El grafè es va lluir al Congrés Mundial Mòbil 2017, on va exhibir prototips i demostracions reals als més de 110.000 visitants de la fira amb l’objectiu de posar en relleu el potencial d'aquest material: implants retinals que permeten recuperar la visió, adhesius invisibles que controlen el ritme cardíac i l'oxigen en sang, sensors que determinen la quantitat de bacteris als aliments, espectròmetres que detecten si les fruites estan malmeses per dins i fins i tot roba amb calefacció incorporada...
En el marc de la conferència Graphene 2017, celebrada al Centre de Convencions Internacional de Barcelona des del 28 fins al 31 de març, es reuneixen els científics i la indústria per treballar cap a la integració de les noves tecnologies de grafè en les aplicacions actuals. És la major conferència de grafè del món. Organitzada per l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) i l'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), la trobada reuneix un miler de científics de tot el món per exposar els darrers avenços en aquest camp amb ponents de primera fila, encapçalats pels premis Nobel de física Andre Geim i Albert Fert.
L’ICN2- l'Institut Català de la nanociència i la nanotecnologia i ICFO- l'Institut de Ciències Fotòniques són mundialment reconeguts per la seva experiència en el grafè i en investigació de materials i tecnologies relacionades amb el grafè. Durant aquesta conferència de 4 dies de durada, aproximadament 1.000 assistents estan tenint l'oportunitat d'escoltar més de 150 presentacions orals, d’entre les que destaquen la del Profesor Albert Fert, guardonat amb el Premi Nobel de Física 2007 pel descobriment de la magnetoresistència gegant, i el professor Andre Geim, guardonat amb el Premi Nobel de Física el 2010 pels seus experiments innovadors pel que fa a la de dues dimensions del grafè.
La investigació i les comunitats industrials de tot el món estan competint amb ambició de descobrir aplicacions comercials per al grafè. No hi ha material conegut que sigui més fi o més lleuger, i la seva resistència, flexibilitat i conductores propietats són insuperables. Tot just ara s’està començant a comprendre el seu potencial de camps tecnològics com ara comunicacions de dades, Internet de les coses, la salut, les pantalles, i l'energia.
El Professor Stephan Roche, cap de grup en ICN2, destaca que "gràcies a les seves empreses innovadores, la seva excel·lent investigació i un suport ferm de les seves institucions, Catalunya es troba en una bona posició per dirigir els esforços europeus per expandir la indústria basada en el grafè. La celebració de la Conferència de grafè a Barcelona és un nou pas cap endavant".
Per la seva banda, Frank Koppens, líder del grup a l'ICFO, afirma que "tots els principals jugadors de tot el món vénen a aquest esdeveniment. A mesura que les idees s'han convertit ara en prototips de productes emocionants, ens trobem en el punt d'inflexió per veure aquesta nova tecnologia al seu torn comercialització a gran escala ".
Un llençol d’àtoms de carboni
El grafè és un material que ja valoraven les generacions d’anys enrere, però del que s’ha parlat molt durant els darrers anys arran del Premi Nobel de Física que van guanyar el 2010 els russos Andre Geim i Konstantin Novoselov com a resultat de la seva investigació sobre com obtenir-lo a partir del grafit.
Fa uns mesos el doctor enginyer industrial i professor de la UPC durant quaranta anys Pere Brunet ens definia el grafè com un “immens llençol d’àtoms de carboni”. El grafè és una làmina bidimensional d’àtoms, units entre ells i que formen una xarxa de cel·les hexagonals. Els àtoms de carboni es connecten i cristal·litzen en aquesta munió d’hexàgons que formen una estructura plana amb el gruix d’un àtom. “De fet, és el primer material bidimensional de la història. És tan prim que la llum passa a través seu”, afirmava Brunet.
Considerat el material del futur, el grafè està compost exclusivament per carboni, és transparent, més dur que el diamant i alhora totalment elàstic i més lleuger que materials similars, a més de tenir capacitat per conduir temperatura i electricitat. Investigadors d’arreu del món busquie aplicacions per a aquest material, que es va aïllar per primera vegada en 2004 i que va fer mereixedors del Nobel de Física als professors Andre Geim i Konstantin Novoselov el 2010 pels seus experiments amb el grafè.
La investigadora de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), Alba Rosado, va explicar durant el MWC que s’estan desenvolupant fotosensors de grafè que es poden aplicar a la indústria de l’automoció i que permetran als vehicles detectar perills, com l’existència d’objectes ocults en la boira i imperceptibles a l’ull humà. Stijn Goossens, també membre de l’ICFO, va afegir que s’estan desenvolupant membranes de grafè que es poden adherir a la pell i controlar les constants vitals de l’usuari.
Per segon any consecutiu el Mobile World Congress (MWC) de Barcelona va oferir a la Graphene Experience Zone del Graphene Flagship una selecció de les aplicacions més prometedores basades en materials 2D com el grafè. L'Institut Català de Nanociencia i Nanotecnologia hi va presentar noves tecnologies basades en grafè. Entre elles, destaca una pròtesi electrònica de retina, que s'encarrega de generar els impulsos elèctrics en resposta als estímuls procedents de l'exterior. El dispositiu podria permetre recuperar parcialment la visió a persones que han perdut la funcionalitat de les cèl·lules fotosensibles de la retina.
Així doncs, les pròtesis permetran recuperar parcialment la visió a persones que han perdut la funcionalitat de les cèl·lules fotosensibles de la retina, que tradueixen la llum en senyals elèctrics, però conserven el nervi òptic intacte, ja que amb aquesta innovació es pot estimular el nervi òptic mitjançant pròtesi que s'encarreguen de generar els impulsos elèctrics en resposta a estímuls procedents de l'exterior.
D'altra banda, Arben Merkoçi, director del Grup de Nanobioelectrónica i Biosensores de l’ICN2, va presentar una tecnologia desenvolupada i patentada per l’ICN2 que aprofita les propietats òptiques dels punts quàntics (quàntum dots) de grafè, que són nanoestructures que, en ser il·luminades, remeten llum en una longitud d'ona determinada. La tecnologia desenvolupada per l’ICN2 permet aprofitar les seves propietats òptiques per detectar la presència de determinats compostos polifenòlics. Per a això s'utilitzen sensors de paper en els quals s'han dipositat els punts quàntics de grafè.
Les propietats òptiques d'aquests punts quàntics es veuen alterades en contacte amb una mostra per la presència de polifenols, perdent la seva lluentor en ser il·luminats amb llum ultraviolada. Aquest fenomen permet quantificar de forma molt senzilla, mitjançant un telèfon mòbil, la presència d'uns compostos que tenen gran importància en la indústria del vi i de contaminants com, per exemple, els pesticides en aigües. Es tracta doncs d'un mètode barat, ràpid i portable amb nombroses aplicacions.
