{"id":555052,"date":"2025-06-30T16:15:52","date_gmt":"2025-06-30T19:15:52","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=555052"},"modified":"2025-06-30T16:15:52","modified_gmt":"2025-06-30T19:15:52","slug":"el-grafeno-sale-al-mercado","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-grafeno-sale-al-mercado\/","title":{"rendered":"El grafeno sale al mercado"},"content":{"rendered":"

El grafeno, ahora transformado en producto, ya est\u00e1 entre nosotros. Veinte a\u00f1os despu\u00e9s de haber sido aislado por primera vez, este nanomaterial compuesto por \u00e1tomos de carbono ya puede encontrarse en art\u00edculos a la venta en Brasil. Tambi\u00e9n forma parte de toda una gama de innovaciones tecnol\u00f3gicas en fase avanzada de pruebas. En un mercado a\u00fan en formaci\u00f3n, importadoras o empresas locales lo venden para utilizarlo como materia prima o incorporado a soluciones dise\u00f1adas para diversos productos, que van desde aditivos para pinturas y envases pl\u00e1sticos hasta lubricantes. Nuevos ecosistemas de innovaci\u00f3n est\u00e1n surgiendo, sobre todo en el \u00e1mbito de las instituciones de ciencia y tecnolog\u00eda, que fomentan la producci\u00f3n y nuevas aplicaciones para el grafeno. Las principales empresas nacionales del \u00e1rea del petr\u00f3leo y gas y de la miner\u00eda est\u00e1n probando sobre el terreno dispositivos fabricados con este cristal bidimensional para incorporarlos en sus procesos productivos.<\/p>\n

En S\u00e3o Paulo, uno de los principales centros de investigaci\u00f3n y desarrollo de este material orientado a la demanda del mercado es el Instituto Mackenzie de Investigaciones en Grafeno y Nanotecnolog\u00edas (MackGraphe). La unidad inici\u00f3 sus actividades en 2013 en el campus de S\u00e3o Paulo de la Universidade Presbiteriana Mackenzie, con el apoyo de la FAPESP. Uno de los ideadores del MackGraphe, el f\u00edsico Eunezio Antonio Thoroh de Souza, fund\u00f3 en 2018 una startup<\/em>, DreamTech Nanotechnology, con el prop\u00f3sito de convertir el conocimiento cient\u00edfico del grafeno en tecnolog\u00edas aplicables en la vida cotidiana. La iniciativa cont\u00f3 con la colaboraci\u00f3n de la multinacional china DT Nanotech, responsable de la producci\u00f3n del grafeno comercializado (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, ediciones n\u00ba 284<\/a> y 291<\/a><\/em>). Junto con la distribuidora local MCassab, la startup<\/em> viene introduciendo en el mercado brasile\u00f1o el uso del grafeno y otros materiales bidimensionales. Ahora planea producir grafeno en Brasil.<\/p>\n

\u201cEstamos instalando una f\u00e1brica en Araras, en el interior de S\u00e3o Paulo, con capacidad para producir 200 toneladas de grafeno al a\u00f1o\u201d, informa Thoroh de Souza. \u201cLas proyecciones de crecimiento de la demanda de grafeno justifican la instalaci\u00f3n de nuestra f\u00e1brica local, que tendr\u00e1 a ejecutivos de DT Nanotech como socios. Esperamos arrancar con el proceso de producci\u00f3n hacia finales de 2025\u201d. La empresa adoptar\u00e1 una tecnolog\u00eda de producci\u00f3n basada en el m\u00e9todo de exfoliaci\u00f3n mec\u00e1nica l\u00edquida y se centrar\u00e1 en productos tales como pinturas anticorrosivas, resinas compuestas, pinturas asf\u00e1lticas, lubricantes y materiales de construcci\u00f3n.<\/p>\n

Tambi\u00e9n en S\u00e3o Paulo, Gerdau Graphene, una startup<\/em> de Gerdau Next, brazo de nuevos negocios de la sider\u00fargica Gerdau, ya ha lanzado al mercado siete productos que incorporan el nanomaterial y tiene previsto el lanzamiento de al menos otros tres antes de fin de a\u00f1o. La cartera de la empresa, creada en 2021, incluye aditivos con grafeno para utilizarlos en la producci\u00f3n de pel\u00edculas polim\u00e9ricas, matrices cementicias, pinturas y revestimientos.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP | B\u00e1rbara Cal<\/span>Exfoliaci\u00f3n de grafito con cinta adhesiva (a la izq<\/em>.), soluci\u00f3n con grafeno manipulada por un investigador de la UFMGL\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP | B\u00e1rbara Cal<\/span><\/p><\/div>\n

\u201cEl grafeno ya es una realidad comercial\u201d, subraya la qu\u00edmica Valdirene Peressinotto, directora ejecutiva y de Innovaci\u00f3n de Gerdau Graphene. \u201cEl nanomaterial a\u00f1ade propiedades a los materiales en los que se la incorpora, haci\u00e9ndolos m\u00e1s resistentes y duraderos\u201d, dice la investigadora. \u201cNuestros aditivos ya se fabrican a escala industrial, por toneladas o miles de litros. Ya no se trata de algo experimental, circunscrito a estudios de laboratorio\u201d.<\/p>\n

Un nobel para el grafeno
\n<\/strong>El primer estudio te\u00f3rico sobre las propiedades el\u00e9ctricas del grafeno data de 1947, pero la historia del material en el campo de la f\u00edsica experimental es mucho m\u00e1s reciente. Se remonta a principios de este siglo, m\u00e1s precisamente a 2004, cuando los f\u00edsicos Andr\u00e9 Geim \u2012uno de los socios de DreamTech Nanotechnology y de DT Nanotech\u2012 y Konstantin Novoselov aislaron una \u00fanica l\u00e1mina de \u00e1tomos de carbono en la Universidad de M\u00e1nchester, en Inglaterra, exfoliando una placa de grafito con una cinta adhesiva. El grafito es un mineral que se extrae de canteras.<\/p>\n

Los dos investigadores depositaron aquella fin\u00edsima capa plana de \u00e1tomos en un sustrato que facilitaba su observaci\u00f3n con un microscopio \u00f3ptico, construyeron un peque\u00f1o dispositivo y realizaron mediciones el\u00e9ctricas y magn\u00e9ticas del material bidimensional. A pesar de que su existencia hab\u00eda sido prevista d\u00e9cadas antes, los cient\u00edficos pensaban en l\u00edneas generales que un material as\u00ed no tendr\u00eda la estabilidad suficiente como para mantenerse cristalizado en tan solo una capa. Por su trabajo, Geim y Novoselov recibieron el Nobel de F\u00edsica en 2010.<\/p>\n

Con los \u00e1tomos organizados en un entramado hexagonal, a modo de panal de abejas en un mismo plano, el grafeno es un material sumamente liviano, transparente, flexible e impermeable (v\u00e9ase la infograf\u00eda abajo<\/em>). Posee buena conductividad el\u00e9ctrica y t\u00e9rmica y alta resistencia mec\u00e1nica. Sus peculiares propiedades electr\u00f3nicas y magn\u00e9ticas han dado origen a nuevos campos de la f\u00edsica, como la valetr\u00f3nica, el estudio de las alteraciones del comportamiento de los electrones del grafeno, y la twistr\u00f3nica, la investigaci\u00f3n de los efectos producidos al girar una de las l\u00e1minas de un sistema constituido por dos o m\u00e1s capas de grafeno u otros materiales bidimensionales.<\/p>\n\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span>\n

El grafeno tambi\u00e9n abri\u00f3 el camino a la f\u00edsica de los sistemas bidimensionales y al estudio de otros materiales formados por capas at\u00f3micas (layered materials<\/em> o materiales en capas), como el grafito. As\u00ed pues, el descubrimiento de Geim y Novoselov tuvo un fuerte impacto en la investigaci\u00f3n fundamental en el campo de la ciencia de materiales.<\/p>\n

Un mercado en expansi\u00f3n
\n<\/strong>Las caracter\u00edsticas \u00fanicas del grafeno y de los materiales fabricados con \u00e9ste han tra\u00eddo consigo la promesa de una amplia aplicaci\u00f3n tecnol\u00f3gica en diversos campos de la industria. La consultora de mercado Fortune Business Insights calcula que el mercado mundial de dicho material ascend\u00eda el a\u00f1o pasado a 432,7 millones de d\u00f3lares. Para 2032, se estima que llegar\u00eda a 5.200 millones de d\u00f3lares, un crecimiento proyectado asombroso en menos de una d\u00e9cada.<\/p>\n

Las aplicaciones del grafeno y sus derivados se multiplican en todo el mundo. Se lo emplea en la fabricaci\u00f3n de artefactos electr\u00f3nicos, materiales compuestos y bater\u00edas. El segmento de las nanoplacas de grafeno (NPG), constituidas por varias capas de grafeno, represent\u00f3 la mayor cuota de mercado en 2023, seg\u00fan Fortune Business Insights. Las industrias electroelectr\u00f3nica, aeroespacial, automotriz, de defensa y energ\u00e9tica lideran el consumo del nanomaterial, seg\u00fan el informe. La regi\u00f3n Asia-Pac\u00edfico acapara el 34,4 % del mercado, la m\u00e1s grande del planeta.<\/p>\n

\u201cEl grafeno posee propiedades que permiten utilizarlo en una vasta gama de aplicaciones. De mi centro de investigaciones ya han surgido seis empresas y a\u00fan hay otras cinco en ciernes\u201d, dice el f\u00edsico te\u00f3rico brasile\u00f1o Antonio H\u00e9lio de Castro Neto, director del Centro de Materiales Avanzados 2D y del Centro de Investigaciones sobre el Grafeno de la Universidad Nacional de Singapur (NUS), uno de los principales polos mundiales de investigaci\u00f3n del grafeno. El f\u00edsico Novoselov, laureado con el Nobel, forma parte del plantel de investigadores de la NUS.<\/p>\n

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Eug\u00eanio S\u00e1vio<\/span>Recipientes con diferentes tipos de grafito y del nanomaterialEug\u00eanio S\u00e1vio<\/span><\/p><\/div>\n

Entre las spin-off<\/em> generadas en la universidad sobresalen NanoMolar, especializada en el desarrollo de sensores m\u00e9dicos, y UrbaX, centrada en el sector de art\u00edculos para la construcci\u00f3n civil. Fruto de las investigaciones que se llevaron a cabo en la NUS, ya se han registrado m\u00e1s de 200 patentes asociadas al grafeno y sus aplicaciones, seg\u00fan informa De Castro Neto, graduado en F\u00edsica en la Universidad de Campinas (Unicamp) y radicado en el exterior desde hace m\u00e1s de tres d\u00e9cadas.<\/p>\n

A pesar de la creciente demanda en diversas \u00e1reas, a\u00fan quedan retos por superarse para que el grafeno se consolide en t\u00e9rminos comerciales. Un art\u00edculo publicado a principios de este a\u00f1o por cient\u00edficos alemanes en la revista 2D Materials<\/em> indica que muchos de los fabricantes a\u00fan se encuentran en fase comercial incipiente, teniendo que afrontar el doble desaf\u00edo de consolidar su base de clientes y asegurarse financiaci\u00f3n para poder ampliar su producci\u00f3n. Tambi\u00e9n hay nichos que crecen sin visibilidad p\u00fablica debido a las cl\u00e1usulas de confidencialidad impuestas por los clientes, que prefieren no dar a conocer sus experimentos con grafeno para no llamar la atenci\u00f3n de la competencia y mantener en secreto su f\u00f3rmula de producci\u00f3n.<\/p>\n

\u201cEl tama\u00f1o relativamente peque\u00f1o [del mercado] est\u00e1 en consonancia con la perspectiva de una fuerte evoluci\u00f3n en los pr\u00f3ximos a\u00f1os, con tasas de crecimiento previstas de entre un 20 % y un 50 % anual. [\u2026] El grafeno no est\u00e1 en condiciones de convertir inmediatamente todas sus promesas iniciales en un rotundo \u00e9xito de mercado. La difusi\u00f3n de este nuevo tipo de materiales bidimensionales lleva su tiempo\u201d, escribieron los autores del art\u00edculo en 2D Materials<\/em>. El estudio se llev\u00f3 a cabo en el marco de Graphene Flagship, una iniciativa europea que re\u00fane a 118 colaboradores industriales y acad\u00e9micos.<\/p>\n

Seg\u00fan Peressinotto, el mercado, no solamente en Brasil sino tambi\u00e9n en todo el mundo, atraviesa una fase de apertura y consolidaci\u00f3n. La directora de Gerdau Graphene estudia nanomateriales de carbono como el grafeno desde 2004, cuando todav\u00eda trabajaba como investigadora en el Centro de Desarrollo de Tecnolog\u00eda Nuclear (CDTN), en Belo Horizonte, con un grupo vinculado a la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG).<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP<\/span>Grafeno en polvo (detr\u00e1s<\/em>) y un compuesto aditivado a base de termopl\u00e1stico y del nanomaterial; preparaci\u00f3n de una pasta cementicia con material que contiene grafeno (a la der<\/em>.)L\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/p><\/div>\n

La primera0 experiencia exitosa de la startup<\/em> que ahora dirige benefici\u00f3 a la propia Gerdau. Fue a ra\u00edz de una prueba industrial realizada con el proveedor de pel\u00edculas polim\u00e9ricas utilizadas para embalar los clavos comercializados por la sider\u00fargica de Rio Grande do Sul. \u201cRedujimos el espesor del embalaje un 25 %, aumentamos la resistencia a la perforaci\u00f3n y al desgarro un 30 % y disminuimos las p\u00e9rdidas del proceso en m\u00e1s de un 40 %\u201d, destaca Peressinotto. Con la incorporaci\u00f3n del aditivo en el embalaje de los clavos, Gerdau pudo ahorrar unas 72 toneladas de pl\u00e1stico a lo largo de un a\u00f1o.<\/p>\n

Por su parte, Gerdau Graphene, que desarrolla sus productos en sociedad con el Centro de Innovaciones en Ingenier\u00eda del Grafeno (Geic), vinculado a la Universidad de M\u00e1nchester, compra el grafeno que utiliza en sus aditivos a productores de Brasil, Canad\u00e1, Estados Unidos, Inglaterra, Espa\u00f1a y Australia, entre otros pa\u00edses. La importaci\u00f3n es necesaria, seg\u00fan explica Peressinotto, porque el pa\u00eds a\u00fan no cuenta con quien produzca el insumo en los formatos requeridos por la compa\u00f1\u00eda, en cantidad suficiente y a un costo competitivo.<\/p>\n

En Brasil, el nuevo material se ha utilizado fundamentalmente en aplicaciones que sacan partido de sus propiedades mec\u00e1nicas. \u201cLas principales aplicaciones del grafeno en el pa\u00eds siguen siendo en pinturas, elast\u00f3meros [pol\u00edmeros con propiedades el\u00e1sticas], materiales compuestos, envases y cemento. Son usos ligados a materiales pesados, incluyendo los de la construcci\u00f3n civil y los del sector automotor\u201d, dice el f\u00edsico Luiz Gustavo Can\u00e7ado, de la UFMG. El investigador, quien fue el coordinador del Proyecto MGgrafeno, creado en 2016, desarroll\u00f3 con su equipo un proceso piloto para la producci\u00f3n del material a gran escala y probaron m\u00e1s de 20 aplicaciones.<\/p>\n

\u201cEl grafeno posee una alta resistencia mec\u00e1nica. Se necesita aplicar mucha fuerza para romperlo. Al mezclarlo con pol\u00edmeros, caucho, cemento o materiales cer\u00e1micos, mejora sustancialmente las propiedades mec\u00e1nicas del material resultante\u201d, asegura el f\u00edsico Marcos Pimenta, tambi\u00e9n docente de la UFMG. \u201cPero su desarrollo y producci\u00f3n no son sencillos\u201d.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP<\/span>El laboratorio de Gerdau Graphene se dedica a crear soluciones con grafeno para la construcci\u00f3n civilL\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/p><\/div>\n

Pionero en el estudio de los nanomateriales de carbono en Brasil, Pimenta cre\u00f3 y dirigi\u00f3 durante 10 a\u00f1os el Centro de Tecnolog\u00eda de Nanomateriales y Grafeno (CTNano) de la UFMG, en donde actualmente, en un espacio de 3.000 metros cuadrados, trabajan alrededor de 100 personas en 10 laboratorios para desarrollar soluciones y tecnolog\u00edas por demanda. \u201cAl principio, se trataba esencialmente de proyectos para dos empresas. Ahora tenemos diversas iniciativas en marcha con compa\u00f1\u00edas de distintos sectores\u201d, dice el investigador.<\/p>\n

Seg\u00fan informa el f\u00edsico Rodrigo Gribel Lacerda, actual coordinador general del CTNano, que se ha convertido en una unidad de la Empresa Brasile\u00f1a de Investigaci\u00f3n e Innovaci\u00f3n Industrial (Embrapii), hasta ahora el centro ha suscrito colaboraciones con 15 empresas. Entre los proyectos m\u00e1s avanzados figura el de un nanosensor fabricado con nanotubos de carbono (capas de grafeno enrolladas en forma de cilindro) para monitorear la concentraci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono en el gas natural extra\u00eddo de los pozos de petr\u00f3leo del presal.<\/p>\n

\u201cEstamos en la fase de homologaci\u00f3n del dispositivo, creado en forma conjunta con Petrobras. A\u00fan tenemos que realizar pruebas en un ambiente real para convertirlo en un producto comercial\u201d, subraya Lacerda. En la misma etapa de desarrollo se encuentra otro sensor de deformaci\u00f3n destinado a la maquinaria utilizada en miner\u00eda. Un tercer proyecto tiene por objetivo utilizar el grafeno como filtro para purificar agua.<\/p>\n

El estado de Rio Grande do Sul alberga una de las primeras f\u00e1bricas de grafeno activas en el pa\u00eds. Fruto de un proyecto de la Universidad de Caxias do Sul (UCS), denominado UCSGraphene, en Caxias do Sul, se encuentra en funcionamiento desde marzo de 2020. La unidad, vinculada a Embrapii, emplea la t\u00e9cnica de exfoliaci\u00f3n en fase l\u00edquida para el desarrollo y la producci\u00f3n del grafeno y otros materiales con alto contenido de carbono. Su capacidad productiva es superior a una tonelada por a\u00f1o.<\/p>\n

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B\u00e1rbara Cal<\/span>Chip con un nanosensor de grafeno para la detecci\u00f3n de gases fabricado en la UFMGB\u00e1rbara Cal<\/span><\/p><\/div>\n

\u201cAdem\u00e1s de obtener grafeno partiendo del grafito y de otras fuentes de carbono, tambi\u00e9n estamos abocados al desarrollo de soluciones tecnol\u00f3gicas que incorporan el nanomaterial y sus derivados, y rutas productivas centradas en otras nanoestructuras a base de carbono, como el \u00f3xido de grafeno y el grafeno modificado\u201d, comenta el ingeniero de materiales Diego Piazza, coordinador del UCSGraphene, que trabaja en colaboraci\u00f3n con otras empresas e institutos de ciencia y tecnolog\u00eda.<\/p>\n

\u201cEntre los diversos desarrollos tecnol\u00f3gicos y estudios del uso del grafeno y sus derivados que llev\u00f3 a cabo nuestro equipo figura su utilizaci\u00f3n en materiales compuestos [pol\u00edmeros, cer\u00e1micas y metales], equipos de protecci\u00f3n, lubricantes, pinturas y revestimientos, sistemas de filtrado, medicina regenerativa y componentes t\u00e9cnicos\u201d, dice Piazza, quien tambi\u00e9n es docente en la UCS. \u201cMuchas de nuestras soluciones ya se comercializan en los sectores de la moda, la movilidad y la log\u00edstica, entre otros\u201d.<\/p>\n

En la capital de Minas Gerais, otra instalaci\u00f3n en condiciones de producir industrialmente se apresta a lanzar una oferta p\u00fablica de tecnolog\u00edas. El CDTN alberga una planta construida en el marco del Proyecto MGgrafeno, de la UFMG, en colaboraci\u00f3n con la estatal Compa\u00f1\u00eda de Desarrollo de Minas Gerais (Codemge), con capacidad para fabricar alrededor de una tonelada por a\u00f1o. \u201cNuestro llamado apunta a transferir la tecnolog\u00eda que creamos a aquellos que est\u00e9n interesados en producir grafeno para su explotaci\u00f3n comercial e industrial\u201d, dice Can\u00e7ado, de la UFMG. La idea es que el colaborador privado utilice las instalaciones del CDTN.<\/p>\n

La universidad y el CDTN comparten la titularidad de la propiedad intelectual generada en el proyecto, relacionada con la v\u00eda desarrollada para producir el grafeno, basada en la exfoliaci\u00f3n en fase l\u00edquida del grafito. El investigador explica que uno de los grandes retos con miras a ampliar las aplicaciones y el uso comercial del material depende de poder fabricarlo a gran escala mediante un proceso reproducible.<\/p>\n

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NanoMolar<\/span>Biosensor con el nanomaterial para un examen de glucemia creado por NanoMolarNanoMolar<\/span><\/p><\/div>\n

Otra dificultad radica en poder establecer normas para la producci\u00f3n, el control de calidad y la seguridad del insumo. Por \u00faltimo, se requiere disponer de informaci\u00f3n confiable sobre el material, que garantice que realmente se trata de grafeno y no de otra forma alotr\u00f3pica del carbono, como el grafito. Los al\u00f3tropos son sustancias simples formadas por el mismo elemento qu\u00edmico, con variaciones en el n\u00famero de \u00e1tomos o en su estructura cristalina.<\/p>\n

La exigencia de controlar la calidad del grafeno circulante en el pa\u00eds, ya sea nacional o importado, lleg\u00f3 al Instituto Nacional de Metrolog\u00eda, Calidad y Tecnolog\u00eda (Inmetro). Desde el a\u00f1o pasado, la entidad trabaja en el desarrollo de un sello de conformidad a trav\u00e9s de un programa de certificaci\u00f3n del grafeno, conocido informalmente como PAC (Plan de Aceleraci\u00f3n del Crecimiento) del grafeno. El lanzamiento de ambos est\u00e1 previsto para mediados de 2025.<\/p>\n

\u201cCuando el grafeno super\u00f3 la etapa de investigaci\u00f3n acad\u00e9mica y devino en un producto comercial, el Inmetro se dio cuenta de que ten\u00eda que crear m\u00e9todos de medici\u00f3n [para constatar la cantidad de capas del grafeno y la pureza del material contenido en el producto] y elaborar un contenido de referencia para orientar las pruebas destinadas a asegurar que el material cumple determinadas normas de ensayo. Con la ABNT [Asociaci\u00f3n Brasile\u00f1a de Normas T\u00e9cnicas], elaboramos las normas para identificar y clasificar a este nanomaterial\u201d, informa la qu\u00edmica Joyce Rodrigues de Ara\u00fajo, responsable del Laboratorio de Fen\u00f3menos Superficiales y Pel\u00edculas Finas (Lafes) de la Divisi\u00f3n de Metrolog\u00eda de Materiales y Superficies del Inmetro. En 2024, ella gan\u00f3 el premio 25 Mujeres en la Ciencia, promovido por la empresa 3M, por su labor en el desarrollo de un biografeno producido a partir del procesamiento de distintas biomasas, como cascarilla de arroz y bagazo de ca\u00f1a de az\u00facar.<\/p>\n

Seg\u00fan explica Rodrigues de Ara\u00fajo, la monocapa de grafeno como la elaborada en la Universidad de M\u00e1nchester en 2004, rara vez es lo que se encuentra en los productos que se comercializan. \u201cEl grafeno abarca una familia de compuestos que difieren entre s\u00ed por la cantidad de capas que los conforman y el formato con que se presentan\u201d, dice la investigadora. Incluye, por ejemplo, el grafeno original, de una sola capa, el de capas m\u00faltiples y las nanoplacas de grafeno (v\u00e9ase la infograf\u00eda abajo<\/em>).<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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\u201cNuestra tarea en el Inmetro consiste en definir la familia, el modelo, si se trata de grafeno en polvo o en suspensi\u00f3n l\u00edquida. Tambi\u00e9n determinamos las t\u00e9cnicas de ensayo que utilizar\u00e1n los laboratorios habilitados para la certificaci\u00f3n del material\u201d, sostiene la investigadora.<\/p>\n

En el contexto de las dudas que se plantean acerca de a qu\u00e9 puede llam\u00e1rsele grafeno, la Organizaci\u00f3n Internacional de Normalizaci\u00f3n (ISO) ha publicado normas al respecto que han sido traducidas al portugu\u00e9s e indican que se considera grafeno a un material compuesto por hasta 10 capas at\u00f3micas de carbono, es decir, hasta 10 l\u00e1minas de \u00e1tomos de carbono apiladas una sobre otra. Cuando las capas son dos, se lo llama grafeno bicapa. Cuando son entre tres y 10 capas se denomina grafeno de pocas capas. \u201cPor encima de 10 a\u00fan no se ha arribado a un consenso sobre la nomenclatura que ha de adoptarse. De momento, se lo define como nanoplacas de grafeno siempre que el material conserve al menos una de sus dimensiones a nanoescala: hasta 100 nm [nan\u00f3metros]\u201d, explica Rodrigues de Ara\u00fajo.<\/p>\n

\u201cHay muchas discusiones sobre hasta cu\u00e1ndo sigue siendo grafeno. Cuando se pasa de una a dos capas y de dos a tres, la estructura electr\u00f3nica del material cambia bastante. Con m\u00e1s de 10 capas se asemeja m\u00e1s al grafito. Con todo, el grafeno monocapa original no siempre es el m\u00e1s interesante en las aplicaciones tecnol\u00f3gicas\u201d, subraya Can\u00e7ado. \u201cPuede ocurrir que el de m\u00e1s capas se adapte mejor a la finalidad deseada. Puede afirmarse que para la mayor\u00eda de las aplicaciones actuales, el grafeno de muy pocas capas, entre una y tres, no es el m\u00e1s indicado\u201d.<\/p>\n

El m\u00e9todo de producci\u00f3n del material, explica Can\u00e7ado, condiciona el tipo de grafeno que se obtiene, y cada uno de ellos tiene propiedades diferentes, que pueden adaptarse a distintos usos. Asimismo, en la familia de los materiales asociados al grafeno a veces se incluyen otros materiales bidimensionales. La exfoliaci\u00f3n mec\u00e1nica fue el primer m\u00e9todo empleado para aislar el grafeno, pero tambi\u00e9n se lo puede obtener por deposici\u00f3n qu\u00edmica en fase de vapor (CVD) o por exfoliaci\u00f3n en fase l\u00edquida (v\u00e9ase la infograf\u00eda abajo<\/em>).<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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El precio del nanomaterial, dicen los expertos, var\u00eda mucho en el mercado mundial. Seg\u00fan Thoroh de Souza, de DreamTech Nanotechnology, el kilo de grafeno monocapa de alta pureza puede costar 2.000 d\u00f3lares. \u201cEn tanto, el grafeno de pocas capas que nosotros vendemos cuesta entre 300 y 350 d\u00f3lares el kilogramo\u201d, dice.<\/p>\n

Brasil tiene una historia y ha hecho aportes significativos al trabajo de caracterizaci\u00f3n del material. Los investigadores del pa\u00eds han venido desarrollando el campo cient\u00edfico de los nanomateriales de carbono desde la d\u00e9cada de 1990. En un art\u00edculo publicado en 2019 en la revista Brazilian Journal of Physics<\/em>, Pimenta y otros colegas describen el rol que cumpli\u00f3 la colaboraci\u00f3n entre grupos brasile\u00f1os y el Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts (MIT), de Estados Unidos, en el establecimiento de esta ciencia en el pa\u00eds.<\/p>\n

La f\u00edsica estadounidense Mildred Dresselhaus (1930-2017), en ese entonces profesora em\u00e9rita del MIT y considerada la \u201creina de la ciencia del carbono\u201d, visit\u00f3 Brasil en 12 oportunidades entre 2001 y 2013. \u201cIncluso antes del estudio pionero de Novoselov y Geim con el grafeno en 2004, los cient\u00edficos brasile\u00f1os brindaron importantes contribuciones a la ciencia del grafito y los sistemas graf\u00edticos\u201d, apuntan los autores en el art\u00edculo.<\/p>\n

\u201cVengo trabajando con esto desde 1999, antes de que mis antiguos compatriotas extrajeran el grafeno\u201d, dice el f\u00edsico experimental ruso Yakov Kopelovich, del Instituto de F\u00edsica de la Unicamp y autor de art\u00edculos sobre el tema con cientos de citas, entre ellos uno publicado en abril de 2003 en la revista Physical Reviews Letters<\/em> sobre el comportamiento del grafito en el l\u00edmite cu\u00e1ntico.<\/p>\n

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Jing Li (School of Chemistry, Beihang University, China)<\/span>Ilustraci\u00f3n que muestra varios materiales bidimensionales apilados, entre ellos el grafenoJing Li (School of Chemistry, Beihang University, China)<\/span><\/p><\/div>\n

Castro Neto, de la NUS, afirma que su primer art\u00edculo cient\u00edfico sobre el grafeno fue rechazado por todas las revistas a las que lo envi\u00f3 con el argumento de que \u201cno existe algo como el grafeno\u201d. \u201cDurante mucho tiempo, nadie cre\u00eda en la existencia de materiales bidimensionales, porque se pensaba que no ser\u00edan lo suficientemente estables como para mantenerse\u201d, recuerda el investigador.<\/p>\n

En el 99 % de los materiales, dice el profesor de la NUS, los electrones se propagan dentro del material como una part\u00edcula libre, que posee masa e inercia. \u201cEn el caso del grafeno, como la red cristalina es hexagonal, los electrones se propagan velozmente como si fueran objetos sin masa. Desde un punto de vista te\u00f3rico, esto era interesante. Un nuevo tipo de part\u00edcula propag\u00e1ndose en el material\u201d. En 2009, el investigador brasile\u00f1o public\u00f3 en la revista Reviews of Modern Physics<\/em> un estudio descriptivo de las propiedades electr\u00f3nicas del grafeno.<\/p>\n

Adem\u00e1s de inaugurar el campo de investigaciones de los materiales con tan solo dos dimensiones, el grafeno tambi\u00e9n fue el puntapi\u00e9 inicial de la llamada twistr\u00f3nica. En 2018, los investigadores del MIT descubrieron un \u201c\u00e1ngulo m\u00e1gico\u201d en el grafeno al desalinear dos l\u00e1minas del material exactamente 1,1 grados (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 302<\/em><\/a>). A partir de esta desalineaci\u00f3n, el grafeno se convierte en un superconductor. Sin embargo, esto tiene que ocurrir a temperaturas extremadamente bajas, lo que acaba por dificultar su aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica. En la UFMG, los cient\u00edficos est\u00e1n estudiando otros \u00e1ngulos de rotaci\u00f3n, de hasta 30 grados. Un art\u00edculo sobre este tema publicado por el grupo de la universidad minera gan\u00f3 una portada de la revista Nature<\/em> en 2021.<\/p>\n

En 2024, el mismo equipo, coordinado por Can\u00e7ado y por el f\u00edsico Ado J\u00f3rio, ambos de la UFMG, public\u00f3 un art\u00edculo estampado en la portada de la revista Carbon<\/em> sobre el estudio de los defectos del grafeno utilizando la t\u00e9cnica de espectroscop\u00eda Raman. El paper<\/em>, que describe la historia de la investigaci\u00f3n con miras a mejorar la metrolog\u00eda de los nanomateriales, indica que Brasil es una referencia en la materia, seg\u00fan una publicaci\u00f3n de la Sociedad Brasile\u00f1a de F\u00edsica. El control de las propiedades del grafeno es clave para la fabricaci\u00f3n de dispositivos y para procesar informaci\u00f3n, tal como concluyeron los autores del estudio.<\/p>\n

Este art\u00edculo sali\u00f3 publicado con el t\u00edtulo \u201cEl grafeno en los anaqueles<\/strong>\u201d en la edici\u00f3n impresa n\u00b0 345 de noviembre de 2024. <\/p>\n

Proyecto
\n<\/strong>Grafeno: fot\u00f3nica y optoelectr\u00f3nica. Una colaboraci\u00f3n UPM-NUS (no<\/sup> 12\/50259-8<\/a>); Modalidad <\/strong>Programa Spec; Investigador responsable<\/strong> Antonio H\u00e9lio de Castro Neto (NUS); Becarios<\/strong> Christiano Jos\u00e9 Santiago de Matos, Eunezio Antonio de Souza y Hugo Luis Fragnito; Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 15.206.096,75.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/strong>SCHMALTZ, T. et al. <\/em>Graphene roadmap briefs (n\u00ba 3): Meta-market analysis 2023<\/a>. 2D Materials<\/strong>. v. 11, n. 2. 31 ene. 2024.
\nPIMENTA, M. A. et al<\/em>. History and national initiatives of carbon nanotube and graphene research in Brazil<\/a>. Brazilian Journal of Physics<\/strong>. v. 48, n. 2. ene. 2019.
\nKOPELEVICH, Y. et al<\/em>. Reentrant metallic behavior of graphite in the quantum limit<\/a>. Physical Review Letters<\/strong>. v. 90, n. 15. 18 abr. 2003.
\nCASTRO NEVES, A. H. et al<\/em>. The electronic properties of graphene<\/a>. Reviews of Modern Physics<\/strong>. v. 81, n. 109. 14 ene. 2009.
\nGADELHA, A. C. et al<\/em>. Localization of lattice dynamics in low-angle twisted bilayer graphene<\/a>. Nature<\/strong>. v. 590. 17 feb. 2021.
\nTHOROH DE SOUZA, E. A. et al<\/em>. Ultrashort pulse generation in erbium-doped fiber lasers in South America: A historical review<\/a>. Journal of the Optical Society of America B<\/strong>. v. 30, n. 4. 31. mar. 2023.
\nCAN\u00c7ADO, L. G. et al<\/em>. Science and metrology of defects in graphene using raman spectroscopy<\/a>. Carbon<\/strong>. v. 220. feb. 2024.
\nDINIZ, F. L. J. et al<\/em>. Graphene-based flexible and eco-friendly wearable electronics and humidity sensors<\/a>. Materials Research<\/strong>. v. 27. 12 mar. 2024.
\nRABY, X. y SILVA, R. D. Exploring the potential of graphene in real-fife industrial anticorrosive coatings<\/a>. Materials Research<\/strong>. v. 27. 5 abr. 2024.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Pasadas dos d\u00e9cadas desde su creaci\u00f3n, este nanomaterial bidimensional con singulares propiedades empieza a incorporarse a escala comercial en innovaciones tecnol\u00f3gicas","protected":false},"author":468,"featured_media":555053,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[179,192],"tags":[297],"coauthors":[778],"class_list":["post-555052","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tapa","category-tecnologia-es","tag-ingenieria","position_at_home-sumario"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/555052","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/468"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=555052"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/555052\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":556005,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/555052\/revisions\/556005"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/555053"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=555052"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=555052"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=555052"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=555052"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}