A pesar de estar hecho únicamente de carbono, al igual que el grafito y el diamante, el grafeno cuenta con propiedades únicas gracias a su estructura atómica.

El grafeno es un material carbonoso compuesto por láminas de un átomo de espesor, dispuestos en una estructura hexagonal similar al grafito. Estas características lo conviernten en el material bidimensional más delgado conocido que ha revolucionado la ciencia de los materiales debido a su excepcional combinación de propiedades físicas, químicas y mecánicas.

Conductividad eléctrica: El grafeno es un conductor excepcional, mejor incluso que el cobre. Esto se debe a que los electrones se mueven con una gran velocidad y eficiencia a través de su estructura casi sin resistencia.

Conductividad térmica: Además de conductividad eléctrica, también un excelente conductor térmico en comparación a otros materiales convencionales.

Resistencia mecánica: El grafeno es aproximadamente 200 veces más fuerte que el acero y, su vez, es extremadamente liviano y flexible, dando paso a la posibilidad de diseñar materiales ultraligeros y resistentes.

Flexibilidad y elasticidad: Además de su dureza, el grafeno es altamente flexible, lo cual facilita su integración en dispositivos electrónicos y en materiales que requieren adaptabilidad sin comprometer su resistencia.

Retardancia a la llama: Esta propiedad lo hace idóneo para su uso en seguridad contra incendios. El grafeno, junto con otros materiales, puede mejorar la resistencia al fuego dado que forma una barrera física disipa el calor.

El grafeno puede ser utilizado en diferentes sectores industriales y tecnológicos debido a sus propiedades, entre los que destacan los siguientes:

Electrónica: La conductividad y flexibilidad son propiedades ideales para la fabricación de dispositivos electrónicos, como transistores, circuitos y pantallas táctiles flexibles. Su uso en transistores, por ejemplo, podría permitir la creación de dispositivos más rápidos y con mayor capacidad de procesamiento que los actuales basados en silicio.

Baterías: Las propiedades de carga y descarga rápida del grafeno lo convierten en un excelente candidato para mejorar las baterías de litio-ion y desarrollar supercondensadores. Estas baterías podrían ofrecer una mayor duración y una velocidad de carga considerablemente mayor que las actuales, con aplicaciones en electrónica y vehículos eléctricos.

Materiales compuestos: La resistencia y ligereza resultan muy útiles en la fabricación de materiales compuestos de alta resistencia y bajo peso para sectores como la aeronáutica, la automoción y la construcción. Además, puede mezclarse con otros materiales para crear compuestos avanzados que optimicen la durabilidad y el peso de componentes críticos.

Energías renovables: El grafeno está siendo explorado como material para la fabricación de paneles solares más eficientes y ligeros, aumentando la eficiencia de las celdas solares y reduciendo su coste de fabricación.

Sensores: Debido a su alta sensibilidad, el grafeno se utiliza en sensores que pueden detectar gases, impactos e incluso señales eléctricas.

A pesar de su potencial, la producción a gran escala de grafeno de alta calidad y a bajo coste sigue siendo un desafío tanto técnico como económico. Actualmente, existen métodos como la exfoliación mecánica, la deposición química en fase vapor (CVD) y la reducción de óxidos de grafeno, pero cada uno tiene sus limitaciones en términos de calidad, coste y escalabilidad.