El grafeno es capaz de filtrar las impurezas del agua, según un reciente estudio

Desde que se descubriera en 2004 por investigadores rusos, el grafeno ha sido un material que ha dado lugar a diferentes estudios sobre sus características y utilidades, debido a que es delgado, fuerte, ligero, un conducto perfecto de electricidad y temperatura y, además, muy flexible.

Por ello, no es de extrañar que, constantemente, se descubran nuevas funciones para este curioso material. Así, un reciente estudio publicado en Nature Communications ha asegurado que este polifacético ingrediente de la naturaleza es un excelente filtro para las impurezas del agua.

El hallazgo no es novedoso, ya que se conocía que los átomos de carbono eran capaces de limpiar el agua. Lo realmente importante de este experimento es que se ha realizado a través de un nuevo método.

Este se centra en las conocidas como fuerzas de Van der Waals, que se corresponden con las pequeñas cavidades que se generan entre los nanomateriales en 2D cuando se superponen entre sí.

Al observar este fenómeno, descubrieron un problema que se produce por la excesiva delgadez del grafeno, lo que causa un gran problema de filtración: el líquido tiene que pasar gran parte de su viaje en el plano horizontal, mientras que en el vertical su trayecto sería mucho más rápido.

"El agua puede pasar, pero los contaminantes orgánicos o algunos iones metálicos serían demasiado grandes para pasar, por lo que podría filtrarlos", ha señaladoRobert Hurt, ingeniero químico de la Universidad de Brown (Estados Unidos).

Por qué el grafeno, el material más disruptivo de la historia, no termina de convertirse en una realidad

En aras de resolver este acertijo, los investigadores utilizaron un sustrato elástico que comprime la capa de grafeno en una serie microscópica irregular con picos y valles, lo que significa que el agua puede atravesar el pico verticalmente antes que atravesar las llanuras abiertas en horizontal. Todo ello a nanoescala, por supuesto.

"Cuando arrugas el grafeno, inclinas las hojas y los canales fuera del plano", ha explicado Muchun Liu, científico de materiales del Instituto de Tecnología de Massachusetts (Estados Unidos), más conocido como MIT. "Si lo arrugas mucho, los canales terminan alineados casi verticalmente", ha apuntado.

Una vez hecho esto, el grafeno y el sustrato se fijan a una sustancia epóxica, una especie de resina, antes de que los picos y valles se recorten. De esta forma, se ofrece al líquido una ruta más rápida, a la vez que el grafeno permite la filtración.

Los científicos han bautizado a estos nuevos materiales como VAGME, membranas de grafeno alineadas verticalmente, las cuales podrían tener muchos usos más allá de garantizar la seguridad del consumo de agua.

Los diferentes usos del polifacético grafeno

El grafeno es un material enmarcado dentro de los conocidos como bidimensionales, junto al calcio, los protones o las baterías sólidas alcalinas. Su descubrimiento tuvo lugar en 2004, de la mano de unos investigadores rusos.

Desde entonces, los estudios alrededor de este material han sido numerosos, gracias a las maravillosas propiedades que tiene, aunque su tratamiento es extremadamente costoso.

Así, entre sus utilidades destaca su uso en baterías con 10 veces la capacidad de las baterías actuales de litio, con cargas en 15 segundos, como consiguió la empresa europea Skeleton, o la obtención de materiales que puedan generar electricidad de forma autónoma, entre otras.

Por ello, no es de extrañar que aumenten las funciones del grafeno, como adelantó en 2015 IDC, que consideraba que el grafeno sustituiría progresivamente al silicio, consiguiendo con ello una generación nueva de microelectrónica.

Para los investigadores de este estudio, los VAGME podrían ser de gran utilidad para sistemas de filtrado industriales, así como domésticos, pensando con ello en su comercialización.

Además, con el descubrimiento de estas nuevas funcionalidades, se avanza en el campo de los nanomateriales, los cuales constantemente dan pie a nuevos hallazgos científicos. 

"En los últimos 10 años, ha surgido todo un campo de estudio respecto a los espacios que se forman entre los nanomateriales 2D", ha apostillado Hurt. "Es increíble, pero en estos espacios puedes cultivar y almacenar cosas", ha resaltado.

Aunque los descubrimientos respecto a estos materiales no dejan de sucederse, los estudios son realmente costosos, por lo que los nuevos hallazgos llegarán, inevitablemente, de la mano de una inversión en este ámbito de estudio. O deberían llegar.