Los nanomateriales ofrecen una gran variedad de posibilidades de innovación en la industria. Entre ellos, el grafeno es uno de los más prometedores, gracias a sus excelentes propiedades conductoras, térmicas, mecánicas, optoelectrónicas o barrera. Sin embargo, la mayoría de aplicaciones a las que se puede destinar su uso tienen aún por delante un camino que recorrer para ser consideradas tangibles y reales.
El del plástico es, hasta el momento, el sector en el que el grafeno ha podido utilizarse de forma más inmediata. El grafeno puede actuar, por ejemplo, como refuerzo mecánico o aditivo conductor, tanto en polímeros termoestables como termoplásticos. No obstante, no todos los tipos de grafeno, o derivados de grafeno, son adecuados para su incorporación en plásticos.
El grafeno CVD (deposición química en fase vapor) es un tipo de grafeno crecido sobre un sustrato (de cobre, níquel…), que se emplea, principalmente, en aplicaciones microelectrónicas, pero no puede mezclarse con polímeros y su producción no puede ser masiva. Otros derivados de grafeno obtenidos a partir de grafito, como el óxido de grafeno (láminas de grafeno con grupos funcionales oxigenados) o los nanoplatelets de grafito (GNPs, cuya estructura es similar a la del grafito, pero con menor número de capas), sí pueden emplearse como aditivo en plásticos y, además, su producción puede escalarse industrialmente.
Como ejemplo, en Applynano Solutions hemos desarrollado resinas con óxido de grafeno para la fabricación de materiales compuestos de fibra de vidrio o carbono, consiguiendo aumentar su tenacidad de fractura hasta en un 60%, lo que produce un retraso en la deslaminación o separación de las capas y, por tanto, aumenta su vida útil. En cuanto a los termoplásticos, la incorporación de GNPs puede aumentar la conductividad de algunos polímeros, como el PLA. La obtención de masterbatch de PLA con este tipo de grafeno, nos ha permitido preparar filamento para impresión 3D conductor.
En definitiva, el grafeno y sus derivados tienen un gran potencial como refuerzo de polímeros en diversas aplicaciones. Pueden utilizarse en el sector del automóvil, aeroespacial, electrónica, o embalaje, para campos tan diversos como alimentación, medicina, y electrónica, donde son una fuente de mejora aún por explotar.
Iluminada Rodríguez Pastor (Gerente. Responsable de I+D)
Ingeniera Química y Doctora en la misma disciplina por la Universidad de Alicante. Actualmente es Investigadora Colaboradora del Departamento de Ingeniería Química de esta Universidad. Se ha especializado en nanomateriales de carbono, habiendo trabajado en producción de óxido de grafeno por distintos métodos y a partir de diferentes materiales grafíticos y su caracterización. Asimismo, ha participado en proyectos de desarrollo y procesado de nanocompuestos poliméricos reforzados con nanofibras de carbono y óxido de grafeno. Su labor investigadora se centra en el desarrollo de aplicaciones y en el escalado de la producción de óxido de grafeno.