La propiedad más inesperada y embriagante del grafeno

Última actualización: Sábado, 28 de enero de 2012
Grafeno

Los científicos se asombran de los usos potenciales del grafeno y sus derivados.

Las membranas hechas a base de ese "material milagroso" llamado grafeno sirven para destilar alcohol, de acuerdo a un nuevo estudio publicado en el Science Journal.

Un equipo internacional creó este tipo de membrana a partir del óxido de grafeno. Demostraron que bloquea el paso de varios gases y líquidos, pero sí permite el del agua. Esta característica se une a una larga lista de propiedades fascinantes e inusuales asociadas al grafeno y sus derivados.

El grafeno es una forma de carbono. Se trata de una capa plana de átomos de ese elemento ajustadamente empaquetados en una estructura bidimensional con forma de panal.

Al ser tan fina, es prácticamente transparente. Como conductor de electricidad funciona igual que el cobre, y como conductor de calor, es mejor que cualquier otro material.

Las inusuales propiedades electrónicas, mecánicas y químicas del grafeno a escala molecular prometen numerosas aplicaciones.

Andrei Geim y Konstantin Novoselov de la Universidad de Manchester recibieron el Premio Nobel en Física en 2010 por su descubrimiento, esbozado en un informe científico en 2004.

Geim y otros científicos han desarrollado una lámina hecha de hojas de óxido de grafeno. Éstas resultaron ser cientos de veces más finas que un cabello pero aún así son fuertes, flexibles y fáciles de manipular.

Cuando un recipiente de metal fue sellado con ese film, ni el equipo más sensible pudo detectar la pérdida de aire o cualquier otro gas, incluido el helio.

Pero cuando los investigadores probaron lo mismo con agua, encontraron que se evaporó sin importar el sellado. Las moléculas pasaron a través de las membranas de óxido de grafeno a tal velocidad que la tasa de evaporación era la misma si el recipiente está abierto o sellado.

"Sólo para divertirse"

"Encontramos que la solución destilada se volvió más y más fuerte con el tiempo. Ninguno de nosotros bebe vodka pero fue muy entretenido realizar el experimento"

Rahul Nair, de la Universidad de Manchester

Rahul Nair, de la Universidad de Manchester, quien encabezó el equipo, comentó que "las hojas de óxido de grafeno se colocan de tal forma que entre ellas sólo hay espacio para una capa de moléculas de agua exactamente".

"Si otro átomo o molécula intenta el mismo truco, encontrará que los capilares de grafeno o se encojen con un poco de humedad o quedan atascados con las moléculas de agua", agrega.

El profesor Gleim, por su parte, añadió que el "gas de helio es difícil de detener". "Lentamente se filtra aun a través de una ventana de vidrio de un milímetro de grosor pero nuestros films ultra finos lo bloquean completamente. Al mismo tiempo, el agua se evapora a través de ellos sin dificultad. Los materiales no se pueden comportar de manera más extraña", subraya.

Nair confiesa que "sólo para divertirse" sellaron una botella de vodka con la membrana. "Encontramos que la solución destilada se volvió más y más fuerte con el tiempo. Ninguno de nosotros bebe vodka pero fue muy entretenido realizar el experimento".

A pesar de esto, los investigadores no ofrecen ninguna idea inmediata en cuanto a su aplicación. Sin embargo, el profesor Geim, comentó que "las propiedades son tan inusuales que es difícil imaginar que no se encuentre algún uso en el diseño de membranas para filtrado, separación o para remoción selectiva de agua".

En otro estudio publicado en el Science Journal, otro quipo de investigadores informó sobre el desarrollo de una membrana basada en un tipo de carbono similar al diamante. Esta membrana tiene unos poros de un tamaño único que permiten el paso ultra rápido de combustible a través de ellos. Un experto dijo que se podría utilizar para filtrar contaminantes tóxicos en el agua o para purificar químicos industriales.

Contexto

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