Desde que en 2010 se concediera el Premio Nobel a los científicos británicos que realizaron los primeros experimentos con grafeno, muchos son los investigadores que les secundan inventando nuevos materiales a partir de grafeno o grafito (uno de los elementos que conforman el grafeno).
La idea es fabricar materiales en tres dimensiones, con buena conductividad eléctrica y sobre todo ligeros, motivo por el que cada vez es más frecuente que un equipo de investigación anuncien el descubrimiento del "material más ligero del mundo".
El último en ganarse este título es el aerografito, desarrollado por científicos del norte de Alemania a base de tubos de carbono porosos. Con un peso de apenas 0,2 miligramos por centímetro cúbico, aseguran es extremadamente resistente.
El material no solo tiene buena conductividad eléctrica sino que además repele el agua, y los investigadores creen que podría ser muy útil en la fabricación de baterías más ligeras.
El hallazgo resultado del trabajo conjunto de la Universidad Kiel y la Universidad Tecnológica de Hamburgo fue publicado en la revista Advanced Materials del mes de julio.
La carrera de los materiales ligeros
Tan sólo pasaron seis meses desde que se presentara un material hecho a base de un entramado de tubos metálicos huecos de níquel con una densidad de 0,9 milígramos por centímetro cúbico. Tan ligero que puede colocarse encima de un diente de león sin alterar apenas su forma.
Pero según los creadores del aerografito, éste es hasta cuatro veces más ligero al estar hecho de carbono, elemento con una masa atómica mucho más baja que el níquel, y porque sus creadores lograron elaborar tubos con paredes "porosas".
"Es un material muy flexible y robusto, que podemos comprimir y que vuelve a su forma original sin destruir su conectividad eléctrica", explicó a BBCMundo Matthias Mecklenburg de la Universidad de Hamburgo.
Zinc evaporado
Para elaborar el material se utilizó óxido de zinc en polvo que se calentó a una temperatura de 900 grados Celsius hasta transformarlo en cristales. Con ellos se elaboraron unas estructuras nanométricas conocidas como "terapodos", los filamentos de la "red" que conforman la estructura base para elaborar el aerografito.
Moldeada con forma similar a una "píldora", ésta estructura se procesó con un reactor de vapor químico a 760 grados Celsius. Con este proceso el material se enriqueció con carbono, quedando el zinc cubierto por una finísima capa de grafito.
"Esto forma la estructura en red del aerografito. Simultáneamente, se introduce hidrógeno. Éste reacciona con el oxígeno en el óxido de zinc y resulta en la emisión de vapor y gas de zinc", explicó Karl Schulte, profesor de la Universidad de Hamburgo.
Es a través de este proceso como se elimina la estructura inicial de zinc y queda tan sólo la cobertura porosa.
Dada su conductividad, los científicos creen que el aerografito podría ser muy útil en baterías de ion de litio lo que podría llevar a una considerable reducción del peso de las mismas en autos electrónicos y bicicletas eléctricas, ya que según dijeron, su principal contribución sería el desarrollo de vehículos más ecológicos.
No obstante, el material podría tener muchas otras aplicaciones como en sistemas electrónicos para aviación y satélites, así como en sistemas de purificación de agua, ya que podría actuar como absorbente de contaminantes.
BBC Mundo
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