El grafeno... ¿un material milagroso?

Una tarjeta de crédito de grafeno podría tener la capacidad informática de un teléfono inteligente.

Alex Hudson
BBC

El material conocido como grafeno empezó a ser promocionado como el "nuevo gran invento" inclusive antes de que sus pioneros fueran galardonados con el Premio Nobel el año pasado. Muchos creen que el compuesto reemplazará completamente el uso de silicio y cambiará el futuro de las computadoras y otros dispositivos para siempre.

En resumen, sería el "material milagroso" del siglo XXI.

¿Qué es grafeno?

* Elaborado del grafito, que se encuentra en las minas de los lápices.
* Compuesto de átomos de carbono fuertemente unidos en forma hexagonal.
* Tres millones de láminas de grafeno juntas tendrían un espesor de 1 milímetro.
* Es un excelente conductor de calor y electricidad. Podría usarse para circuitos semiconductores y partes de computadoras.
* Experimentos han demostrado su increíble tenacidad.

Se afirma que es el material más fuerte jamás medido y el compuesto con más capacidad de conducción del que se tenga conocimiento. Son propiedades que tiene al mundo científico -y mediático- en revuelo.

"Nuestras investigaciones establecen el grafeno como el material más fuerte jamás medido, unas 200 veces más fuerte que el acero estructural", declaró en un comunicado James Hone, profesor de Ingeniería Mecánica de la Universidad Columbia, Estados Unidos.

"Se tendría que colocar un elefante, balanceado sobre un lápiz, para perforar una lámina de grafeno del espesor de una hoja de celofán".

Y la manera en que el material puede ser utilizado es tan sorprendente como sus propiedades.

"El grafeno no solo tiene una aplicación", asegura el doctor Andre Geim, uno de los galardonados con el Premio Nobel de Física por el trabajo realizado sobre este material en la Universidad de Manchester, Reino Unido.

"Ni siquiera es un solo material. Es una gama enorme de materiales. Una buena comparación sería con el uso que se le da a los plásticos".

Múltiples aplicaciones

Desde que sus propiedades fueron descubiertas, cada vez más científicos están interesados en desarrollar proyectos con éste. Unas 200 empresas -establecidas y nuevas- están vinculadas a la investigación en torno al grafeno. En 2010, fue tema de unos 3.000 estudios.

Los beneficios tanto para las empresas como para los consumidores son obvios: dispositivos más rápidos y baratos que, a su vez, son más delgados y flexibles.

"En teoría uno podría enrollar un iPhone y colocárselo detrás de la oreja como un lápiz", le dijo el profesor James Tour, de la Universidad Rice, a la revista Technology Review.

Los usos del grafeno podrían abarcar hasta la digitalización de cosas como envolturas de papas fritas o ropa, una vez se establezca la tecnología. En el futuro podría haber tarjetas de crédito con la misma potencia procesadora que un teléfono inteligente y nuevas aplicaciones en electrónica transparente y flexible.

Más allá del potencial digital, un polvo hecho de grafeno podría ser añadido a los neumáticos de los vehículos para hacerlos más resistentes.

Velocidad ilimitada

El gigante electrónico Samsung -en asociación con la Universidad de Sungkyunkwan, Corea del Sur- ha sido una de las empresas que más ha invertido en investigación. Ya presentó una pantalla táctil de 25 pulgadas flexible.

Otras empresas electrónicas, como IBM y Nokia, también están dedicadas a investigar usos potenciales. IBM creó un transistor de 150 gigahercios (GHz). El más rápido dispositivo de silicio que se le pueda comparar tiene una velocidad de unos 40GHz.

"En términos de la velocidad del transistor, en este momento no vemos límites intrínsecos a la velocidad a la que puede ir", explica el doctor Yu-ming Lin, de IBM.

En Europa, entre tanto, la investigación sobre el material está de primera en consideración para recibir una inversión de mil millones de euros durante los próximos 10 años de parte de la Comisión Europea.

A pesar del progreso, la inversión y la atención mediática desenfrenada, muchos investigadores manifiestan cautela. Algunos están seguros de que no podrá hacer todo lo que se espera del material.

"¿Cómo se apaga?"

Lo que ha sido reportado como "potencial", en este momento, parece ser exactamente eso, con pocos ejemplos de su efectividad en el mundo real del grafeno reemplazando otros compuestos.

"Nos parece bastante difícil imaginar que el grafeno reemplace el silicio", sostiene el doctor Phaedon Avouris, de IBM.

Avouris dice que el material no tiene una banda de resistividad, una propiedad esencial. Eso significa que el grafeno no puede parar de conducir electricidad, no se puede "apagar". El silicio,sí. Así que las aplicaciones para ambos materiales serían diferentes.

Aún los más respetados académicos piensan que el reemplazo del silicio está muy lejos todavía.

"Es un sueño", dice el doctor Geim. "La posibilidad está tan lejos en el horizonte que no podemos evaluarla de manera apropiada".

Sin violar las leyes

El problema que los científicos enfrentan con estas propiedades "milagrosas" es que sólo han sido demostradas a una escala minúscula.

"Es posible que los tipos de tenacidad que algunos describen pueda sólo ser aplicados a muestras microscópicas", manifestó el doctor Lin de IBM.

"Así que, mientras puede ser verdad que a un nivel local es más tenaz que el acero, debemos ser cautelosos con estas afirmaciones".

"Reconocemos las limitaciones del grafeno y estamos tratando de lograr cosas sin tergiversar las leyes de la física", concluyó.

Con lo que aparenta ser una marcha progresiva infrenable en este campo, teniendo en cuenta que apenas lleva diez años, nuevos adelantos podrían estar a la vuelta de la esquina.

No obstante, con toda esa inversión y demanda del mercado, los científicos se mantienen cautos en cuanto a la velocidad en la que todo este potencial podría convertirse en realidad.

"Seríamos los más felices del mundo si pudiéramos reemplazar el silicio", comenta el doctor Avouris.

"Pero lo principal es ser veraces y no exagerar, porque tenemos que respaldar nuestras afirmaciones".

Domingo, 5 de junio de 2011