El grafeno es un material que ha atraído un gran interés en los últimos años debido a sus extraordinarias propiedades fundamentadas en su estructura bidimensional de átomos de carbono con una estructura hexagonal, tipo panal de abeja. Cada vez más campos, como el energético, el sector salud, así como la industria automotriz, han comenzado a investigar el uso de las propiedades del grafeno en sus diversas áreas de aplicación. En este contexto, surgió el interés por parte del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) de crear un laboratorio especializado en el desarrollo y estudio de materiales basados en grafeno. En el año 2014 se creó el Laboratorio Nacional de Materiales Grafénicos (LNMG) con la colaboración de diversos centros asociados como es el Centro de Investigaciones en Óptica, A.C. (CIO) con sede en León, Guanajuato, el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, S.C. (CIDETEQ) en Querétaro y el Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. (CIMAV) en Chihuahua. El LNMG tiene dos grandes propósitos: desarrollar tecnologías para la fabricación de materiales basados en estructuras de grafeno y derivados, así como diseñar y generar métodos de manufactura de dispositivos y materiales utilizando el grafeno como base. Además, el LNMG mantiene diversos convenios de colaboración con universidades y centros de investigación a nivel nacional e internacional.

Dada la naturaleza de la investigación llevada a cabo por los grupos de trabajo de las distintas instituciones que conforman el LNMG, este laboratorio fue clasificado como Laboratorio Nacional CONAHCyT con incidencia en investigación humanística y científica. Su misión se fundamenta en realizar investigación básica, experimentación científica e identificación de problemas en entornos concretos y que éstos den lugar a la generación de desarrollos tecnológicos que puedan ser utilizados por diversas industrias. Dentro del LNMG se desarrollan cinco líneas de investigación: la primera está relacionada con los procesos escalables de preparación de materiales de grafeno prístino, óxido de grafeno y derivados funcionalizados. Esta línea se enfoca en generar tecnologías escalables para la manufactura de éstos y también de materiales compuestos con aplicaciones como la fabricación de: baterías y capacitores, tintas conductoras para circuitos flexibles, electrodos transparentes, transistores, sensores, membranas de purificación para agua, líquidos o gases. La segunda línea de investigación se centra en el desarrollo de sensores electroquímicos, donde su objetivo es el desarrollo de métodos de monitoreo y tratamiento oportuno para dos de las enfermedades de mayor impacto en la salud de los mexicanos, la diabetes y la gota/hiperuricemia. El tratamiento de ambas enfermedades se beneficia con la determinación precisa de los niveles de glucosa y ácido úrico en fluidos corporales. La tercera línea de investigación consiste en el desarrollo de celdas solares con base en grafeno, donde estos dispositivos contribuirán enormemente en la generación de energía, reduciendo la contaminación asociada con el uso de combustibles fósiles y ofreciendo alternativas sostenibles. La cuarta línea se relaciona con los sistemas de almacenamiento de energía, mediante el desarrollo de materiales útiles para la manufactura de estos que podrían tener un gran impacto en la economía global. Estos avances permitirán almacenar y utilizar la energía de maneras más eficiente; fortaleciendo el desarrollo y mejora de sistemas de transporte no contaminantes y aumentando la utilidad de diversos dispositivos móviles como teléfonos celulares, computadoras. Finalmente, la quinta línea de investigación es el desarrollo de compuestos grafenos-polímero enfocado a diferentes aplicaciones. Los materiales grafénicos aumentan la fortaleza y resistencia de los polímeros utilizados como base/matriz de la composición, lo que permitirá emplear cantidades menores de materiales y/o incrementar su desempeño en aplicaciones con alta demanda de resistencia mecánica. Además, mejoran la conducción de calor y electricidad de los compuestos, lo que podría sustituir materiales convencionales de mayor costo o de vida útil limitada. Los materiales grafénicos también permitirán la sustitución de metales en la fabricación de circuitos electrónicos impresos, entre otras muchas aplicaciones e impactos sociales.

Teniendo en cuenta lo anterior y atendiendo a una política general de apoyo hacia la sociedad, las cuatro instituciones participantes en el LNMG utilizan diversos instrumentos de vinculación con los sectores académico, gubernamental, industrial y social. Esto incluye la colaboración en la formación de recursos humanos altamente calificados, recibiendo alumnos desde servicio social en nivel bachillerato, pasando por tesinas de técnico superior universitario, tesis de licenciatura, maestría, doctorado y estancias postdoctorales. Todos ellos provenientes de escuelas y/o universidades ubicadas en diversas entidades federativas de México, como Chiapas, Coahuila, Colima, Estado de México, Guerrero, Hidalgo, Oaxaca, Querétaro, San Luis Potosí, Tabasco, Veracruz, Yucatán, por mencionar algunos. Los alumnos desarrollan sus trabajos de investigación enfocados en los proyectos del LNMG obteniendo resultados que son publicados en revistas científicas o bien, llegan a ser presentados como solicitudes de patente. Esto ha permitido que los alumnos participantes hayan alcanzado un desarrollo profesional de calidad que ha impactado en su vida laboral dentro del sector público y privado. Estos resultados se logran debido a que los investigadores pertenecientes al LNMG en las 4 instituciones realizan actividades de investigación de manera independiente o colaborando entre sí o con otros investigadores nacionales o internacionales, generando nexos de trabajo para realizar tareas de desarrollo científico y/o tecnológico dentro de proyectos específicos. En este sentido, los investigadores del LNMG son parte de una extensa red de colaboración y apoyo mutuo cuyo objetivo es consolidar el desarrollo científico y avanzar en la frontera de la ciencia. Para alcanzar estos objetivos se cuenta con infraestructura de vanguardia, teniendo equipos como: TEM, XPS, MALDI TOF, Raman, FTIR, XRD, UV-Vis, TGA, DSC. Dichos equipos son utilizados por los investigadores y estudiantes tanto del LNMG, al igual que por investigadores de otras instituciones para formar personal altamente calificado.

Todo lo anterior permite que el LNMG tenga impacto en sectores como la industria, el gobierno y la sociedad. Este efecto se logra gracias a la participación de las 4 instituciones que lo conforman, así como de muchos alumnos e investigadores que aportan y reciben conocimiento de la más alta calidad y de vanguardia que puedan ayudar en el avance de resolución de problemas nacionales de interés en áreas como la salud y la energía, todo esto sin perder los valores humanísticos que el LNMG ha venido formando en beneficio del pueblo de México.