Pregunta

Imatge: diversos condensadors fets de tàntal, l’element químic que forma el coltan juntament amb la columbita.
Pregunta formulada per Ramon Bracons Ribó: El darrer congrés mundial de telefonia mòbil celebrat a Barcelona el passat mes de febrer va tornar a fer que els mitjans de comunicació parlessin de materials com ara el grafè, el grafit i el coltan. Però què són aquests materials? En què es diferencien?
Resposta de Jordi Mazón, físic de la UPC:   El coltan és un mineral, molt escàs, però essencial per a la fabricació dels condensadors dels dispositius electrònics, com hi són els smartphones. El nom no és el científic, sinó que respon a la contracció de la columbita (un òxid de ferro, magnesi i niobi) i la tantalita (òxid de tàntal amb ferro i manganès). L’interès creixent d’aquest mineral rau en l’obtenció del tàntal, per a crear condensadors, ja que permet reduir en molt el tamany d’aquests donades les característiques tèrmiques i elèctriques d’aquest mineral. L’escassetat d’aquest mineral, avui dia estratègic per a la indústria de la telefonia mòbil, està generant greus conflictes ecològics i socials en alguns dels països que més disposen d’aquest mineral, com ara el Congo i altres països de l’Àfrica.
Sembla ser que un possible substitut d’aquest mineral podria ser el grafè. El grafè no és un mineral, i no s’obté de la natura. Tal  com explica Josep Solé-Pareta en aquesta resposta de Recerca en Acció, el grafè és un material format per una capa de carboni monoatòmic en forma d’estructura laminar plana en forma cristal·lina hexagonal, que no existeix a la natura. Les propietats d’aquest nou material són múltiples, i apropiades per als dispositius electrònics en substitució del coltan.
El grafit, en canvi, torna a ser un mineral, format completament per àtoms de carboni en una estructura hexagonal tridimensional, que trobem a la natura. Les mines dels llapis són de grafit. Podríem dir que el grafit és format per capes superposades de grafè. De fet, el grafè pot obtenir-se a partir del grafit, i d’aquí l’interès que ha despertat darrerament en la industria de l’electrònica.
Jordi Mazon
Departament de Física
UPC•Barcelona Tech