Una startup en Jessup, Maryland, espera poder lanzar al mercado este año uno de los primeros productos basado en el nanomaterial conocido como grafeno. Vorbeck Materials está fabricando tintas conductoras basadas en el grafeno y que pueden ser utilizadas para imprimir antenas RFID (identificación por radiofrecuencia, por sus siglas en inglés) y contactos eléctricos para pantallas flexibles. La compañía, que se aprovecha del bajo coste de las tintas de grafeno, posee un acuerdo con el gigante de productos químicos alemán BASF, y el mes pasado recibió 5,1 millones de dólares en financiación de la firma de inversiones privadas Stoneham Partners.

Desde que fue creado en el laboratorio por primera vez en 2004, el grafeno ha sido considerado como un material maravilloso: las hojas de átomos de carbono de dos dimensiones son el material más fuerte jamás puesto a prueba, y las propiedades eléctricas del grafeno hacen de él un reemplazo potencial del silicio para los chips de ordenador de alta velocidad. Sin embargo, la síntesis del grafeno para que alcance la calidad necesaria para fabricar transistores sigue siendo, a día de hoy, un proceso costoso que aún no es posible llevar a cabo a escala industrial, aunque los investigadores están manos a la obra para solucionar este problema.

Vorbeck Materials está fabricando lo que el consejero científico de la compañía, Ilhan Aksay, denomina como grafeno “defectuoso” en grandes cantidades. Aunque las propiedades eléctricas del grafeno no son lo suficientemente buenas como para hacer transistores, aún así resulta fuerte y conductivo.

Vorbeck Materials obtuvo la licencia de su método para fabricar grafeno “arrugado” de Aksay, un profesor de ingeniería química de la Universidad de Princeton. Vorbeck Materials afirma que las tintas hechas con este material arrugado son lo suficientemente conductivas y baratas para competir con las tintas de carbono y plata que actualmente se utilizan en las pantallas y en las antenas de las etiquetas de RFID. (Otra startup que también está trabajando con grafeno defectuoso, Graphene Energy en Austin, Texas, está utilizando una forma similar del material para fabricar electrodos para ultracondensadores.)

El método de Aksay comienza por la oxidación del grafito con ácidos, después se separa en hojas de grosor atómico. El grafito expandido pasa a calentarse rápidamente, creando un gas de dióxido de carbono que hace aumentar la presión, obligando a que las hojas de grafeno se separen. Este proceso es común, afirma Aksay, aunque su grupo de investigación desarrolló unos métodos de análisis para mejorar la producción y asegurarse de que las hojas de grafeno se separan completamente. Después las hojas se calientan para eliminar los grupos de oxígeno. “La conductividad es parecida a la del grafeno pristino, aunque las hojas están arrugadas y no es posible apilarlas juntas de nuevo,” afirma Aksay. El polvo resultante se puede añadir a un disolvente para fabricar las tintas o puede añadirse a polímeros para crear compuestos como la goma dura de las ruedas.

La mayoría de las tintas conductivas del mercado están hechas de partículas de plata. Estas tintas se pueden imprimir utilizando técnicas económicas, aunque las tintas por sí mismas son caras. Se utiliza plata en vez de metales más baratos porque es menos dada a la oxidación. Las tintas de plata son más conductivas que la tinta de grafeno de Vorbeck, afirma el presidente de la compañía John Lettow, aunque también mucho más caras. También tienen que ser tratadas con calor antes de poder ser aplicadas, lo que significa que no se pueden imprimir en polímeros y en otros materiales sensibles al calor. La tinta de grafeno no requiere ningún tipo de tratamiento de calor y es más conductiva que las otras alternativas a la tinta de plata basadas en carbono.

Entre las aplicaciones potenciales de la tinta, afirma Lettow, están las antenas para etiquetas de RFID de bajo coste impresas en papel, y los contactos electrónicos para las pantallas. Nick Colaneri, director de Flexible Display Center en la Universidad del Estado de Arizona, afirma que la conductividad de la tinta puede que limite su aplicación a pantallas para dispositivos de baja resolución.

Vorbeck Materials está en negociaciones con fabricantes de equipos electrónicos para desarrollar las tintas según sus especificaciones. Lettow afirma que la compañía comenzará a vender las tintas de grafeno a finales de año.