Del laboratorio a la industria:

cómo el grafeno de Graphenemex impulsa la innovación en México (Parte II)

En la parte l de este artículo hablamos de que incorporar grafeno en un producto o proceso no comienza con una formulación ni con la compra de un nanomaterial, sino con la voluntad de innovar. 

Si una empresa o prospecto ha identificado una problemática que podría resolverse mediante el uso de grafeno y existe disposición para invertir tiempo, recursos y talento humano en un proceso de investigación y desarrollo, surge entonces una nueva pregunta:  

¿Cómo comienzo? 

La respuesta es sencilla, pero requiere de trabajo y colaboración.  A continuación, se presenta la ruta de trabajo que Graphenemex® ha construido a partir de más de diez años de experiencia produciendo materiales grafénicos y colaborando con distintas industrias para la adaptación de eta tecnología.  

Entender el grafeno y sus posibilidades 

Antes de pretender iniciar pruebas experimentales, es importante que el interesado comprenda, al menos de manera general, qué es el grafeno, cuáles son sus diferencias y qué tipo de beneficios puede aportar. No es necesario convertirse en especialista del grafeno. Precisamente para eso Graphenemex® ofrece total comunicación y apertura para brindar soporte. Pero sí es recomendable involucrar al personal técnico, de investigación y desarrollo, calidad o producción, para resolver dudas y comprender las capacidades y limitaciones reales de esta tecnología.  

De la misma manera, Graphenemex® necesita conocer las generalidades del proceso del interesado. Para ello es útil compartir información relacionada con las materias primas empleadas, formulaciones y procesos generales de manufactura, métodos de control de calidad, así como normativas o especificaciones que debe cumplir el producto final. No es necesario revelar secretos industriales o formulaciones completas, pero sí proporcionar información suficiente que permita entender el sistema donde se pretende incorporar el grafeno. 

Protección de la información 

Dependiendo de la naturaleza del proyecto, puede ser conveniente formalizar acuerdos de confidencialidad (NDA) antes de intercambiar información técnica detallada. Estos acuerdos permiten proteger tanto los conocimientos y desarrollos propios del cliente, como las metodologías, materiales y experiencia acumulada por Graphenemex®. La confidencialidad favorece una colaboración más abierta y eficiente, permitiendo compartir información sin comprometer la propiedad intelectual de ninguna de las partes. 

Selección del material 

El término grafeno engloba una familia de materiales base carbono. Sus variantes más conocidas son el grafeno propiamente dicho, óxido de grafeno y el grafeno reducido. Sin embargo, la familia es más amplia de lo que se puede encontrar en la literatura como materiales estándar. Esto se debe a que cada productor tiene su propio método de síntesis con o sin funcionalizaciones adicionales y, es aquí cuando las diferencias se hacen más evidentes cuando se comienza la etapa de desarrollo.  

Al ser Graphenemex el fabricante de sus propios materiales, puede sugerir el tipo de material con mayor probabilidad de éxito. En algunos casos, los materiales grafénicos producidos de manera convencional pueden interactuar adecuadamente con la matriz del cliente sin necesidad de modificaciones adicionales, lo cual es particularmente importante, ya que reduce considerablemente los tiempos y costos de desarrollo. Sin embargo, cuando la compatibilidad es limitada, puede evaluarse la posibilidad de realizar modificaciones químicas superficiales o emplear agentes de acoplamiento que favorezcan la interacción con las materias primas utilizadas. 

Pruebas de compatibilidad 

Para aprovechar las características del grafeno, este debe integrarse dentro de una matriz tridimensional capaz de mantenerlo disperso y estabilizado, para transferir sus propiedades de una manera balanceada. Por lo tanto, esta etapa busca identificar cuál de las materias primas presentes en la formulación puede actuar como vehículo para facilitar la integración del grafeno dentro de la matriz. Asimismo, esta etapa suele orientar para la identificación del momento o parte del proceso más adecuado para la incorporación en el sistema.  

Pruebas exploratorias  

Una vez identificado el o los materiales afines, es importante realizar pruebas exploratorias a baja escala para evaluar distintas concentraciones de grafeno, pero también métodos de integración al nuevo sistema o producto.  

Esto se debe a que, así como no existe un grafeno único, tampoco existe una dosis estándar, ni un método específico para el aprovechamiento de sus propiedades. La buena noticia es que, en muchos sistemas poliméricos, recubrimientos y resinas, concentraciones muy bajas de grafeno en peso suelen ser suficientes para observar mejoras significativas, siempre y cuando el grafeno se encuentre adecuadamente distribuido en toda la matriz que lo soporta.   

Pruebas en ambiente relevante 

Teniendo identificado el grafeno más compatible y el rango de dosis efectiva a escala laboratorio, es posible programar una prueba bajo condiciones reales de proceso, atendiendo los parámetros de calidad habitualmente empleados.  

En este sentido, el desarrollo de aplicaciones con grafeno debe entenderse como un proceso de aprendizaje compartido, donde el cliente aporta el conocimiento de su producto y Graphenemex® contribuye con su experiencia en grafeno. La combinación de ambas capacidades es lo que finalmente permite resolver una problemática o interés real.