La presentación del grafeno a escala mundial, después de que fuera ‘descubierto’ por los ganadores del Nobel del año pasado, ha generado una expectación en los medios y un obcecado empeño de la comunidad científica por su estudio. En Madrid, el Instituto de Ciencia de los Materiales del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) lleva años colaborando en el desarrollo teórico del grafeno bajo la dirección de Francisco Guinea, la mayor autoridad en España sobre este material revolucionario.
Ocupa el primer puesto del 'top ten' de los materiales. Dicen de él que revolucionará el mundo científico y que, en pocos años, se podrá ver su aplicación en física cuántica, en electrónica, en energías renovables, en medicina y en decenas de campos más. El grafeno es un material con propiedades extraordinarias que ha desafiado a la ciencia y, ahora, es la ciencia la que trabaja a contrarreloj para desarrollar aplicaciones cuyo uso asombre a la humanidad.
Francisco Guinea es profesor investigador del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC y durante los últimos años ha colaborado con el equipo de Andre Geim y Konstantin Novoselov, dos científicos de la Universidad de Manchester condecorados con el Nobel de Física 2010 por su "pionero trabajo de investigación sobre el grafeno".
"Ya se sabía de antes que en las superficiales metálicas yacían capas de grafeno, pero los investigadores de hace veinte años estaban interesados en el metal y lo que veían en el grafeno era contaminación a eliminar lo antes posible. El mérito de Andre Geim y Konstantin Novoselov fue darse cuenta de que el grafeno en sí es un material con propiedades extraordinarias", explica Guinea.
Hasta hace apenas seis años, la comunidad científica dudaba de que fuera posible aislar tan sólo una capa de esta gran estructura hasta que Geim y Novoselov lograron demostrar que no sólo sí se puede sino que en este estado de aislamiento el grafeno conserva las propiedades que lo hacen más interesante.
'Grafeno' procede de 'grafito', el material del que están hechas las minas de los lápices. Para hacerse una idea bastaría pensar que el grafito es una superestructura compuesta por cientos de capas cristalinas superpuestas. En estas capas de un átomo de espesor, transparentes y excepcionalmente delgadas, se encuentra el grafeno. Dureza y conductividad son otras de las cualidades que este material presenta a temperatura ambiente y que han suscitado el interés de la comunidad científica de manera asombrosa. “Hay muchísimos investigadores a lo largo del mundo que se han puesto a investigar sobre el grafeno, lo que ha hecho que el conocimiento sobre él avance muy rápidamente", afirma Elsa Prada, investigadora postdoctoral del Instituto de Ciencia de Materiales.
La brecha entre ficción y realidad cada vez es más pequeña
La Universidad coreana de Sungkyunkwan ha desarrollado un prototipo de lámina de plástico transparente y plana, financiado por Samsung, que se dobla y desdobla, pasa de despertador a GPS y, antes de que lo hayamos asimilado, se materializa en reloj y ordenador. "Por ahora eso es ciencia ficción -aclara Guinea- sin embargo, muchas empresas ya están trabajando en ello".
Ahora bien, el auténtico salto tecnológico se cree que vendrá de mano de la superconductividad del grafeno y es que los electrones de un átomo de grafeno corren a una velocidad diez veces mayor a la conocida por el silicio, el material del que están hechos actualmente los procesadores. No obstante, para lograr que el grafeno sea semiconductor todavía hay que lograr bloquear el paso de electrones. "El grafeno es generalmente metálico, pero el problema para construir un transistor que, al fin y al cabo, es la base de los chips y de los ordenadores, es que se necesitan generar los famosos 0 y 1 de corriente. Para lograr construir transistores con grafeno se necesita bloquear esta superconductividad y que el grafeno ejerza así como semiconductor". Otro reto para la ciencia será la construcción de baterías capaces de recargarse en cuestión de milisegundos.
"Ha sido una sorpresa para toda la comunidad que se haya dado este premio a un material tan joven", reconoce Prada. Las altas expectativas generadas han hecho que el grafeno se convierta en objeto de estudio, tema de conferencias y mesas redondas en todo el mundo. "Samsung e IBM son empresas que están invirtiendo mucho dinero y que tienen actualmente grupos propios de investigación muy potentes", añade Guinea. Sin embargo, hay una realidad que no pasa desapercibida para ninguno de los investigadores españoles. "La industria y la Universidad no son tan cercanas en España como en otros países como Estados Unidos, Alemania o Inglaterra, lo que hace que nos encontremos por detrás en términos industriales", explica la investigadora Elsa Prada.
Cuáles serán las aplicaciones que manejemos a diario dentro de unos años aún está por verse. Pero si algo está claro para la comunidad científica es que el reconocimiento del trabajo de Andre Geim y Konstantin Novoselov ha supuesto un antes y un después en el orden científico. "Ellos han mostrado un prisma diferente de la ciencia", destaca Elsa Prada. "Bien sea por el carácter aventurero de Geim, o porque la Universidad cuenta con un presupuesto sólido que permite experimentar, el equipo de Geim y Novoselov dedica un diez por ciento de su trabajo a hacer locuras. Lo llaman los experimentos del viernes por la tarde, cuando ya estás muy cansado y posiblemente no vas a hacer nada serio. Ellos se ponen a divertirse y en una de esas tardes surgió un material que no solamente les ha llevado a lograr el premio Nobel, sino que posiblemente revolucione un montón de aplicaciones de la humanidad".
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