“Hemos realizado algunas pruebas y hemos tenido resultados y compartido el material con otras instituciones”, explicó a Efe Ximena Jaramillo, docente y responsable del laboratorio de nuevos materiales de la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL), donde se sintetiza el que se considera “material del futuro”.
El proyecto echó a rodar en el Parque Tecnológico y Científico de esta universidad, ubicada en el sur de Ecuador, gracias un convenio con la empresa neerlandesa Graphentech, que dotó a los laboratorios de la materia prima para procesar el grafeno de manera sostenible.
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“La idea es, justamente, aportar a la conservación del medioambiente con metodologías que sean ecológicas”, añadió la científica, al advertir que las técnicas empleadas en otras partes del mundo permiten obtener un producto de alta calidad, pero mediante procesos que resultan contaminantes.
De características bidimensionales, compuesto por una microscópica malla hexagonal de átomos de carbono, este material es de gran resistencia y a la vez muy flexible, con una formación similar a la del grafito, el componente de las minas de los lápices.
Un grafeno sostenible
Los experimentos iniciales sobre el grafeno les valieron a Andre Geim y Konstantin Novoselov el premio Nobel de Física en 2010, y una década después la comunidad científica se afana por lograr grafeno de alta calidad, pero sintetizado con solventes no reactivos.
Este proyecto en Ecuador está probando con agua, ácidos como el ascórbico (vitamina C) e incluso extractos de papa andina para conseguir separar las láminas monodimensionales del grafeno, de los grupos funcionales que lleva este adosado.
Talía Tene, docente del departamento de Química y miembro del grupo de investigadores de Ciencia y Tecnología de Materiales de la UTPL, instruye a varios universitarios entre probetas, tubos de ensayos y pipetas, cómo mezclar componentes para obtener óxido de grafeno y óxido de grafeno reducido.
"Los estudiantes están muy interesados no solamente en hacer cambios y mejoras a la síntesis, sino también en aplicaciones y presentar prototipos para diferentes ámbitos", indicó la investigadora.
Descontaminante de ríos
Del laboratorio ya han salido dos casos de éxito: uno que emplea grafeno para absorber azul de metileno del agua, conocido tinte de las prendas vaqueras o tejanas; y otro para la remoción de mercurio, metal pesado usado en la minería ilegal para la extracción del oro y altamente contaminante para los ríos donde se vierte como relave.
“Podría ser una excelente solución para descontaminar los ríos que van del Ecuador y llegan a Perú”, avanzó Tene sobre las aplicaciones de un experimento con el que se obtuvo en 20 minutos un aumento del pH del agua de 2 a 6, con una solución de un gramo de grafeno reducido por cada 125 miligramos de contaminante.
El mercurio, explica, se une al óxido de grafeno reducido y se forma una molécula de un compuesto mucho más grande que puede ser retirado del agua con un filtro de aproximadamente un micrómetro.
Futuras aplicaciones médicas
La investigadora avanza también futuras aplicaciones de este material como biosensor para detectar, por ejemplo, el cáncer de mama de manera precoz.
“Los cambios de temperatura en el seno pueden dar un pronóstico de que puede existir un problema. Siendo el óxido de grafeno un buen conductor del calor, con ayuda de electrónica podría convertirse en un sensor al detectar cualquier tipo de modificación”, expresó.
Para desarrollar esa idea es necesario que las láminas de grafeno sean lo más “limpias” posibles y desprender esos grupos funcionales de oxígeno, hidrógeno, inclusive azufre que “no permiten el paso de la corriente o el calor”.
Mediante extractos naturales, la universidad está tratando de obtener un producto final con características muy similares a un material muy competitivo que se fabrica en China pero que emplea componentes químicos para separar las láminas.
Otro de los retos es elevar la escalabilidad del material producido en el laboratorio para lograr producirlo en cantidad.
“Parece un material muy simple, pero recordemos que los nanomateriales actúan en pocas cantidades”, concluyó la docente de la UTPL, que aspira a convertirse en un centro de producción local de grafeno y abastecer a diversas áreas productivas del país andino.