Del laboratorio a la industria:
cómo el grafeno de Graphenemex impulsa la innovación en México (Parte I)
En 2014, Graphenemex® nace con la visión de convertirse en la primera empresa en México y América Latina, capaz de producir Grafeno y sus derivados a escala industrial, para poner esta tecnología al alcance de las empresas o instituciones interesadas en aprovechar sus extraordinarias propiedades en sus productos o procesos.
En aquellos años, el grafeno era considerado un material altamente disruptivo, tanto, que su aislamiento y estudios experimentales condujeron al otorgamiento del Premio Nobel de Física 2010 a Andre Geim y Konstantin Novoselov, investigadores de la Universidad de Manchester, Reino Unido. Siendo precisamente Europa y Asia quienes aceleraron los esfuerzos para conocer más del maravilloso material.
Las propiedades superativas identificadas en el grafeno, en términos eléctricos, térmicos, mecánicos, ópticos, etc., inmediatamente despertaron el interés de gobiernos, centros de investigación y empresas a nivel global. Al grado que la Unión Europea en 2013 anunció uno de los programas científicos más importantes de las últimas décadas: el Graphene Flagship. Una iniciativa con una inversión cercana a los mil millones de euros destinada a impulsar, durante una década, líneas de investigación relacionadas con el grafeno, pero con un enfoque resolutivo ante problemáticas tecnológicas y sociales.
Aunque la prioridad del programa fue fortalecer la ciencia y tecnología europea, su efecto trascendió fronteras. Gracias al Graphene Flagship, el grafeno dejó de ser un material conocido únicamente en círculos académicos, acaparando la atención de distintos sectores industriales, desde la electrónica hasta la medicina.
Cabe mencionar que la misma característica que hizo del grafeno un material fascinante también se convirtió en uno de sus mayores desafíos. Su capacidad para combinar en una sola nanoestructura bidimensional, propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas, de barrera y, ópticas, despertó el interés de investigadores de prácticamente todas las áreas del conocimiento. Como consecuencia, surgieron numerosas líneas de investigación de ciencia básica que han permitido profundizar en sus posibles aplicaciones.
Si bien esta diversidad en líneas de investigación ha sido indispensable para ampliar el conocimiento sobre el material, de alguna manera también dispersó los esfuerzos científicos y tecnológicos que dificultaron el seguimiento continuo y sistemático de los estudios, en vías de acelerar su maduración tecnológica hasta convertirse en productos reales o soluciones disponibles en el mercado. En otras palabras, el potencial del grafeno es tan amplio que durante muchos años resultó más sencillo demostrar nuevas propiedades o aplicaciones a escala de laboratorio que migrar de la ciencia básica a la ciencia aplicada. Probablemente y, en primera instancia, por el bajo rendimiento de los métodos de producción a costos elevados, seguido por el limitado conocimiento técnico y científico en el tema y, finalmente, por la dificultad de incorporar esta tecnología en el sector industrial.
Fue precisamente en ese contexto cuando surgió Graphenemex®. Además de invertir en infraestructura, la empresa conformó un equipo científico y técnico dedicado al desarrollo de tecnologías de producción escalables. Como resultado de ese esfuerzo, actualmente cuenta con dos patentes relacionadas con procesos de fabricación a escala industrial de grafeno y óxido de grafeno.
Producir el material es solo la primera parte del reto. La segunda consiste en saber cómo aplicarlo de manera eficiente, reproducible y económicamente viable dentro de un proceso productivo existente.
El grafeno posee un rango de aplicaciones extraordinariamente amplio, pero precisamente por ello, también son numerosas las variables que deben controlarse para lograr un desarrollo exitoso. Cada industria posee materias primas específicas, procesos productivos propios, requerimientos normativos particulares, así como conocimientos acumulados que constituyen parte de sus secretos industriales.
En Graphenemex somos especialistas en materiales grafénicos. Conocemos sus métodos de producción, sus características y los posibles mecanismos de interacción con distintos sistemas. Sin embargo, difícilmente podemos conocer con el mismo nivel de detalle todos los procesos de manufactura, formulaciones y condiciones operativas de cada industria interesada en adoptar esta tecnología. Por ello, el desarrollo de aplicaciones con grafeno debe entenderse como un proceso colaborativo entre quien conoce el nanomaterial y quien conoce el producto final.
¿Cómo se desarrollan las aplicaciones con grafeno?
La experiencia nos ha demostrado que los proyectos más exitosos no comienzan con una formulación ni con una muestra de material. Comienzan mucho antes, con una decisión estratégica: la voluntad de innovar.
Modificar un material con grafeno no consiste simplemente en agregar un nuevo ingrediente a una mezcla o sustituir una materia prima por otra. Es importante comprender que el grafeno no es una solución universal, ya que, en la mayoría de las aplicaciones, su función es potenciar o complementar las propiedades de un sistema existente. En consecuencia, los cambios logrados sobre las características originales del material dependen tanto del tipo de grafeno seleccionado como de su adecuada integración dentro de la matriz que lo soporta. Se trata de explorar una nueva tecnología con el potencial de transformar productos, procesos y modelos de negocio.
Por esta razón, la primera pregunta no debería ser ¿Cuánto grafeno necesito?, ni tampoco ¿Qué me va a resolver o en qué me va a ayudar?
Las preguntas deberían ser: ¿Qué problema quiero resolver o qué oportunidad quiero aprovechar? y, una muy importante, ¿Existe disposición para destinar tiempo y recursos a un proyecto de investigación y desarrollo?
Las respuestas de estas preguntas son el comienzo de un proceso de investigación y desarrollo que implica dedicar tiempo, recursos económicos y talento humano, dispuesto a interactuar y proponer, incluso para adaptar formulaciones o modificar procesos cuando sea necesario.
“La innovación exitosa rara vez ocurre en el primer intento. La mayoría de las tecnologías que hoy consideramos exitosas son resultado de largos y complejos procesos de desarrollo”.
Más que vender un material, la filosofía de Graphenemex® es acompañar a las empresas en el proceso de investigación y desarrollo, ayudándolas a identificar oportunidades, diseñar estrategias y aprovechar el potencial del grafeno en soluciones con valor agregado real.
Algunas preguntas que ayudan a definir si iniciar una fase de investigación es factible son las siguientes:
- ¿Qué propiedad se desea mejorar?
- ¿Cuál es el desempeño actual del producto?
- ¿Qué problema se busca resolver o mejorar?
- ¿Existe alguna limitación técnica que no haya podido resolverse con tecnologías convencionales?
- ¿Se busca reducir costos, sustituir materiales, incrementar la vida útil o desarrollar una nueva línea de productos?
En muchos casos, esto permite determinar rápidamente si el grafeno es una tecnología con potencial para atender la necesidad planteada o si existen alternativas más adecuadas.
En la Parte ll de este artículo, explicaremos cómo Graphenemex® puede ayudar a transformar una idea en una aplicación industrial real, desde el primer contacto.
Redacción: EF/Dania Hernández
