El año pasado, Tesla Motors Inc (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Creado con Highstock 4. 2. 6 ) anunció que comenzaría a producir su propia línea de sistemas de baterías residenciales y comerciales, así como realizar investigaciones científicas sobre tecnología de baterías para mejorar la eficiencia energética de sus automóviles eléctricos. Uno de los aspectos más interesantes de esta investigación es el uso potencial del grafeno, una configuración única de átomos de carbono que forma una capa bidimensional como un panal. Otras configuraciones de carbono incluyen grafito, diamantes, bolas bucky y carbón.

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El grafeno es alabado como un material "milagroso", con una fuerza estimada en 100 veces más fuerte que el acero a una fracción del peso. Históricamente, este material era muy difícil y caro de producir, y se utilizaba principalmente en usos de nicho dentro de la industria de los semiconductores. De hecho, no se aisló hasta 2004. Hoy, sin embargo, se están probando formas nuevas y más fáciles de producir grandes cantidades de grafeno, y la variedad de posibles usos tiene el potencial de ser perjudicial en una serie de industrias.

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Baterías

Tesla se encuentra entre un gran número de empresas y universidades que investigan cómo se puede usar el grafeno para resolver el problema del tamaño y la eficiencia de la batería. El uso de grafeno en las celdas de la batería puede mejorar enormemente la capacidad y la velocidad de recarga y descarga en comparación con la tecnología actual de hoy en día, y se carga hasta 10 veces más rápido que una batería de iones de litio. El grafeno también puede reducir el tamaño de las baterías al mejorar en gran medida la densidad de energía. La combinación de una batería más pequeña y de carga más rápida supondrá una gran mejora para los productos electrónicos de consumo, los dispositivos móviles y los vehículos eléctricos. (Para la lectura relacionada, consulte: Inversión en tecnología de batería nueva Oportunidades . )

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Celdas solares

El grafeno no solo es útil en la energía de la batería, sino que también puede mejorar el estado actual de los paneles solares fotovoltaicos. El reflejo de algunos de los rayos solares en la superficie de los paneles solares es hoy un gran problema, ya que sombrearlos de cualquier forma también reduciría la cantidad de energía que pueden producir. Agregar una capa de grafeno sirve como un recubrimiento antirreflectante que permite que pase la mayor parte de la energía de la luz para convertirse en electricidad. La investigación ha demostrado que el grafeno puede reducir la reflectividad en un 15 - 35%.

Transistores

Los transistores son las puertas lógicas de encendido y apagado que impulsan los microchips y desencadenaron la revolución de la computadora. Hoy, la Ley de Moore ha predicho que la cantidad de transistores que pueden caber en un chip se duplicará cada 18 meses, y la predicación ha llegado a buen término hasta el momento.La tecnología ahora está empujando los límites del silicio como sustrato para construir semiconductores, lo que significa que la Ley de Moore ya no puede mantenerse. El grafeno puede ser un reemplazo del silicio para permitir una densidad de transistores aún mayor. Los investigadores del MIT y de otros lugares están estudiando cómo actualizar un microchip basado en grafeno. (Para obtener más información, consulte también: Principales campos emergentes en tecnología móvil .)

Aplicaciones médicas

Los usos médicos para el grafeno incluyen la ingeniería de tejidos. La impresión tridimensional y otros métodos de crecimiento de órganos dependen de una matriz sólida sobre la cual cultivar células. Se ha demostrado que la adición de nanopartículas de grafeno a los materiales existentes mejora su robustez estructural.

Se ha demostrado que el grafeno es absorbido por células específicas, incluidas las células cancerosas, lo que lo convierte en un vector potencial para la administración específica de fármacos. Actualmente se están realizando experimentos para ver si se puede usar para tratar el cáncer de pulmón. La sustancia también ha demostrado mejorar la reacción en cadena de la polimerasa, o PCR, el método utilizado para secuenciar genomas e identificar genes.

The Bottom Line

Graphene es una palabra que probablemente escucharemos cada vez más a medida que los investigadores de todo el mundo comiencen a estudiar este material único basado en el carbono. Aparte de lo anterior, hay una gran cantidad de usos alternativos propuestos para el grafeno. Estos incluyen su uso como lubricante, para detectar luz infrarroja, desarrollar componentes electrónicos portátiles, como tecnología de filtración de agua y como revestimiento impermeable. En los próximos años, seguramente se identificarán y pondrán en producción aún más casos de uso potencial.