Puede que ya hayas escuchado hablar o leído sobre las baterías de grafeno o sobre el grafeno aplicado a la medicina, por ejemplo. Es un material con muchas aplicaciones interesantes, muchos usos y muchas ventajas. Desde 1930, cuando se descubrió el grafeno, y hasta hoy, el abanico de posibilidades es amplio y el grafeno se ha convertido en un material (o nanomaterial) que promete mejoras en las baterías, en dispositivos sanitarios, en componentes deportivos, en pantallas y muchos otros.
El grafeno no es el material del futuro porque hace años que ya se trabaja con él, pero ha sido muy prometedor. Aun así, su desarrollo es lento y su principal inconveniente es que supone un coste más elevado que usar otras alternativas con las que ya trabajamos.
Es por ello, entre otros motivos, que las aplicaciones tardan en convertirse en una realidad al alcance de todos aunque ya hay muchos usos en el día a día y se espera que se multipliquen en próximos años.
¿Qué es el grafeno?
Antes de preguntarnos cuáles son sus principales ventajas o cuáles son las aplicaciones o las aportaciones del grafeno a nuestro día a día, conviene repasar qué es. Es un nanomaterial (un material con dimensiones inferiores a una millonésima de milímetro) que está compuesto por una agrupación de átomos de carbono que están colocados con una configuración hexagonal. Similar a la que tendría un panal de abejas.
Es una capa de carbono que tiene sólo un átomo de espesor y se trata de un material con un grosor muy pequeño, considerado como bidimensional. Es decir, que ocupa sólo dos dimensiones en el espacio. En cada milímetro de grafito, como el que usas habitualmente en lápices escolares, hay tres millones de capas de grafeno. Tres millones de capas de un material con grandes propiedades y características que hacen que sea muy útil y con muchas aplicaciones en el día a día: es superconductor, es duro, es ligero, es resistente
¿Cuándo se descubrió?
Ya en 1930 se empieza a hablar del grafeno, no es una nueva moda. Se sabe que existe desde dicha década pero se abandonó como material ya que se consideraba demasiado inestable para trabajar en determinados campos. En 1986 empezó a considerarse como grafeno a las láminas de carbono del grafito. Fue muchas décadas después cuando Kostantin Novoselov y Andre Geim consiguieron aislarlo a temperatura ambiente, hecho que les valió el Premio Nobel de Física en 2010 y que a día de hoy nos permite múltiples aplicaciones o empresas especializadas en grafeno, en sus usos y en su distribución.
¿Cómo se obtiene el grafeno?
El grafeno es un mineral que, para conservar todas sus propiedades, ha de ser de la mayor calidad posible, porque cuanto peor sea menos aprovechable será.
Con el método tradicional de deshojar el grafito con cinta adhesiva, se obtiene el grafeno de mejor calidad, pero el proceso es lento y la productividad mínima, por lo que resulta insuficiente para la demanda que hay hoy en día. El problema es que, hasta ahora, otro tipo de métodos para conseguir una mayor cantidad de este mineral no han resultado efectivos, ya que la calidad del mismo es realmente baja.
En la actualidad tenemos grafeno de dos formas.
- Grafeno en lámina: que es el de alta calidad, muy empleado en electrónica e informática, puesto que en estos dos sectores se requiere de un material altamente resistente.
- Grafeno en polvo: es de mucha menos calidad, el proceso de obtención es mucho más barato y hay mucha más producción.
Actualmente hay proyectos por todo el mundo, con científicos a la cabeza, tratando de solucionar la ecuación para conseguir este mineral con todas sus cualidades intactas, pero con un nivel de extracción que permita abastecer con suficiencia a la industria. Eso provocaría una bajada de precios que no tardaríamos en notar incluso los s. Pero desgraciadamente aún no se ha conseguido.
Características y propiedades
Hay muchas características que hacen que este sea un nanomaterial recomendable para todo tipo de usos y aplicaciones:
- Es duro, con una dureza superior a la del diamante
- Es resistente, cientos de veces más que el acero
- Es muy ligero y un metro cuadrado pesa menos de un gramo. Es decir, el grafeno tiene un peso 200 veces menor que lo que pesa el acero
- Es flexible, puede flexionarse sin sufrir daños
- Es bidimensional. Es decir, cada capa es de un átomo de espesor. Es un material 100.000 más delgado que un pelo.
- Es buen conductor térmico
- Es buen conductor eléctrico
- Es un material antibacteriano
- Es transparente a la luz
- Es más resistente al calor: se calienta menos que otros
- Es repelente al agua y a la corrosión, es hidrófugo
- Es capaz de reaccionar químicamente, formando compuestos nuevos
- Es capaz de soportar la radiación ionizante, ideal para medicina
- Es abundante, como hemos explicado en párrafos anteriores
Aplicaciones
Todas las características y ventajas anteriores hacen que el grafeno sea un elemento recomendable para muchos usos diferentes, desde la medicina hasta usos tecnológicos como mejores baterías, robótica o chips.
Baterías
Uno de los principales campos donde más vamos a disfrutar del uso del grafeno es en las baterías ya que nos permitirá tener hasta diez veces más capacidad, pero también tener la batería lista y cargada en mucho menos tiempo. Aun así, parece un mito que nunca termina de llegar aunque llevamos años escuchando hablar de ellas… Ya hay compañías y empresas que están trabajando en baterías externas e internas de grafeno que se espera que lleguen aunque por el momento ningún fabricante ha conseguido dar el paso en el interior de teléfonos móviles aunque sí en alguna powerbank.
¿Por qué no han llegado aún? Por ahora las baterías de litio cumplen su función y cada vez los teléfonos móviles nos aportan mejor autonomía y cargas más rápidas… Puede que en unos años esto resulte insuficiente y haya que recurrir al grafeno pero, por el momento, usar baterías de grafeno en móviles supondría una inversión en recursos y un coste más elevado que repercutiría en el precio final aunque sí hay empresas que ya trabajan en ello.
Además, varios estudios han demostrado que el grafeno permite aumentar un 70% la resistencia del producto y mejorar su flexibilidad. Ambas son características fundamentales para este tipo de complementos. Las palas de pádel no son especialmente baratas, por lo que los jugadores buscan materiales que perduren en perfecto estado varios años.
Zapatillas de deporte
Cuando se trata de deportes, hay muchas aplicaciones donde el grafeno podría ser muy útil. Las zapatillas de correr, por ejemplo, deben crearse para soportar un uso intenso, incluido el impacto, las altas velocidades, el desgaste, la humedad y el movimiento de la persona. Si encima corremos al aire libre, también hay que contar con el terreno desnivelado, temperaturas extremas y las distintas condiciones climáticas.
En 2017, Inov-8 anunció que iba a incorporar el grafeno en sus zapatillas de running. La marca desarrolló un caucho infundido con grafeno, que ahora se usa en aproximadamente la mitad de sus zapatillas de trail running. Las pruebas demostraron que las suelas mejoradas con grafeno duraron más de 1.600 kilómetros y demostraron que son un 50 % más resistentes. También se afirmó que las suelas de grafeno eran las de mayor agarre del mundo.
Etiquetas de seguridad
Las pegatinas que actúan como alarma para prendas y productos tienen grafeno, de hecho fue una de las primeras aplicaciones. Gracias al grafeno, cuentan con un circuito impreso que realiza la función de alarma y suena si se manipula, o se sale del local sin desconexión segura. Estas etiquetas pueden arrugarse o doblarse sin dañarse y el coste es muy bajo, de céntimos por etiqueta. Estas tintas ofrecen múltiples aplicaciones para la industria, ya que los circuitos electrónicos ultraplanos ofrecen infinitas posibilidades.
Protección para coches
Se ha puesto de moda comprar productos basados en el recubrimiento para que adhiera a la pintura del coche, las ruedas, las ventanas de vidrio y las molduras de plástico a nivel molecular. Esto implica que este recubrimiento llena automáticamente pequeños agujeros con una capa muy brillante en la pintura.
El revestimiento de grafeno tiene bastantes beneficios. Uno de ellos es que el material es muy flexible, lo que hace que el revestimiento no se astille ni se agriete. También hay capacidades antiestáticas dentro del revestimiento, lo que significa veremos menos polvo en el coche. Esto es increíble para cualquier coche de color oscuro que tiende a mostrarlo todo. Los recubrimientos de grafeno tienen cualidades sólidas sobre los recubrimientos cerámicos que también están probados. Estos incluyen que las molestas manchas de agua ya no son visibles y son más fáciles de aplicar a todos los vehículos. Por si fuera poco, promete una duración impecable de entre cinco y diez años.
Otros usos del grafeno:
- En arquitectura para edificios o para carreteras o construcciones civiles
- Para todo tipo de transportes y vehículos: desde los pequeños drones ligeros hasta coches más resistentes, barcos, aviones, trenes, motos
- En el ámbito de la energía: muy interesante para energías limpias gracias a la capacidad de generar electricidad con energía solar
- En ropa deportiva y equipamiento, como componentes para bicicletas mucho más resistentes y ligeros.
- En la industria alimentaria también puede usarse o aplicarse: nos permitiría crear nuevos envases de alimentos más seguros
- En el tratamiento de aguas también se estudia el uso del grafeno para, por ejemplo, ayudar a la desalinización gracias a su permeabilidad.
- Protectores antibalas gracias a la dureza y la resistencia del material
Desventajas del grafeno
Pero a pesar de los múltiples usos a los que ya se está aplicando, el grafeno también ofrece algunas desventajas. Eso implica que, hoy en día, no esté quizás tan extendido como se pensaba algunos años.
Uno de los principales hándicaps que presenta es el alto coste de su fabricación y manipulación. Además, las tendencias económicas dicen que a corto plazo será complicado que su uso se popularice.
Aunque las previsiones han mejorado estos últimos años y seguirán mejorando en los venideros, aún queda trabajo por hacer. Es complicado que el grafeno en una alternativa competitiva y rentable en el mundo tecnológico y electrónico. Antes de que esto pase, deberán desarrollarse formas mucho más eficientes de producir grafeno en masa.
Es un material con unas propiedades excelentes pero su precio, dependiendo de su grado, es por el momento alto. Otra desventaja del grafeno es que no hay banda prohibida, lo que significa que un cable semiconductor no se puede apagar. Los bordes posiblemente dentados del material también podrían perforar las membranas celulares, lo que puede alterar las funciones.
Haciendo una revisión por la red, seguro que a todos nos cuesta hallar información negativa acerca del grafeno, pero es evidente que existe. Por ejemplo, algunos científicos también lograron probar hace algunos años que este material era nocivo para la salud si no se trata con acierto. Al parecer, los bordes dentados del material pueden perforar las membranas celulares y la piel de personas. Por el momento las autoridades de seguridad en manejo de materiales alertan de la precaución en el manejo del grafeno por su potencial riesgo de irritación en piel, ojos y mucosas, así como del peligro de su inhalación e ingesta.
Asimismo, el grafeno tiene efectos secundarios sobre el medio ambiente. Por ejemplo, además de causar en los animales un daño similar al de las células humanas, puede moverse sin problemas a través del agua y contaminarla.
Los avances más recientes
En los últimos años, se han publicado varios estudios y varias empresas han anunciado proyectos ambiciosos utilizando de alguna forma el grafeno. Estos son algunos de los avances más prometedores:
En el ámbito de la superconductividad, se han logrado importantes avances que podrían revolucionar la tecnología energética. Investigaciones recientes han demostrado que el grafeno puede exhibir propiedades superconductoras en condiciones específicas, lo que abre la puerta a su uso en sistemas de transmisión eléctrica sin pérdidas y dispositivos electrónicos más eficientes.
En medicina y neurociencia, la empresa española Inbrain Neuroelectronics y potencial competidora de Neuralink (Elon Musk) ha desarrollado un chip de grafeno con el potencial de transformar el tratamiento de enfermedades neurológicas y neuropsiquiátricas. Este dispositivo busca ofrecer terapias de precisión para reducir la necesidad de fármacos en trastornos como el Parkinson, la epilepsia y el trastorno obsesivo-compulsivo. Su capacidad para interactuar con el cerebro de manera más eficiente que los implantes tradicionales podría marcar un antes y un después en la neurotecnología.
También en relación con la medicina, en 2025 fue noticia que un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, en colaboración con Hospital Nacional de Parapléjicos, ha conseguido reconectar, en una rata, una médula espinal totalmente seccionada a nivel torácico utilizando una espuma en tres dimensiones creada con óxido de grafeno reducido (derivado del grafeno). Este logro, publicado en la revista Bioactive Materials, demuestra el potencial de este material para el tratamiento de las lesiones medulares.
Otro avance relevante se encuentra en el desarrollo de recubrimientos anticorrosivos basados en grafeno. Gracias a su estructura de capas de carbono en forma hexagonal, este material ofrece una resistencia y ligereza excepcionales, lo que lo convierte en una solución innovadora para la protección de infraestructuras metálicas en sectores como la construcción, el transporte y la industria naval. Su implementación promete aumentar la durabilidad de materiales expuestos a condiciones extremas y reducir costos de mantenimiento.
