Home > General > És el grafè una alternativa al tàntal que s’obtè del Coltan?

La resposta és no.

El grafè és un al·lòtrop del carboni que té una estructura laminar plana, d’un sol àtom de gruix, composta per àtoms de carboni densament empaquetats en una xarxa cristal·lina bidimensional en forma de rusc d’abella. Els àtoms que formen el grafè es mantenen units mitjançant enllaços covalents que es formen a partir de la superposició dels híbrids sp2 dels carbonis enllaçats. Aquest material es caracteritza per posseir una alta conductivitat tèrmica i elèctrica, i per combinar una alta flexibilitat i lleugeresa amb una duresa extrema.

L’any 2010, va ser concedit el premi Nobel de física a Andre Geim i Konstantin Novoselov de la Universitat de Manchester pels experiments i treballs científics que han dut a terme sobre el grafè. D’ençà que el grafè ha esdevingut un dels materials en què més ha treballat i investigat últimament la comunitat científica. El motiu d’aquesta rellevància són les potencials aplicacions que té aquest material en el món de la nanotecnologia, l’electrònica, etc. així com els efectes físics que s’hi poden observar experimentalment.

Són diversos els procediments d’obtenció de grafè que s’estan estudiant i intentant desenvolupar. En aquest punt rau uns dels principals esculls que presenta el grafè. Tot i que és possible obtenir petites mostres de grafè sense gaire dificultat en un laboratori, encara no s’ha aconseguit cap mètode de fabricació que permeti obtenir grafè de bona qualitat a grans escales i de manera senzilla i econòmica.

Per entendre bé una bona part de les aplicacions que s’esperen obtenir del grafè, cal fer èmfasi en les destacades propietats elèctriques d’aquest material. El grafè és un molt bon semiconductor, superant en molts aspectes al silici, del qual estan fets la majoria dels components electrònics actuals. La seva conductivitat, superior a la del silici, fa que el grafè no desprengui tanta calor per l’efecte Joule i a més a més, fa que l’energia necessària per desplaçar els electrons del grafè sigui inferior.

D’això se’n deriva un dels seus principals possibles usos: la fabricació de circuits integrats. Aquests es basen actualment en làmines de silici, material que provoca certs problemes sobretot en aparells de dimensions reduïdes com els telèfons mòbils i els ordinadors portàtils. Un problema és l’excessiu escalfament per culpa de la resistivitat del silici, cosa que deriva en la pèrdua d’eficiència i desgast dels materials. El grafè no només aconseguiria acabar amb els problemes de sobreescalfament sinó que reduiria la despesa energètica del dispositiu, fent-lo més eficient. La principal dificultat d’utilitzar grafè avui en dia rau en la producció d’aquest material, en el substrat adient.

Les aplicacions no només es limiten als xips informàtics. La flexibilitat, lleugeresa i resistència del grafè sumat a les seves propietats elèctriques han portat a concebre tota mena de nous dispositius tecnològics, com per exemple pantalles flexibles ultrafines, sensors altament precisos, cèl·lules fotovoltaiques transparents i fins i tot, dispositius biotecnològics. Per exemple, l’any 2010 científics coreans presentaren la primera pantall tàctil de grafè de 30 polzades i enrotllables

Les principals aplicacions que s’estudien actualment són:

  • Transistors de grafè
  • Circuits integrats
  • Detector de gas
  • Elèctrodes conductors transparents
  • Panells fotovoltaics
  • Pantalles flexibles
  • Ultracondensadors
  • Biodispositius de grafè
  • Dessalinització d’aigua
  • Antibacteris.