Mn. Francesc Nicolau: És el grafè un material del futur?

Suposo que com ja sabeu l’element carboni es pot presentar de diverses maneres segons s’agrupin els seus àtoms. Formes al·lotròpiques en diuen els químics. La forma més habitual és la de grafit, que és la que ens serveix de mina de llàpis, però també pot presentar-se en forma de diamant, transparent i de gran duresa. 

Qui ho diria que el grafit i el diamant són una mateixa cosa, i només es diferencien en la manera com estan agrupats els seus àtoms: en el sistema hexagonal, en el cas del grafit i en el sistema cúbic en el cas del diamant. Però ara s’ha vist una altra forma al·lotròpica del carboni: el grafè, una estructura laminar d’un sol àtom de gruix, on els àtoms s’hi enllacen amb tres connexions tot fent com un enllosat hexagonal semblant a un rusc d’abelles.

Ara bé, com que el carboni té valència 4, que vol dir que té 4 electrons a la última capa per a fer la unió química, resulta que amb aquesta mena d’enllosat li sobra un electró la quak cosa li dona una gran capacitat conductora de l’electricitat i la calor. A més aquest material és transparent, flexible, impermeable, cinc vegades més lleuger que l’alumini i 200 vegades més ressistent que l’acer. Aquestes qualitats han fet que se l’anomeni el «material del futur». I quan es va descobrir?

De fet el seu nom en anglès (graphene) s’introduí ja el 1987 per indicar les capes que constitueixen el grafit, però no va ser fins al 2004 que s’aconseguí la primera mostra i van ser dos físics russos, Andrey Gueim i Konstantin Novosiólov, qui n’estudiaren les seves propietats i per això se’ls atorgà el Premi Nobel de física l’any 2010. A continuació es van començar a trobar-hi aplicacions a la informàtica, a l’electrònica i fins i tot a la medicina.

Però la dificultat per a fer-lo a gran escala és el cost de la seva obtenció. Costa molt obtenir-lo directament del grafit, separant-ne les capes amb un netejador ultrasònic. La Unió Europea està interessada en el grafè des del 2013 i ha destinat 10.000 milions d’euros per a la seva investigació. 

Darrerament, investigadors de l’Institut de Nonociència i Nanotecnologia de Catalunya han aconseguit desenvolupar un nou material porós i semiconductor que multiplica les possibilitats del grafè en les aplicacions a sensors, biomedicina i mediambient, i els resultats d’aquesta investigació han estat publicats a la prestigiosa revista Science. Tant de bo aquest material pugui obtenir-se més fàcilment i sigui un bé per a la humanitat.