La capacidad única del grafito para conducir electricidad mientras disipa o transfiere calor de los componentes críticos lo convierte en un material excelente para aplicaciones electrónicas, incluidos semiconductores, motores eléctricos e incluso la producción de baterías modernas.
El grafeno es lo que los científicos e ingenieros denominan una sola capa de grafito a nivel atómico, y estas finas capas de grafeno se están enrollando y utilizando en nanotubos. Esto probablemente se deba a su impresionante conductividad eléctrica y a la excepcional resistencia y rigidez del material.
Los nanotubos de carbono actuales se construyen con una relación longitud-diámetro de hasta 132 000 000:1, significativamente mayor que la de cualquier otro material. Además de su uso en nanotecnología, que aún es relativamente reciente en el mundo de los semiconductores, cabe destacar que la mayoría de los fabricantes de grafito llevan décadas fabricando grados específicos de grafito para la industria de los semiconductores.
2. Motores eléctricos, generadores y alternadores
El grafito de carbono también se utiliza frecuentemente en motores eléctricos, generadores y alternadores en forma de escobillas de carbón. En este caso, una "escobilla" es un dispositivo que conduce la corriente entre cables fijos y un conjunto de piezas móviles, y suele estar alojado en un eje giratorio.
3. Implantación de iones
El grafito se utiliza cada vez con más frecuencia en la industria electrónica. También se emplea en implantación de iones, termopares, interruptores eléctricos, condensadores, transistores y baterías.
La implantación de iones es un proceso de ingeniería en el que los iones de un material específico se aceleran en un campo eléctrico y se impactan en otro material, a modo de impregnación. Es uno de los procesos fundamentales utilizados en la producción de microchips para ordenadores modernos, y los átomos de grafito suelen ser uno de los tipos de átomos que se infunden en estos microchips de silicio.
Además del papel único del grafito en la producción de microchips, las innovaciones basadas en él se utilizan ahora para sustituir a los condensadores y transistores tradicionales. Según algunos investigadores, el grafeno podría ser una alternativa al silicio. Es 100 veces más delgado que el transistor de silicio más pequeño, conduce la electricidad de forma mucho más eficiente y posee propiedades excepcionales que pueden ser muy útiles en la computación cuántica. El grafeno también se ha utilizado en condensadores modernos. De hecho, se supone que los supercondensadores de grafeno son 20 veces más potentes que los condensadores tradicionales (liberando 20 W/cm³) y podrían ser 3 veces más resistentes que las baterías de iones de litio de alta potencia actuales.
4. Baterías
En el caso de las baterías (de pila seca y de iones de litio), el carbono y el grafito también han sido fundamentales. En el caso de una pila seca tradicional (las que solemos usar en radios, linternas, controles remotos y relojes), un electrodo metálico o varilla de grafito (el cátodo) está rodeado por una pasta electrolítica húmeda, y ambos están encapsulados dentro de un cilindro metálico.
Las baterías modernas de iones de litio actuales también utilizan grafito como ánodo. Las baterías de iones de litio más antiguas utilizaban materiales de grafito tradicionales; sin embargo, ahora que el grafeno es más accesible, se están utilizando ánodos de grafeno, principalmente por dos razones: 1. Los ánodos de grafeno retienen mejor la energía y 2. prometen un tiempo de carga diez veces más rápido que una batería de iones de litio tradicional.
Las baterías recargables de iones de litio son cada vez más populares. Se utilizan con frecuencia en electrodomésticos, dispositivos electrónicos portátiles, computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, coches eléctricos híbridos, vehículos militares y también en aplicaciones aeroespaciales.
Hora de publicación: 15 de marzo de 2021