El grafito, un material emergente

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Una nueva metodología revela que los escalones de este mineral de gran interés industrial no presentan carácter ferromagnético

El premio Nobel a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus trabajos pioneros en el desarrollo del grafeno, un material bidimensional útil para el desarrollo de dispositivos electrónicos flexibles y más eficientes, como ordenadores, pantallas táctiles y paneles solares, ha puesto en el punto de mira del interés científico el grafito, que en su humildad puede ser utilizado para un simple lapicero y en un grado más ambicioso es codiciado por las industrias de tecnología punta. Constituido únicamente por átomos de carbono, su estructura se compone de delgadas láminas, de espesor atómico, conocidas como grafeno (el premio Nobel de Física de 2010 ha tenido como principal motivo el aislamiento individual de estas láminas).

A pesar del interés despertado, el grafito todavía sigue escondiendo el origen de algunas de sus propiedades físicas. Durante los últimos 10 años, ha sido protagonista al descubrirse en él evidencias de un inesperado comportamiento ferromagnético, similar al de un imán permanente, en regiones localizadas de tamaño nanométrico asociadas con defectos de la red cristalina que lo forma.

Pero investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (del CSIC), en un estudio publicado recientemente en la revista Physical Review Letters, han explicado el origen de este exótico comportamiento del grafito. Los resultados revelan que los escalones de grafito no presentan carácter ferromagnético.

David Martínez, Míriam Jaafar, Rubén Pérez y Julio Gómez-Herrero (de la UAM) junto con la investigadora Agustina Asenjo, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (perteneciente al CSIC), han conseguido desarrollar una nueva metodología que permite, por fin, la separación correcta de las interacciones eléctricas y magnéticas en sistemas nanoscópicos.

El trabajo confirma también que la señal observada a lo largo de los escalones del grafito es independiente del campo magnético externo aplicado, corroborando la naturaleza no magnética de la señal observada en tales defectos cristalinos. El equipo cree que el método permitirá avanzar en el conocimiento de los procesos que tienen lugar a escalas atómica y molecular.

Aplicaciones industriales

Los vehículos eléctricos precisan de una batería de ion-litio, igual que los móviles, las tabletas y los ordenadores portátiles. Una pila de ese tipo utiliza 10 veces más grafito que litio. Además, el grafito tiene también importantes aplicaciones en la industria siderúrgica y la aeronáutica y un creciente peso en el futuro de las energías nuclear y fotovoltaica. Con el grafito se puede crear grafeno, el material más conductor y resistente que existe, futuro sustituto del silicio en la fabricación de microprocesadores, según los expertos.

El grafito se encuentra en yacimientos naturales, pero también puede producirse artificialmente a través del petróleo, aunque es muy caro. Los expertos estiman que el mercado mundial del grafito alcanzará los 7.500 millones de dólares en 2015.

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