Del grafeno al siliceno: el otro material del futuro

Escrito por , 6 de mayo de 2013 a las 14:00
Del grafeno al siliceno: el otro material del futuro
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Del grafeno al siliceno: el otro material del futuro

Escrito por , 6 de mayo de 2013 a las 14:00
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GRAFENO, SILICENO

Cuando Andre Geim y Konstantin Novoselov recibieron el Premio Nobel de Física por sus estudios sobre el grafeno, el reconocimiento iba más allá de este material. El galardón menciona expresamente “el material bidimensional grafeno”, destacando la importancia de las dos dimensiones en el descubrimiento. Tal vez el jurado quiso resaltar la trascendencia de unas investigaciones que probaban las posibilidades de una nueva forma de estructurar los materiales.

El grafeno está compuesto de átomos de carbono puro, desplegado  en forma hexagonal. Esta estructura se presenta en láminas, es decir, en un plano de dos dimensiones. Si este material ha sido el primero que ha adquirido notoriedad por este motivo, no es el único. Otro que tiene posibilidades de convertirse en un elemento clave para la industria tecnológica en los próximos años es el siliceno.

Las primeras estructuras de siliceno se observaron sobre cristal de plata y su forma era similar a la del grafeno, también de corte hexagonal, si bien no es exactamente plana. Recientemente, una investigación conjunta entre científicos de la Universidad Técnica de Berlín y de la Universidad de Aix Marseille ha creado siliceno aislado, condensando vapor de silicio sobre plata.

Este avance abre el camino a la experimentación con el siliceno, que hasta ahora se había limitado a la especulación, con una base científica más o menos sólida. Los investigadores han comprobado que las láminas de siliceno cumplen con las propiedades que se le atribuían. El siguiente paso es combinar el compuesto con materiales aislantes, para comprobar sus beneficios en dispositivos electrónicos.

Un revulsivo para las baterías

Hasta que se comprueben en el laboratorio las propiedades del siliceno asociado a compuestos aislantes, habrá que conformarse con la teoría como fuente de conocimiento más certera respecto al material. Una de las aplicaciones más llamativas está relacionada con su uso en las baterías de ion-litio, las más comunes en la industria electrónica.

El siliceno posee una gran resistencia, al igual que el grafeno, y eso hace que obtenga un buen rendimiento en los ánodos de las baterías de ion-litio. Esta característica permite paliar los cambios de volumen que se producen durante la carga, acercándose a los márgenes que ofrece el grafito, el material que se emplea actualmente.

Sin embargo, el siliceno cuenta con un valor diferencial respecto al grafito. Ofrece el doble de capacidad para el ánodo y además su resistencia impide que sufra cambios durante el proceso de carga y descarga. Esto significa que las baterías hechas con este material tendrían una vida mucho más larga de lo que estamos acostumbrados ahora, sin que en medio se pueda apreciar un desgaste progresivo, como ocurre hoy en día.

Estas conclusiones se han obtenido de investigaciones con nanoestructuras de silicio (como nanohilos), que no siliceno. Por lo que no pasan del plano teórico. Aún quedan lejos los usos comerciales, pues antes ha de empezar a experimentarse con el nuevo material, después evaluar si realmente cumple con las expectativas y posteriormente buscar un modelo de producción sostenible.

Abundan las investigaciones para mejorar las baterías que dan autonomía a una importante masa de productos electrónicos. Algunas de ellas están teniendo al silicio como protagonista. Un material que ofrece la esperanza de un rendimiento muy optimizado, como demostró un equipo de la Kansas State University, que lo combinó con carbono y obtuvo dispositivos capaces de acumular hasta 10 veces más electricidad que los actuales. Pero quizá se lleve por delante el siliceno a estos experimentos.

Tras la estela del grafeno

Pero tampoco hay que dejarse llevar por el entusiasmo, como ha ocurrido con el grafeno a partir de la concesión del Premio Nobel y cuando aparecía una nueva investigación sobre sus propiedades. A pesar de todo lo que se ha hablado sobre él, el derivado del carbono aún no tiene usos comerciales y no existe una industria productora a nivel mundial, aunque en este terreno destaca España, con varias empresas que venden internacionalmente.

El despegue del grafeno no está siendo tan rápido como las expectativas generales hicieron creer en un principio. La experimentación con el siliceno va a llegar pronto y ambos materiales podrían rivalizar por revolucionar algunos componentes de la industria electrónica. La principal ventaja que tiene el primero sobre el segundo es su camino recorrido.

A pesar de que el grafeno aún está lejos de ser una realidad comercial, la experimentación en torno al material ha sido intensa en los últimos años, tanto por centros de investigación como por parte de empresas. Todo este camino aún lo tiene que andar el siliceno, sin que ello signifique que ambos compuestos sean intercambiables.

Imagen: Manu gomi

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