58 INVESTIGACIÓN Lámina de grafeno. al grafeno como un hidrocarburo aromático policlínico, infinitamente alternante de anillos de solo 6 átomos de carbono. La dureza del grafeno es 200 veces mayor que la del acero, y casi igual a la del diamante. El grafeno poroso es un tamiz molecular, que separa ga- ses con solo crear un gradiente de presión. Si calentamos agua y gas natural (CH4) obtenemos H2 y CO, que hay que separar, para aprovechar el H2. Con luz ultravioleta se obtienen poros de un diámetro variable, según el ele- mento químico que deseamos apartar. La energía em- pleada en la separación es poco importante, es la presión necesaria para empujar el gas, permear la membrana. La investigación de Pellegrino y Bunch ha sido promocionada por National Science Foundation, EE UU. En Pekín, China, la Academia de Ciencias ha logrado se- parar hidrógeno y nitrógeno, con membrana de nanopo- ros, de grafeno, que únicamente el gas hidrógeno puede atravesar. Si los nanoporos son mayores el gas nitrógeno también podrá atravesar la membrana. Podemos crear poros de un tamaño algo mayor que la molécula de agua. Si con esa membrana sellamos vodka, las moléculas de agua permearán la membrana de grafeno, y se evaporarán, pero el etanol no puede atravesar, con lo cual el vodka aumentará su concentración alcohólica. Con el paso de días obtendremos casi alcohol puro. El agua se evaporó. El grafeno puede servir para aumentar la gradua- ción alcohólica de cualquier licor, o vino. Pero desde el punto de vista industrial-económico el método no es acep- table, no compite con los métodos en uso para modificar el grado alcohólico. El primero en crear la película de gra- feno (varias capas de óxido de grafeno) fue Andrei Geim, en 2010, Premio Nobel. El grafeno forma una red cristalina en forma de panal de abeja, hexagonal. Debido a su delga- dez es prácticamente transparente. El elemento Carbono logra una membrana bidimensional, estable, en un mundo tridimensional, una propiedad que será muy importante en el futuro de la química. Esta ob- servación la hizo Richard E. Smalley en su discurso, cuando en 1996 le concedieron el Premio Nobel. Predijo el interés explosivo por el grafeno. Desde que fue aislado en 2004 han aparecido descubrimientos importantes, no sólo en química, sino también en física fundamental. He- mos podido estudiar un sistema con el espesor de un solo átomo. El grafeno es excelente por su estabilidad química y su alta resistencia mecánica. Su espesor es de 4.9 Ang. Impermeable a los gases normales, incluso al gas helio. Ello es debido al hecho de su densidad electrónica de sus anillos aromáticos, suficiente para repeler los áto- mos y moléculas que intentan pasar por esos anillos. La red de grafeno es hexagonal, trama 6x6, y los poros también, con una periodicidad de 1,47 nm. Los canales tienen una anchura de 1,5 nm. El haz de electrones de un microscopio electrónico de transmisión se ha em- pleado para perforar nanoporos, debidamente espacia- dos, en la hoja de grafeno. Los gases tienen un diámetro cinético, por ejemplo: el del Argon es 3,4 Angs. Con una o varias capas de grafeno se crean poros para se- parar un gas determinado. El cedazo molecular del grafeno poroso Las membranas son barreras selectivas, muy importantes en la industria química y purificación de gases. La mem- brana ideal debe ser lo más delgada posible, para que el flujo sea máximo, robusta, para evitar fracturas, y con poros de un tamaño bien definido, para aumentar la se- lectividad. El poro excluye las moléculas grandes, y deja pasar a las pequeñas. El H2 tiene un radio cinético de 2.89 Angs, y es menor que la anchura del poro 3 Angs. El radio cinético de CH4 es de 3.8 Angs. Para la separa- ción de moléculas pequeñas de gases se ha demostrado que el parámetro principal es la adecuación del diámetro del poro al radio cinético de la molécula blanco. Un éxito de bajo coste. La luz ultravioleta produce una perforación oxidativa, para crear el tamiz molecular. En el gas metano el tamiz molecular es de 3.8 Angs. Po- demos medir las condiciones de transporte a través de los poros de grafeno, de un tamaño de unos pocos angs- troms. Recordemos que 1 Angstrom es 0.1 nm. Los gases que nos interesan son: H2, CO2, Ar, N2, CH4 y SF6. tecnología