728x90 Cómo Podrían Liberarse Pronto Los Superpoderes Del Grafeno | Tecnologia Noticias

Cómo podrían liberarse pronto los superpoderes del grafeno

U + I Mark Waugh
No es cualquier hormigón viejo en el desarrollo Depot Mayfield de Manchester

Parecía hormigón regular. Se derramó como hormigón normal. Pero tenía un superpoder.

James Baker, director gerente de Graphene@Manchester, no podía creer lo que vio cuando vio la instalación de un nuevo piso de discoteca en el desarrollo Depot Mayfield de Manchester.

La losa de concreto se endureció tan rápido y con tanta fuerza que los constructores habían comenzado a deslizar pulidores sobre la parte más seca del piso mientras sus colegas aún servían en el otro extremo de la pista.

«Normalmente tendrías que esperar una semana antes de poder hacer eso», dice. La instalación, en octubre pasado, tomó menos de un día.

Este hormigón era especial porque contenía una cantidad pequeña pero transformadora de grafeno, copos microscópicos de átomos de carbono dispuestos en una red de panal.

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En el grafeno, los átomos de carbono forman una red hexagonal

El grafeno es el material más fuerte jamás descubierto, pero ha luchado durante casi dos décadas para encontrar un papel revolucionario en los productos comerciales. ¿Eso está a punto de cambiar?

Además de mejorar las propiedades mecánicas de ciertos materiales, el grafeno también espera hacer que ciertos proyectos sean más amigables con el medio ambiente.

«Al agregar tan solo un 0,1 % de grafeno al cemento y los agregados, potencialmente puede usar menos material para obtener el mismo rendimiento», explica el Sr. Baker. Reducir la cantidad de hormigón utilizado en la construcción, por ejemplo, en un 30% podría reducir las emisiones globales de CO2 en un 2-3%, estima.

Además de la discoteca sobre ruedas, el Sr. Baker y sus colegas también probaron el concreto con infusión de grafeno, conocido como concreto, en el piso de un gimnasio en Wiltshire y algunos proyectos viales, que incluyen parte de A1 varios cientos de metros de largo en Northumberland.

El equipo también verterá concreto en un proyecto aún no revelado en los Emiratos Árabes Unidos este año.

Estos primeros intentos involucraron proyectos bastante simples, explica el Sr. Baker: losas de piso, en lugar de paredes o plataformas elevadas, que pueden ser más riesgosas. Sin embargo, hasta ahora, el concreto ha funcionado como se esperaba.

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James Baker y sus colegas han probado el grafeno en proyectos de construcción

Pero, ¿por qué el grafeno tiene este efecto en el hormigón? Las fibras de carbono se han utilizado anteriormente para reforzar el hormigón y el grafeno (aunque sus copos son mucho más pequeños que la fibra de carbono) desempeña un papel similar, dice Lisa Scullion, del Centro de Innovación en Ingeniería de Grafeno de la Universidad de Manchester.

Sin embargo, hay más en juego que eso. Los fragmentos de grafeno también pueden cambiar la forma en que el hormigón se asienta a su alrededor.

«Casi proporciona sitios de nucleación en la superficie del grafeno para regular esa estructura en el concreto», dice el Dr. Scullion, y agrega que los investigadores aún están trabajando en las implicaciones de esto. Puede hacer que el concreto sea más denso o cambiar la estructura de los poros en el concreto. Algo más parecido a un bloque de queso cheddar, a diferencia del queso suizo, tal vez.

Eso es suficiente para eliminar el requisito de acero de refuerzo en el concreto en algunas aplicaciones, dice el Dr. Scullion.

Además del hormigón, el grafeno también puede mejorar la durabilidad de pinturas y revestimientos y contrarrestar la oxidación. «Debido a que tiene todos estos pequeños copos, el agua y los iones corrosivos no pueden penetrar en el metal tan rápido», dice el Dr. Scullion.

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Centro de Innovación en Ingeniería de Grafeno de la Universidad de Manchester

Y al mejorar la resistencia de los materiales de construcción, los arquitectos algún día podrían diseñar fachadas mucho más elaboradas e irregulares, quizás algunas inspiradas en las formas de la naturaleza, sugiere Pasquale Cavaliere de la Universidad de Salento.

El grafeno ha sido tema de entusiasmo durante años, desde que se descubrió en la Universidad de Manchester en 2004. ser objeto de estudios y hay algunos que siguen siendo escépticos de que esté a la altura de estas elevadas expectativas.

El rumor en torno al grafeno ha llevado a una situación de «salvaje oeste» en la que algunos productos que contienen el material pueden tener un precio elevado pero en realidad son de baja calidad. dijo Krister Svensson, docente en física en la Universidad de Karlstad en una entrevista publicada en 2019.

Él le dice a BBC News que la calidad del grafeno utilizado hoy en día varía ampliamente. Además, cuestiona si realmente es necesario el uso de grafeno como agente de refuerzo, ya que el grafito y las fibras de carbono pueden desempeñar un papel similar.

«El grafeno todavía es relativamente joven», admite el Sr. Panadero. Pero él y sus colegas están decididos a «acelerar la adopción del grafeno», agrega.

Las empresas que han experimentado con el material a veces han descubierto que tiene usos ligeramente diferentes de lo que pensaban inicialmente.

«Nos encanta el grafeno», dijo Debbie Mielewski, miembro técnico de sostenibilidad en Ford. Ella dice que desde 2018, el fabricante de automóviles ha enviado entre seis y siete millones de vehículos, principalmente en América del Norte, que contienen grafeno en un puñado de piezas.

Inicialmente, ella y su equipo estaban interesados ​​en el grafeno debido a sus capacidades para mejorar la fuerza. Pero descubrieron que en realidad era más útil en términos de reducción del ruido y la vibración, o de mejora de la resistencia al calor.

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El F-150 de Ford tiene una docena de piezas que contienen grafeno

Los automóviles, incluidos los SUV F-150 y Explorer, ahora contienen 12 componentes pequeños dentro y alrededor del motor, como cubiertas de bombas o soportes de tuberías de agua que tienen grafeno, en parte porque absorbe el ruido.

Según la frecuencia del sonido en cuestión, estos componentes pueden reducir el ruido que se oye en el interior del vehículo entre un 12 % y un 25 %, dice el Dr. Mielewski.

También ha hecho que estas partes sean más livianas, reduciendo la masa total del automóvil en alrededor de una libra y media (680 g). Esto significa que estos vehículos usan un poco menos de combustible y, por lo tanto, tienen menos emisiones de CO2 durante su vida útil.

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Los investigadores están trabajando en formas de hacer que el grafeno se distribuya uniformemente en otros materiales

Ford está trabajando con empresas estadounidenses, XG Sciences y Eagle Industries, en varias aplicaciones de grafeno.

El Dr. Mielewski dice que el fabricante de automóviles está investigando la posibilidad de agregar grafeno a los plásticos dentro del vehículo para hacerlos más fuertes, pero explica que hasta ahora no han podido dispersar el grafeno en el plástico como se esperaba.

Esto suele ser un obstáculo importante al agregar grafeno a un material en particular. Para mejorar realmente sus propiedades, el grafeno debe distribuirse uniformemente. Sin embargo, dependiendo de cómo se forme o se mezcle el material, y de las temperaturas y presiones involucradas en ese proceso, puede ser difícil lograr el resultado deseado.

Es un poco más complicado que esto, pero imagina tratar de obtener una distribución uniforme de pasas en un pastel de frutas cuando la masa está demasiado líquida.

Obtener una mezcla maravillosamente suave y un material que se mejore inequívocamente con la adición de grafeno es lo que buscan todos estos investigadores y empresas.

Porque con el grafeno, la prueba definitivamente está en el pudín.

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