lo que sirve para separar la sal disuelta en agua (así como otros iones y moléculas, si se ajusta su tamaño al de estas partículas). Los hallazgos, publicados este lunes en la revista Nature Nanotechnology, demuestran el potencial del grafeno para la desalinización. A medida que el cambio climático reduce el abastecimiento de agua potable en las ciudades, esta nueva tecnología de desalinización puede proporcionar agua limpia a millones de personas que luchan por acceder a este recurso escaso.
A la izquierda grafito, en el centro grafito expandido y a la derecha, grafeno. John Tlumacki Getty Tecnología Nuevos Materiales
España España, potencia mundial en grafeno, el material de la electrónica del futuro En apenas cuatro años nuestro país se ha colocado como uno de los principales productores de esta prometedora sustancia, premiada con el Nobel de Física en 2010. 26 enero, 2017 03:36 1. 2. 3. 4. 5.
España Grafeno Ingeniería Investigación tecnológica Nobel de Física
6. Estados Unidos 7. Reino Unido
Antonio Villarreal @bajoelbillete En octubre de 2013, la Comisión Europea anunció la puesta en marcha de dos enormes proyectos científicos, ambos financiados con 1.000 millones de euros y que implicarían a cientos de científicos de todo el continente. Uno de ellos, el Human Brain Project o HBP, estaba dedicado al estudio del cerebro, el otro, el Graphene Flagship, a la investigación en grafeno, el revolucionario material que le valió a Andre Geim y Konstantin Novoselov el Nobel de Física en 2010. La trayectoria de ambos proyectos hasta el momento ha sido desigual. El prometedor HBP ha tenido múltiples problemas de coordinación con cartas de protesta de científicos y el cese de su líder original, Henry Markram, como director. Por otro lado, los investigadores en grafeno se han coordinado mucho mejor, están produciendo artículos y resultados y ahora se encaminan a lo que realmente importa a la gente... y también a los políticos, que son las aplicaciones reales del material. Europa lo está haciendo bien con el grafeno, tanto que ahora está compitiendo de tú a tú con las dos potencias que realmente parecía que iban a hacerse con este monopolio, Estados Unidos y China. Fíjense en el número de productores mundiales de grafeno en enero de 2017 y comprobarán cómo Europa Occidental acumula 39, más que los 33 de China o los 30 de Estados Unidos.
Con el permiso de Reino Unido, donde se creó este material (Geim y Novoselov son investigadores de la Universidad de Manchester), España es el gran bastión de la UE para el desarrollo del grafeno. Es más, si analizamos a todos los países productores de grafeno del mundo en función de su tamaño, nos encontramos con lo siguiente.
Los seis vídeos que acusan al Prenda y su manada: quién es quién en el juicioAndros LozanoEste lunes arranca en la Sección Segunda de la Audiencia Provincial de Navarra el juicio por la violación sucedida durante los sanfermines de 2016. recomendado por
Para entender cómo España ha protagonizado en tan pocos años esta silenciosa revolución del grafeno, hablamos con uno de sus artífices, Francisco Guinea, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC en Madrid que esta semana ejerció de secretario del jurado en el premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA.
Llevan casi cinco años en el proyecto europeo del grafeno, del que, a diferencia del H uman B rain Project , no se ha oído ninguna estridencia. ¿Cómo logran coordinarse tan bien? Va bien, es un proyecto muy grande con casi doscientos grupos en toda Europa, pero está bien coordinado en general, funciona bastante bien.
¿Cuáles son ahora sus líneas de investigación: nuevos materiales o geometrías en las que aplicar el grafeno para darle diferentes propiedades? Ahora la UE está poniendo mucho énfasis en aplicaciones y hay dos principalmente: una baterías para coches eléxctricos y cosas así, y luego sensores de contaminación atmosférica o del agua o productos químicos peligrosos que puedan estar ocultos. Por otro lado, ya no es sólo el grafeno, ahora hay toda una familia de materiales muy variada que se ha descubierto a partir del grafeno, por ejemplo semi-conductores como el disulfuro de molibdeno o el disulfuro de tungsteno, hay otros que son superconductores, y otros que son meta-materiales, hechos a partir de láminas bidimensionales.
¿Por qué es mejor un sensor de grafeno que uno normal? Es más versátil, sirve para más cosas, es fácil de hacer y fácil de aplicarse, más manejable, se puede meter en muchos sitios. Creo que es algo mejor, no digo que sea cien veces mejor que lo que hay ahora, pero es lo suficientemente mejor.
Recientemente leí que se había alcanzado un hito con la producción en masa de sensores OLED de grafeno. Sí, en circuitos y células solares ha habido muchos avances.
Otra prometedora línea de investigación consiste en combinar el grafeno con materiales orgánicos como las porfirinas, proteínas que intervienen en el transporte de oxígeno o en la fotosíntesis. ¿De qué va esto? Hay muchos proyectos así porque el grafeno, como es carbono, es biocompatible. Aparte de combinarlo con materiales orgánicos está su uso como detector en biología y medicina ahora mismo, porque el grafeno es metálico y permite contactar con neuronas individuales del cerebro, puede verse el comportamiento de una neurona concreta poniéndole un contacto de grafeno.
¿Y esto se está haciendo ya? Se están haciendo experimentos aunque aún no se ha llegado a un procedimiento terapéutico, pero ver la actividad eléctrica concreta de una parte del cerebro ya se ha demostrado.
Francisco Guinea, tras la entrevista con El Español. FBBVA
¿Quién está ganando la carrera del grafeno: China o hay partido? En general Asia se ha movido muy deprisa y bien, pero no solo China: Corea, Singapur, Japón... además tienen una base industrial potente que incorpora los avances que se hacen. Europa también, lo que pasa es que ahora mismo el nivel de fabricación de componentes electrónicos es muy fuerte en China o en Taiwán, tienen esa base que aquí está más limitada.
Sorprende ver el papel de España en algo que generalmente, a la universidad y al CSIC, no se le da bien, que es pasar de lo académico a las aplicaciones, patentes... cosas prácticas. Eso es cierto
¿Y a qué se debe?
Hay buena preparación y luego está la crisis. La gente ha espabilado mucho. En Alemania igual ha habido menos presión para que te busques la vida de cualquier manera, pero aquí sí.
¿Vieron este programa europeo como una oportunidad? Así es. El Instituto Max Planck, por ejemplo, no necesita este Graphene Flagship para sobrevivir e investigar. En España hay muchos grupos a los que les viene muy, muy bien.
Visto en proporción a nuestro tamaño, somos líderes en producción de grafeno. ¿No deberíamos sacar más pecho? Reino Unido también es muy fuerte. Singapur y Corea del Sur han invertido mucho dinero en grafeno también, proporcionalmente a su población. Pero ya digo que la crisis nos ha hecho espabilar mucho en España y se ha notado.
Una empresa española presenta una batería de grafeno para coches eléctricos con 800 km de autonomía La empresa española Graphenano ha presentado hoy, junto a su socio chino Chint, unas baterías de polímero de grafeno para diversos usos que, en el caso del vehículo eléctrico, permite una autonomía de 800 kilómetros, ocupa entre un 20 y un 30% menos que una de litio y se podría llegar a cargar en cinco minutos.
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Baterías de grafeno: el 'milagro' Compara tu seguro de coche
El grafeno es un nanomaterial formado por carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito y cuyas características son la dureza, la flexibilidad y la elasticidad. Es transparente, posee una altísima conductividad térmica y eléctrica, es ligero y genera electricidad al ser alcanzado por la luz. Las baterías Grabat que ha presentado hoy el presidente y consejero delegado de Graphenano, Martín Martínez, están dirigidas al hogar -para que sea autosuficientea los vehículos eléctricos (tanto automóviles como bicicletas), a los drones o incluso a los marcapasos. En el caso de la del automóvil ha destacado que la tecnología que emplean no se puede comparar con la actual de litio, ya que aunque esta última tiene una densidad de energía de 180 Wh/kg "no es real". La de Grabat, que se va a fabricar en Yecla (Murcia) a partir de marzo, tiene una densidad de 1.000 Wh/kg, un voltaje de 2,3v y cuando ha sido analizada por los organismos independientes TÜV y Dekra no ha explotado, como puede suceder con una batería de litio. Además, tras ser cortocircuitada ha vuelto a funcionar con un 60 % de la carga, según Martínez. Según el presidente, tiene un potencial "enorme", ya que la velocidad de carga y descarga es de 100 C, mientras que la de una de litio es de 3C, y no tiene efecto memoria.
La fabricación en España y China va a ser posible gracias a la aportación del Grupo Chint, una multinacional china especializada en las automatizaciones, la generación eléctrica y la producción de placas solares. El proyecto de industrialización de las baterías tiene dos fases. La primera, en la que se han invertido 30 millones de euros, permitirá la construcción de 20 líneas de fabricación en la planta de Yecla que fabricarán 80 millones de celdas al año La primera línea ya está lista, empezará en marzo, y para junio está previsto que funcionen 5, que irán incrementándose hasta esas 20. La segunda fase conllevará una inversión de 350 millones de euros para hacer la fábrica más grande, lo que posibilitará emplear a 7.000 personas y que, en 2019, se alcance un pico de facturación de 3.000-4.000 millones de euros.
Al grafeno le ha salido un potente rival: el borofeno Escrito por Angela Bernardo, 31 de diciembre de 2015 a las 12:30
CONOCIMIENTO contentsingle
Al grafeno le ha salido un potente rival: el borofeno Escrito por Angela Bernardo, 31 de diciembre de 2015 a las 12:30 Un material similar al grafeno, cuya estructura hexagonal cuenta con átomos de boro en lugar de carbono. Así es el borofeno, un material recién sintetizado por científicos de Estados Unidos.
Angela Bernardo Etiquetas: BOROFENO, ESPINTRóNICA, GRAFENO, MATERI Almacenamiento de energía, catalizadores o material revolucionario en la arquitectura. Estas son algunas de las aplicaciones con las que el grafeno nos ha sorprendido en los últimos años. Desde que Andre Geim y Konstantin Novoselov consiguieron aislar en 2004 las primeras muestras de grafeno, la investigación ha conseguido curiosos e importantes avances en el estudio de este material. Los científicos de Manchester, mediante el uso de una simple cinta adhesiva, lograron “exfoliar” mecánicamente la mina de un lápiz. Fue así como obtuvieron grafeno, un alótropo del carbono que se dispone formando hexágonos de carbono con una estructura similar a la de un panal de abeja. Su trabajo fue
reconocido en 2010 con el Premio Nobel de Física. Pero al grafeno parece haberle salido un competidor: el borofeno . ¿Qué es exactamente este rival? Diez años después del aislamiento de las primeras trazas de grafeno, especialistas en ciencia de materiales de la Universidad Brown de EEUU postularon que podría haber un material comparable al grafeno. El borofeno presentaría una estructura hexagonal de átomos de boro -al igual que sucede con los átomos de carbono del grafeno-, pero en el centro tendría un átomo adicional de boro.
El equipo de Lai-Sheng Wang realizó los cálculos teóricos, planteando la hipótesis de la existencia del borofeno. Una existencia que se ha hecho realidad a finales de 2015, con la publicación en la revista Science del primer trabajo que ha logrado sintetizar borofeno. Un grupo de investigadores norteamericanos desarrolló un proceso de evaporación y deposición del boro en un sustrato de plata, con el fin de crear el borofeno. Mediante esta estrategia, el grupo de Nathan P. Guisinger consiguió fabricar láminas bidimensionales muy finas de borofeno, de manera similar a lo que lograron Geim y Novoselov hace once años. De acuerdo a los primeros estudios, que deberán confirmarse en el futuro, el borofeno presenta buenas propiedades mecánicas y estructurales. La construcción de estas monocapas hexagonales de boro deberá también ser mejorada en el futuro. Parece que el grafeno cuenta con nuevos competidores en el ámbito de la ciencia de materiales -como el propio borofeno, el siliceno, el fosforeno o el germaneno – , aunque estos deban todavía demostrar las aplicaciones que presentan. Entre otras, la síntesis del borofeno nos permite soñar con el desarrollo de innovadores nanodispositivos relacionados con la fotónica, la electrónica o la espintrónica.
Confirman que el grafeno es el material más fuerte del mundo (incluso con defectos) j. de j.
03/06/2013 11:35hActualizado:03/06/2013 14:03h
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El grafeno es uno de los materiales más finos, flexibles y con mayor
conductividad que existen. Está llamado a revolucionar el futuro por sus
enormes aplicaciones potenciales en diferentes campos, que van desde las
telecomunicaciones o la fabricación de chips para ordenadores ultrarápidos
hasta una nueva forma de elaborar fármacos contra el cáncer o un increíble
ascensor espacial. Ahora, además, científicos de la Universidad de
Columbia han confirmado algo que ya sospechaban, que se trata del
material más fuerte que existe, incluso aunque contenga defectos. Lo
cuentan en la revista Science.
El grafeno es una capa atómica de carbono de un átomo de espesor
dispuesta en celosía de nido de abeja. Es perfecta en áreas pequeñas, pero
su uso práctico requiere superficies de mayores dimensiones, por ejemplo
para crear hojas del tamaño de una pantalla de televisión. Esto requiere
uniones que contienen muchos pequeños granos cristalinos, lo que podría
debilitar el material y hacer que se rompa con más facilidad. Sin embargo,
los experimentos de los investigadores demostraron que, incluso con esas
imperfecciones, el grafeno es fortísimo. Aproximadamente el 90% de lo que
es el grafeno perfecto. «Estamos muy contentos de decir que el grafeno ha
vuelto y más fuerte que nunca», afirma James Hone, profesor de ingeniería
mecánica y responsable del estudio.
El equipo de ingeniería de Columbia ya publicó en la revista Science en
2008 que el grafeno perfecto era el material más fuerte jamás medido. «Se
necesitaría un elefante en equilibrio sobre un lápiz para romper una hoja de
grafeno del espesor del papel film», decía Hone. Ahora han comprobado que
el grafeno imperfecto también puede con todo. Un televisor que se enrolla
«Este es un resultado interesante para el futuro del grafeno, ya que
proporciona la evidencia experimental de que la fuerza excepcional que
posee en la escala atómica puede persistir en muestras más grandes»,
afirma el investigador. «Esta fuerza será de gran valor para que los
científicos continúen desarrollando nuevos productos electrónicos flexibles y
materiales compuestos ultrafuertes».
El grafeno podrá utilizar en una amplia variedad de aplicaciones como
pantallas de televisión que se enrollan como un póster o materiales
compuestos ultra fuertes que podrían reemplazar a la fibra de carbono. Los
investigadores incluso especulan con la idea de un ascensor espacial que
podría conectar un satélite en órbita a la Tierra por un cable largo
construido con grafeno. Dicen que ningún otro material podría ser capaz de
hacer realidad algo así.
Confirman que el grafeno es el material más fuerte del mundo (incluso con defectos) El grafeno es uno de los materiales más finos, flexibles y con mayor conductividad que existen. Está llamado a revolucionar el futuro por sus enormes aplicaciones potenciales en diferentes campos, que van desde las telecomunicaciones o la fabricación de chips para ordenadores ultrarápidos hasta una nueva forma de elaborar fármacos contra el cáncer o un increíble ascensor espacial. Ahora, además, científicos de la Universidad de Columbia han confirmado algo que ya sospechaban, que se trata del material más fuerte que existe, incluso aunque contenga defectos. Lo cuentan en la revista Science.
El grafeno es una capa atómica de carbono de un átomo de espesor dispuesta en celosía de nido de abeja. Es perfecta en áreas pequeñas, pero su uso práctico requiere superficies de mayores dimensiones, por ejemplo para crear hojas del tamaño de una pantalla de televisión. Esto requiere uniones que contienen muchos pequeños granos cristalinos, lo que podría debilitar el material y hacer que se rompa con más facilidad. Sin embargo, los experimentos de los investigadores demostraron que, incluso con esas imperfecciones, el grafeno es fortísimo. Aproximadamente el 90% de lo que es el grafeno perfecto. «Estamos muy contentos de decir que el grafeno ha vuelto y más fuerte que nunca», afirma James Hone, profesor de ingeniería mecánica y responsable del estudio.
El equipo de ingeniería de Columbia ya publicó en la revista Science en 2008 que el grafeno perfecto era el material más fuerte jamás medido. «Se necesitaría un elefante en equilibrio sobre un lápiz para romper una hoja de grafeno del espesor del papel film», decía Hone. Ahora han comprobado que el grafeno imperfecto también puede con todo.
Un televisor que se enrolla
«Este es un resultado interesante para el futuro del grafeno, ya que proporciona la evidencia experimental de que la fuerza excepcional que posee en la escala atómica puede persistir en muestras más grandes», afirma el investigador. «Esta fuerza será de gran valor para que los científicos continúen desarrollando nuevos productos electrónicos flexibles y materiales compuestos ultrafuertes».
