Combinan plasma y grafeno para proteger superficies metálicas de la corrosión

El plasma es un gas ionizado al que frecuentemente se le denomina como el cuarto estado de la materia. Los plasmas, que se generan artificialmente comunicando energía a un gas, están en los tubos fluorescentes que iluminan las cocinas, pero tienen otras muchas posibilidades como la producción de grafeno.

El Laboratorio de Innovación en Plasmas (LIPs) de la Universidad de Córdoba ya avanzó en el uso del plasma para la producción de grafeno, ese material revolucionario que le valió el Nobel a sus descubridores. Recientemente, un nuevo diseño tecnológico consiguieron incrementar la producción de grafeno más de un 22%. Siguiendo esa línea de investigación, ahora proponen dos metodologías para aplicar grafeno, que también es altamente anticorrosivo, sobre superficies metálicas usando plasmas de microondas a presión atmosférica, con el objetivo de no modificar las propiedades de los metales.

«El primero de los métodos que desarrollamos permite una transferencia directa, es decir, exponemos una superficie al plasma con el que estamos sintetizando el grafeno y éste se deposita directamente en la superficie. Es la forma más rápida de hacerlo» explica el investigador principal del trabajo, Francisco Javier Morales. El segundo método, continúa el investigador Andrés Raya, «es un método de tres pasos que consiste en la síntesis de grafeno a partir del plasma, la dispersión del grafeno en un disolvente orgánico y luego la aplicación de esa mezcla como si fuese una pintura». Este método en tres pasos es más lento, pero es más versátil y permite jugar con los diferentes parámetros.

De izquierda a derecha, Rocío Rincón, Francisco Javier Morales, José Muñoz y Andrés Raya, del Laboratorio de Innovación en Plasmas.

Así, mientras que la primera metodología es más rápida, la segunda consigue mejores resultados en cuanto a grado de cobertura de la superficie, ya que penetra mejor en las grietas y rugosidades del material. Si la primera necesita de un equipamiento industrial para su uso, la segunda podría llegar al usuario común, al que se le facilitaría la dispersión que usaría luego con un aerógrafo.

Estas metodologías «podrían aplicarse en la protección de los electrodos de las pilas de combustible que están expuestas a medios muy oxidativos como el oxígeno o el agua deteriorando sus electrodos y membranas. Con esta técnica la corriente continuaría circulando, pero se evitaría esa oxidación» detalla el investigador José Muñoz.

El desafío que enfrentan ambos métodos es que ninguno ofrecía una adhesión suficientemente fuerte entre la capa de grafeno y la superficie metálica, «no se adherían lo suficiente, por lo que necesitamos mejorar ese aspecto», señala la investigadora Rocío Rincón.

Prueba y error: el avance natural de la ciencia

A falta de esta adherencia, el equipo señala que ya de por sí la obtención de esas capas de grafeno sobre los metales y el efecto que tienen sobre la superficie del metal así como la puesta a punto de ambos métodos es un avance muy valioso.

«Con las pruebas que no han funcionado hemos podido aprender mucho sobre el material, sobre la manera de depositarlo, hay una serie de resultados negativos que son muy valiosos y que nos ha ayudado a afinar el método» recuerda Rocío Rincón.

En el nacimiento de esta nueva línea de investigación los próximos pasos a seguir están claros: buscar un aumento de esa adherencia del grafeno al metal. En el Laboratorio de Innovación en Plasmas ya estudian esta mejora tanto para el método de aplicación directa como para el método en tres pasos.