Los expertos de Graphene Flagship identifican oportunidades clave en la comercialización del grafeno después de un análisis integral de tres años de los métodos de producción y las aplicaciones potenciales.

¿Qué pasó con las aplicaciones prometidas de grafeno y materiales relacionados? Gracias a iniciativas como la organización Graphene Flagship de la Unión Europea y las fuertes inversiones de las industrias líderes, la fabricación de grafeno es lo suficientemente madura como para producir prototipos y algunas aplicaciones de nicho de la vida real. Ahora, los investigadores del socio Graphene Flagship, el Instituto Fraunhofer de Investigación de Sistemas e Innovación (ISI) en Karlsruhe, Alemania, han publicado dos artículos que trazan la ruta de la futura introducción masiva esperada de grafeno y materiales relacionados en el mercado.

En el 2004, el grafeno se hizo despegando capas atómicamente delgadas de un bloque de grafito. Ahora, gracias a los avances iniciados por Graphene Flagship, entre otros, podemos producir grandes cantidades de grafeno con una calidad confiable y reproducible. Además, Graphene Flagship ha impulsado el descubrimiento de miles de materiales en capas, complementarios al grafeno en propiedades y aplicaciones, y ha encabezado los esfuerzos para estandarizar la fabricación de grafeno para garantizar la consistencia y la confiabilidad.

Las nuevas publicaciones de los investigadores de Graphene Flagship en Fraunhofer ISI, en la revista 2D Materials de IOP Publishing, revisan los últimos resultados de la Hoja de Ruta de Tecnología e Innovación, un proceso que explora las diferentes vías hacia la industrialización y comercialización del grafeno y materiales relacionados. En particular, estos artículos resumen el impacto que el grafeno y los materiales relacionados tendrán transformando el proceso de fabricación y provocando la aparición de nuevas cadenas de valor.

“Nuestro objetivo final es ver el grafeno y los materiales relacionados completamente integrados en los productos y la fabricación del día a día”, dice Henning Döscher, del socio insignia de Graphene, Fraunhofer ISI, que dirige el equipo de la hoja de ruta de Graphene Flagship. “Estamos analizando continuamente los avances científicos y tecnológicos en el campo, así como su capacidad para satisfacer las necesidades industriales futuras. Nuestros primeros artículos de Graphene Roadmap Brief resumen algunos de los resultados más interesantes ”, añade. «El grafeno y los materiales relacionados agregan valor a lo largo de la cadena de valor, desde la mejora y habilitación de nuevos materiales hasta la mejora de componentes individuales y, finalmente, productos finales».

Las aplicaciones más inmediatas del grafeno, como compuestos, tintas y recubrimientos ya están disponibles comercialmente, como destaca la galería de productos Graphene Flagship. La industria pronto estará lista para absorber e implementar las últimas innovaciones y comenzar a fabricar baterías, paneles solares, dispositivos electrónicos, fotónicos y de comunicación y tecnologías médicas.

“La demanda del mercado de grafeno casi se ha cuadriplicado en los últimos dos años”, explica Thomas Reiss del Fraunhofer ISI, y colíder del proyecto de hoja de ruta. “Al fortalecer los estándares y crear materiales personalizados de alta calidad, esperamos ir más allá de los productos y aplicaciones de nicho para lograr una amplia penetración en el mercado para 2025”, agrega. «Entonces, el grafeno podría incorporarse en productos ubicuos como neumáticos, baterías y productos electrónicos».

La década del amanecer parece decisiva en el camino hacia el mercado del grafeno y materiales relacionados. “Para 2030 veremos si el grafeno es realmente tan disruptivo como el silicio o el acero”, dice Döscher. «Ya está demostrado que el grafeno es útil para numerosas aplicaciones», añade. «Ahora, debemos asegurarnos de que Europa siga siendo líder en este campo, para asegurarnos de que nos beneficiamos del impacto económico y social de desarrollar una innovación de este tipo».

Alexander Tzalenchuk, líder en Graphene Flagship para la industrialización, dice: “La publicación de los resúmenes de la hoja de ruta Graphene Flagship es un avance oportuno y bienvenido para las industrias que innovan con grafeno y materiales relacionados. Mejorar la confianza y la confianza en los productos habilitados con grafeno es un requisito previo clave para la adopción industrial. Informado por el análisis de mercado y la evaluación de la tecnología del Graphene Flagship Roadmap, esto contribuye aún más a nuestra agenda al brindar una validación experta de las características del grafeno y materiales relacionados, componentes mejorados con grafeno, dispositivos y sistemas, mediante el desarrollo de estándares internacionales aceptados y basados ​​en consenso»

Kari Hjelt, directora de Innovación de Graphene Flagship, añade: “Vemos un gran interés en el grafeno por parte de varias ramas de la industria, como lo demuestran los once proyectos de punta de lanza de Graphene Flagship, todos liderados por socios de la industria. Las primeras aplicaciones masivas allanan el camino para áreas emergentes de alto valor agregado en aplicaciones electrónicas y biomédicas. En un futuro próximo, comenzaremos a presenciar el poder transformador del grafeno en muchas industrias. Las actualizaciones del equipo de la hoja de ruta de tecnología e innovación arrojan luz sobre el camino por delante tanto para las comunidades industriales como para la investigación «.

Referencias:

Graphene Roadmap Briefs (No. 1): Interfaces de innovación del Graphene Flagship. H. Döscher, T. Reiss. Materiales 2D , 2020. DOI: 10.1088 / 2053-1583 / abddcc .

Resumen de la hoja de ruta del grafeno (núm. 2): Situación y perspectivas de la industrialización en 2020. H. Döscher, T. Schmaltz, C. Neef, A. Thielmann, T. Reiss. Materiales 2D , 2020. DOI: 10.1088 / 2053-1583 / abddcd .