Grafeno, el futuro ha llegado

El pasado viernes 10 de diciembre dos físicos de la Universidad de Manchester -Andre Geim y Konstantin Novoselov- acudieron a Estocolmo a recoger el Premio Nobel por haber conseguido extraer láminas de grafeno. Este material, del que cada vez oímos hablar un poco más y que, casi seguro, en unos diez años será la nueva base de toda la tecnología, es considerado por los expertos el mayor descubrimiento de la ciencia aplicada desde que se desarrolló la tecnología del silicio. La pregunta inmediata es, ¿qué es el grafeno? y, sobre todo, ¿por qué es tan importante?

Si buscamos en wikipedia al respecto del material, encontramos que se trata de una estructura laminar plana de un átomo de grosor. Está compuesto por átomos de carbono que forman un entramado con forma de panal de abeja. Por todo ello sabemos que el preciado grafeno se encuentra abundantemente en la naturaleza: el interior de un lapicero es un buen ejemplo.

Pero el interés científico por este material no es nuevo. Ya en 1930 se describieron sus características físicas y no fue hasta 1994 cuando se cambió su nombre de «monoplaca de grafito» a grafeno. Sus características, tan interesantes para los estudiosos son las siguientes:

  • Alta conductividad térmica y eléctrica, esto hace que consuma menos electricidad para una misma tarea que el silicio. La razón es que se calienta menos que cualquier otra sustancia al conducir los electrones. Ello hace que los científicos empiecen a hablar ya de la era del grafeno del mismo modo en el que el silicio supuso superar y mejorar con un éxito sin precedentes la anterior era del plástico.
  • Alta elasticidad y dureza. Tiene una resistencia 200 veces superior al acero e impenetrabilidad superior a la del diamante. Su secreto reside en que está formado por unos paquetes de átomos tan compactos que ni siquiera los átomos de helio -los más ligeros de la naturaleza- pueden colarse en su «panal de abeja».
  • Además, es más ligero y flexible que otro material que maravillo hace años al mundo: la fibra de carbono.

Todo ello le otorga una gran capacidad de desarrollo, a lo que hay que sumar que puede combinarse con una gran cantidad de materiales para formar compuestos diferentes con diferentes cualidades. Como veis, estas pequeñas placas transparentes superan, en teoría, las características del geek más soñador de una película de ciencia ficción.

Aplicación en el mundo real. El desarrollo científico y tecnológico

No obstante, muchas tecnologías descubiertas se han deshinchado posteriormente. Así que decidí buscar si este descubrimiento tenía, realmente, aplicación en nuestro día a día. Todas sus características invitaban a pensar que sería un componente perfecto para el desarrollo de circuitos -del mismo modo que el silicio al que tan fácilmente «supera»-.

En diciembre de 2008 IBM anunció que había creado transistores con una velocidad de transmisión de frecuencia de hasta 100 megaherzios, muy superior a cualquiera desarrollado hoy día sobre silicio. De hecho, ordenadores hiperpotentes luchan ahora por tener procesadores de 8 o 61 gigaherzios. Su potencia en grafeno podría multiplicarse fácilmente. Su precio no. La única complicación de laminación desde el grafito es obtener el grosor adecuado de cada placa de grafeno para cada utilidad.

Algunos científicos como el físico holandés Walt De Heer considera que el grafeno, precisamente por estas dificultades, nunca será sustituto del silicio, sino complemento. Del mismo modo que los «aviones y los barcos se complementas. Los aviones nunca sustituirán a los barcos».

Grandes posibilidades de desarrollo

La repercusión de este Premio Nobel de física ha sido tal que ha llegado, incluso, a los medios de comunicación generalistas. Así, estos han publicado las posibilidades más espectaculares que se barajan para esta panacea de la naturaleza.

A los chips de ordenador ultrarrápidos se le suman chalecos antibalas del grosor de una camisa, aviones más ligeros e, incluso, pantallas transparentes y enrollables para los dispositivos electrónicos. La multinacional surcoreana Samsung -de la que ya hablamos en otro post- ha llegado a poner fecha a este último avance: a lo largo de 2011 comercializará estas maravillas.

Geim, uno de los premiados, afirmaba hace poco en una entrevista que «a menudo la imaginación corre más deprisa que la razón», «pero en el casodel grafeno sí que hay humo detrás del fuego». La razón para tanto optimismo es que «mientras que un nuevo material tarde entre 15 y 16 años en pasar del ámbito académico al industrial y, después, otros diez para ser producido en serie», el grafeno «ha pasado en cinco años al ámbito industrial».

Fácil de obtener

Según los científicos holandés y británico premiados, el descubrimiento se consiguió tras unas pintas de cerveza. Cogieron un poco de celo y un lapicero. Rasparon el lapicero para que se soltaran pequeñas placas de grafito de la mina del lápiz y, posteriormente, pegaron y despegaron el celo sobre la hoja y el descubrimiento había llegado. Microscópicas fibras de grafeno millones de veces más delgadas que una folio de papel estaban pegadas al celo.

Curiosamente, no han patentado el grafeno. Ni su método de obtención. Todo lo contrario, cedieron algunas de las fibras obtenidas a colegas para que investigaran sus posibilidades. Muchas veces la ciencia nos demuestra que el hombre funciona. Yo voy a hacer el «experimento» en mi casa ahora mismo. Os animo a que hagáis lo mismo y participéis de un futuro prometedor… y no tan lejano.