El grafeno es una maravilla moderna. Está compuesto por una única capa bidimensional de carbono, pero es 200 veces más resistente que el acero y más conductor que cualquier otro material, según la Universidad de Manchester, donde se aisló por primera vez en 2004.
El grafeno también tiene múltiples usos potenciales, incluidas aplicaciones biomédicas como la administración dirigida de fármacos, y para mejorar la vida útil de las baterías de los smartphones.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Arkansas ha encontrado indicios que sugieren que el grafeno también podría utilizarse para proporcionar un suministro ilimitado de energía limpia.
El equipo afirma que su investigación se basa en la capacidad del grafeno de "ondular" hacia la tercera dimensión, de forma similar a las olas que se desplazan por la superficie del océano. Según los investigadores, este movimiento puede aprovecharse para generar energía.
Para estudiar el movimiento del grafeno, el investigador principal Paul Thibado y su equipo extendieron láminas del material sobre una rejilla de cobre que actuaba como soporte, lo que permitía que el grafeno se moviera libremente.
Los investigadores utilizaron un microscopio de efecto túnel de barrido (STM) para observar los movimientos, y comprobaron que centrarse en ondulaciones individuales arrojaba resultados más claros.
Al analizar los datos, Thibado observó tanto pequeñas fluctuaciones aleatorias, conocidas como movimiento browniano, como movimientos más grandes y coordinados.
Cuando los átomos de una lámina de grafeno vibran en respuesta a la temperatura ambiente, estos movimientos invierten su curvatura, lo que genera energía, según los investigadores.
Captación de energía
"Esta es la clave para utilizar el movimiento de los materiales 2D como fuente de energía aprovechable", afirma Thibado.
"A diferencia de los átomos de un líquido, que se mueven en direcciones aleatorias, los átomos unidos en una lámina de grafeno se mueven de forma conjunta. Esto significa que su energía puede recogerse mediante la nanotecnología existente."
Los fragmentos de grafeno del laboratorio de Thibado miden unas 10 micras de ancho (más de 20.000 podrían caber en la cabeza de un alfiler). Cada fluctuación que muestra una ondulación individual mide solo 10 nanómetros por 10 nanómetros y podría producir 10 picovatios de potencia, según los investigadores.
Como resultado, cada membrana de tamaño micro tiene el potencial de producir energía suficiente para alimentar un reloj de pulsera, y nunca se desgastaría ni necesitaría recargarse.
Thibado ha creado un dispositivo, llamado Vibration Energy Harvester, que, según afirma, es capaz de convertir esta energía captada en electricidad, como muestra el siguiente vídeo.
Esta fuente de energía autorrecargable también tiene el potencial de convertir objetos cotidianos en dispositivos inteligentes, así como de alimentar dispositivos biomédicos más sofisticados, como marcapasos, audífonos y sensores portátiles.
Thibado afirma: "La autoalimentación permite bioimplantes inteligentes, lo que tendría un profundo impacto en la sociedad."
