El grafeno se ha promocionado como un material milagroso, un superhéroe de la química moderna. El interés por el grafeno se debe a sus propiedades únicas. Esta sustancia, con un espesor de un solo átomo y más de 200 veces más fuerte que el acero, es ligera y flexible y conduce de un modo eficiente tanto el calor como la electricidad. También crea una barrera impermeable perfecta que ni siquiera los átomos de helio pueden atravesar.
Este perfil de propiedades hace que los materiales a base de grafeno sean muy interesantes para un amplio abanico de aplicaciones muy demandadas, entre las que se incluyen materiales compuestos, dispositivos electrónicos wearables, sensores, semiconductores e incluso dispositivos médicos. Además, el grafeno tiene la máxima relación entre área superficial y volumen de todos los materiales conocidos, lo que lo hace muy valioso para aplicaciones como las baterías y las celdas solares, en las que el tamaño y el peso son factores limitantes cruciales.
Desde su aislamiento inicial en 2004, los investigadores se han embarcado en una carrera global para aprovechar todo su potencial mediante el desarrollo de las primeras aplicaciones comerciales del grafeno. Los datos de las dos últimas décadas revelan patrones de innovación curiosos en este campo, como ya se explicó en un informe técnico anterior publicado conjuntamente por CAS y por la Biblioteca Científica Nacional de la Academia China de las Ciencias. Aquí ofrecemos una descripción actualizada del panorama desde la perspectiva de la investigación y empresarial.
¿Cómo ha evolucionado el panorama de investigación del grafeno?
Un examen del número de publicaciones de investigación relacionadas con el grafeno desde 2010 revela varias tendencias.En primer lugar, la producción general ha aumentado drásticamente. La producción de investigación se ha multiplicado por 5 en este periodo, lo que demuestra una explosión global del interés que refleja con claridad la intensa carrera por comercializar el grafeno.
Se pueden encontrar tendencias más detalladas cuando la producción se subdivide por países. La mayoría de la investigación publicada procede de tan solo cinco países: China, Estados Unidos, Corea del Sur, Japón y la India. Al aislar los datos de estos países se puede ver la evolución del liderazgo en este campo. Por ejemplo, Estados Unidos y Japón fueron los primeros líderes de la investigación básica antes de 2010 y su productividad se ha mantenido más o menos constante desde entonces.
Sin embargo, la llegada de Corea y China al panorama de investigación alrededor de esa fecha impulsó un rápido crecimiento que no ha remitido. En este punto, China domina el panorama de la PI del grafeno y ha generado el 60 % de las solicitudes de patentes totales desde 2010.Este boom de la producción es especialmente impactante para un país que se incorporó a la carrera del grafeno más tarde que los demás.
El aumento de la producción india también es impresionante. En sus primeros cinco años en este mercado, la India logró superar el número total de artículos relacionados con el grafeno de Japón. Esta tendencia puede dar pistas sobre el liderazgo futuro y refleja una tendencia global: el paso al frente de los mercados emergentes en la competición por la innovación con países más establecidos en campos especializados.
¿Quién va ganando en la carrera del grafeno?
El mercado del grafeno global se estimó en 32 millones de dólares en 2016 y se prevé que supere los 200 millones en 2022 (Zion Market Research), una impresionante tasa de crecimiento anual compuesto de aproximadamente un 35,0 % en 5 años. Sin embargo, aún está por ver quién ganará la carrera del grafeno, si es que hay un ganador claro.
Si el progreso se mide en función de la productividad de la investigación, China domina actualmente el panorama global del grafeno.Sin embargo, al examinar las tendencias subyacentes, descubrimos un contexto importante.La mayor parte de las patentes chinas son propiedad de la universidad y solo se han registrado en China.En cambio, las solicitudes de patentes relacionadas con el grafeno de otros países, como Alemania, Estados Unidos, Corea y Japón, aunque son menores en número, se suelen ampliar de manera rutinaria a otros mercados globales importantes, lo que favorece sus posibilidades de éxito en la comercialización de las innovaciones.
A pesar de la gran actividad investigadora y las elevadas expectativas, no faltan obstáculos que impiden a los innovadores aprovechar todo el potencial de este material.El principal problema es el desarrollo de métodos de producción rentables a gran escala que cumplan los requisitos de calidad de las principales aplicaciones. La relevancia de este problema se refleja en la actividad de patentes relacionadas con la preparación y el procesamiento del grafeno a lo largo de los últimos años. El grafeno se enfrenta además a la competencia de otras tecnologías emergentes del carbono, como los nanotubos y el grafito, que podrían tener una mayor viabilidad comercial para numerosas aplicaciones.
En conjunto, el grafeno sigue despertando un gran interés entre los investigadores y estrategas de una amplia selección de industrias.Sin embargo, las expectativas iniciales se han moderado levemente por los problemas asociados a la comercialización. Es necesario monitorizar detenidamente el panorama relacionado con los métodos de preparación y producción del grafeno, ya que cualquier avance importante podría provocar una nueva eclosión en la propiedad intelectual y generar aplicaciones que podrían revolucionar una amplia gama de segmentos.
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