BIENVENIDO, GRAFENO

CIUDAD REAL DIGITAL

Barricada Cultural

22/07/2013

Bienvenido, grafeno

por Eva Martínez Cabañas

Decía Julio Verne que todo lo que una persona puede imaginar, otros pueden hacerlo realidad. Pues bien, desde hace unos años oímos hablar de un novedoso material del que sabemos poco porque todavía se está imaginando. Aun así nuestros científicos hablan maravillas de sus potenciales, ya que son capaces de verlo incorporado a nuestra sociedad en un plazo de diez o quince años, ganándose el apodo de plástico del futuro. 

El grafeno es una sustancia formada por carbono, como la mina de los lápices. Sus átomos están dispuestos en un patrón hexagonal, por lo que visto al microscopio tiene una estructura parecida a un panal de miel. Es muy flexible, transparente y ligero (una lámina de 1 m2 pesa solo 0,77 mg). Su conductividad térmica y eléctrica son altas. Es capaz de autoenfriarse. Posee gran elasticidad y una dureza extraordinaria (muy superior a la del acero y casi igual a la del diamante). Cuando una lámina de grafeno recibe algún daño que quiebra su estructura consigue atraer átomos de carbono situados en las proximidades para así reparar los huecos (a mí esto me cuesta hasta imaginarlo). Su reacción química con otras sustancias produce compuestos de distintas propiedades con un gran potencial de desarrollo y es soporte de radiación ionizante. También consume menos electricidad que el silicio, y puede generarla al ser alcanzado por la luz. De la misma manera, se ha hablado de que los electrones de su interior tienen gran movilidad y se desplazan como si no tuvieran masa, por lo que en algunos aspectos simulan aceleradores de partículas y con un coste económico menor. Pero claro, esto ya son palabras mayores. Necesitaremos mucho tiempo e imaginación para desarrollar este concepto. 

Y aún hay más, Investigadores del instituto Imdea-Nanociencia y las universidades Autónoma y Complutense de Madrid han logrado dotar al grafeno de propiedades magnéticas, consiguiendo crear con este material una superficie híbrida que se comporta como un imán. Podemos encontrar el desarrollo de este avance publicado en la revista Nature Physics. 

¿Y a quiénes debemos este descubrimiento? Pues bien, el enlace químico y su estructura se describieron durante los años 30. Philip Russell Wallace calculó en 1949 la estructura electrónica de bandas. Pero se le prestó poca atención, ya que se pensó que era un material inestable termodinámicamente. 

La palabra grafeno se adoptó cuando Konstantin Novoselov y Andre Geim consiguieron aislar el grafeno a temperatura ambiente. Ambos arrancaron con una tira de celofán la primera capa de grafeno a partir de un trozo de grafito. Anteriormente se había denominado monocapa de grafito en el campo de la ciencia de superficies. A estos dos físicos rusos se les galardonó con el prestigioso Premio Nobel en 2010. 

¿Y de dónde vamos a sacar este nuevo plástico? Se necesitan grandes láminas con una estructura determinada, y la industria todavía no tiene medios suficientes para producirlo a gran escala. El logro hasta el momento ha sido integrar láminas de un compuesto de grafeno en un material flexible y fino como el papel que adquiere propiedades fotovoltaicas. Su fabricación es sostenible. Al tratarse de carbono, un elemento básico, no contamina. Numerosas empresas se han involucrado ya en este proyecto pensando en futuros beneficios. España participa en el programa impulsado por la Comisión Europea, que ha concediendo una beca de mil millones de euros por un periodo de diez años al Proyecto Graphene Flagship, uno de los mayores proyectos de I+D aprobados. 

Francisco Guinea, físico teórico perteneciente al Instituto de Ciencias de Material del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) y su equipo son quienes se están encargando de investigar el nuevo material. Guinea ha sido galardonado con el Premio de Física 2012 que otorga la Real Sociedad Española de Física junto a la Fundación BBVA. 

Fuera de nuestro país también se está investigando. El Diario El Confidencial de 13 de mayo de 2013 nos cuenta: 

“Por qué el “científico del millón de dólares” no trabaja en España. La ciencia española está de enhorabuena. Uno de sus investigadores, de 36 años, va a recibir de manos de Barack Obama un millón de dólares para investigar durante los próximos cinco años. El galardonado es Pablo Jarillo-Herrero, un físico valenciano que tuvo que emigrar para garantizarse una carrera profesional. El máximo premio otorgado por el Gobierno estadounidense reconoce su labor al frente de un equipo de veinte personas que trabaja con el material del futuro: el grafeno. Su caso es excepcional, como el componente con el que trabaja, pero no es el único”. El resto del artículo es muy interesante… y triste… 

Las propiedades del grafeno son tantas que parece uno de esos maravillosos artículos que nos venden por Teletienda. Sus características lo convierten en un componente perfecto en circuitos integrados. Está dotado de alta movilidad de portadores y de bajo nivel de “ruido”, lo cual permite utilizarlo como canal en transistores de efecto campo. Si conseguimos aplicarlo como una pintura, se dispararía considerablemente la superficie de los actuales paneles solares, ya que serían más económicos. Es perfecto para fabricar pantallas táctiles flexibles e irrompibles. Se ha creado el primer prototipo de auriculares de grafeno y parece ser que la calidad de sonido es espectacular. Es indudable que el grafeno complementará al silicio. En medicina se comienza a hablar de retinas artificiales o de nuevos fármacos contra el cáncer. Lo cierto es que la telefonía adoptará importantes cambios, las baterías serán mucho más rápidas. Nuevos chips, teléfonos plegables, papel electrónico, pintura que cambia de color a nuestro antojo y que absorbe la luz solar para convertirla en energía eléctrica… ¡Alucinante! 

En fin, parece ser que la idea consiste en combinar el grafeno con otros materiales en distintas capas para cumplir diferentes funciones. Con el grafeno podríamos decir que hemos entrado en una nueva etapa tecnológica: la era de los materiales laminares del grosor de un sólo átomo, ya que se han identificado más sistemas bidimensionales, y no solo basados en el carbono. 

El caso es que yo ya me veo de viejecita usando gafas holísticas computerizadas y con mi traje grafenotérmico, que cambia de color como los camaleones asustados. Porque me niego a ser una abuela de esas que dicen “yo de esas cosas modernas no entiendo”. Ni hablar. Yo no. A lo peor no las entiendo, pero jamás lo confesaré. Eso seguro. La imaginación es el lápiz con que el niño pinta sus mejores aventuras. En esta ocasión el dicho nos viene perfecto. ¡Bienvenido, futuro!