17/4/2014
Kostantin Novoselov, premi Nobel 2010 pels seus descobriments sobre el grafè, juntament amb André Geim, van pronunciar una conferència a Bilbao sobre una nova propietat del grafè, més exactament, l'òxid de grafè: extreu aigua del vi i licors, amb la qual cosa augmenta la seva graduació. La nova propietat la coneixem des de 2012, però en gener 2014 ha estat publicada a Nature Materials, de Science (EUA), i Nature (Anglaterra).
La van der Waals del grafè
És la força atractiva entre molècules, diferent a aquelles degudes a l'enllaç covalent molecular, i té un abast de diversos nanòmetres. Són relativament febles comparades amb els enllaços químics normals, però juguen un paper fonamental en el cas del grafè, l'aigua no mulla l'òxid de grafè, i la solubilitat de l'alcohol queda afectada.
La monocapa de l'òxid de grafè, d'estructura hexagonal, tipus bresca d'abella, creada per André Geim, 100 vegades més prima que un cabell humà, presenta porus entre els àtoms de carboni, i els investigadors esperaven, que en ser tan petits, ni l'aigua ni cap gas podria passar per ells, però es van trobar una sorpresa. Les forces van der Waals no es veuen afectades per la presència d'una capa d'un sol àtom de gruix, entre la superfície de l'òxid de grafè i la gota d'aigua.
Per comprovar-ho els científics van tapar un got de vodka amb la làmina d'òxid de grafè, i van observar que amb el pas de les hores la graduació d'etanol del vodka anava en augment. Una propietat estranya. Si apilem diverses capes de grafè l'aigua mulla. Les forces Van der Waals actuen. L'òxid de grafè s'obté recobrint la monocapa de grafè amb grups hidroxílics (0H-). El filtre està format per múltiples capes d'òxid de grafè .
Si cobrim un dipòsit de gas amb una monocapa d'òxid de grafè, encara que el gas tingui un pes molecular baix, com l'hidrogen o heli, la làmina de grafè no deixa escapar el gas, i crèiem que tampoc escaparia l'aigua, però l'experiència ha demostrat que cobrir un dipòsit d'aigua amb grafè equival a deixar el dipòsit destapat, el vapor d' aigua s'escapa a l'atmosfera a través dels porus del nanomaterial grafè. Si en comptes d'aigua altres àtoms, gasos, intenten travessar l'òxid de grafè, els porus es tanquen.
 |
| Andrea Geim (esquerra) i Konstantin Novoselov, Premis Nobel de Física 2010, de la Universitat de Manchester, descubridors del grafè. |
Disminueix el nivell d'aigua i en el cas de vi o licors, va augmentant progressivament la graduació d'etanol amb el pas de les hores. El grafè continua sorprenent. La indústria de destil·lats no desitja canviar els seus mètodes tèrmics, l'alambí, i no s'ha passat a l'òxid de grafè. Però indubtablement apareixeran aplicacions industrials, és inert químicament, per exemple, en farmàcia. L'òxid de grafè millorarà els deshumidificadors. És bon conductor de l'electricitat i de la calor, bastant econòmic i a més transparent.
Els materials porosos on els porus són nanomètrics tenen un gran nombre d'aplicacions industrials, en tècnica de separació i filtratge d'un material, amb molècules petites, i propietats electròniques no usuals. Interessa disposar de materials amb una estructura menys densa que l'aigua, per exemple, els nostres ossos, la seva porositat microscòpica els permet pesar menys que l'aigua. Esperem les aplicacions industrials de l'òxid de grafè.