Se ha demostrado que a escala laboratorio una carga baja de grafeno es capaz de mejorar de manera significativa las propiedades mecánicas y físicas de los polímeros. Sin embargo, la producción a nivel industrial solo se ha desarrollado en Estados Unidos, donde hay disponible una serie de masterbatches y compounds termoplásticos basados en grafeno.

En este contexto surge el proyecto europeo de cooperación Nanomaster, en el que participa Aimplas, cuyo fin es reducir la cantidad de plástico en un 50%, con la consiguiente reducción de peso de la pieza final, además de conferirle funcionalidades térmicas y eléctricas.

Para lograr su objetivo de reducción de peso en la pieza final las entidades participantes pretenden desarrollar una nueva generación de nanocomposites reforzados con grafeno que podrán utilizarse en los procesos de producción masiva de piezas plásticas.

Nanomaster, financiado dentro del Séptimo Programa Marco, ha contado con la participación de socios multidisciplinares que cubren toda la cadena de valor: Lego, Philips, Röchling, Promolding, Volum-E, Create It Real, Lati, Imerys graphite and carbon, Avanzare, DTI, Netcomposites, OTI, IOM, Röchling y Rolls-Royce. Además de Aimplas, también participa el Instituto Tecnológico Danés en el procesado de los materiales.

El concepto de Nanomaster pasa por el desarrollo del conocimiento base de los procesos que se necesitan para el escalado de la producción masterbatches y compounds termoplásticos de grafeno y grafito expandido que permita su comercialización industrial en Europa. La idea es incorporar estos productos intermediarios en los procesos de aditivación convencionales actuales.

El buen desarrollo de estos materiales y procesos tendrá un efecto en la cantidad de polímero necesaria para fabricar las piezas plásticas cumpliendo con los mismos requisitos que inicialmente se les exigía. Este avance abrirá la puerta a un gran rango de aplicaciones, permitiendo un posicionamiento de las empresas europeas en el resto del mundo.

El proyecto ha permitido concluir que los factores más importantes en la síntesis del grafeno son: el número de capas, el diámetro y la cantidad de oxígeno presente en la partícula. El grafeno en polvo se obtiene a partir de la exfoliación del grafito. Cuanto más se reduzcan el número de capas, más efectivo será, aunque si hablamos con propiedad, no podríamos llamar grafeno a una partícula con más de una capa de átomos de carbono. Por lo tanto, la síntesis de la partícula es de gran importancia para conseguir unas propiedades interesantes en los compuestos plásticos desarrollados.

El correcto procesado del grafeno y nanografito también es fundamental y uno de los trabajos de Aimplas en el proceso ha sido precisamente el desarrollo de nanocompuestos y masterbatches de grafeno para su uso en inyección y extrusión. Para ello se han optimizado las condiciones de procesado en cada una de las etapas de fabricación y, de la mano de multinacionales como Röchling, Philips o Lego, se han producido piezas para sectores como el automotor, eléctrico-electrónico y de juguetes. Aimplas también ha desarrollado materiales para las nuevas tecnologías de fabricación: rods para impresión 3D y polvo para sinterizado láser.