Què és el grafè?

Hi ha pocs materials que es presenten com a supermaterials, per ser reconeguts com a tals necessiteu algunes característiques força notables. El grafè és un material descobert relativament recentment que té una sèrie de característiques interessants com la seva resistència i lleugeresa. Científics i investigadors estan treballant dur, investigant noves tècniques per produir grafè i explorant-ne els usos potencials.

El grafè és un al·lòtrop, o forma, de carboni artificial. Consisteix en una estructura hexagonal com en el grafit, però és una làmina de només un àtom de gruix que la fa extremadament lleugera. Tècnicament, les làmines multicapa encara es diuen grafè fins a unes 30 capes, després de les quals s'anomena grafit.

A l'estructura hexagonal que utilitza el grafè, tres dels seus quatre electrons disponibles per formar enllaços sigma forts amb altres tres àtoms de carboni. L'electró final disponible és lliure de viatjar per tota la làmina de grafè. L'electró lliure per àtom de carboni fa que el grafè sigui elèctricament conductor, i la investigació ha demostrat que pot ser més conductor que el coure. Els tres enllaços forts fan que el grafè sigui tan difícil de trencar que si feu una làmina d'acer de gruix equivalent, el grafè seria 100 vegades més fort que l'acer més fort.

Només s'absorbeix el 2,3% de la llum òptica, cosa que fa que el grafè sembli gairebé transparent, principalment perquè té un sol àtom de gruix.

La força, el pes i la transparència combinats del grafè es van il·lustrar en el Premi Nobel que els dos investigadors pioners van rebre l'any 2010. Una làmina de grafè d'un metre quadrat, si es transformés en una hamaca, seria capaç de suportar un gat de 4 kg. mentre que és gairebé completament transparent i només pesa tant com un dels bigotis del gat amb 0,77 mil·ligrams.

La investigació sobre el grafè s'està realitzant en molts camps d'estudi diferents, com ara la medicina, l'electrònica i el medi ambient. Un dels principals factors limitants per a les aplicacions comercials ha estat històricament el cost. En la dècada des que es va crear, però, el cost de fabricar grafè ha baixat significativament, la qual cosa significa que comencen a aparèixer aplicacions comercials.

Una de les indústries clau on els consumidors algun dia veuran que el grafè marca la diferència serà les bateries. La investigació ha demostrat que el grafè serà capaç d'emmagatzemar grans quantitats d'energia en paquets més petits i lleugers que les actuals bateries de liti que poden carregar-se en pocs minuts en lloc d'hores. És probable que les bateries de grafè també siguin flexibles, cosa que permetrà que es puguin enrotllar o formar fàcilment en diferents formes.