El grafeno: transparente, flexible, buen conductor y Nobel de Física 2010

• El grafeno es un revolucionario material
• Andre Geim y Konstantin Novoselov han estudiado sus propiedades
• Es transparente, un buen conductor, flexible y barato

Andre Geim y Konstantin Novoselov

El grafeno, un material biodimensional y de sólo un átomo de grosor, es el responsable de que la Real Academia de las Ciencias de Suecia haya premiado con el Nobel de Física a los investigadores rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov.

La Academia definió el grafeno como el "perfecto entramado atómico", y alabó el trabajo de Geim y Novoloselov, por "haber mostrado que el carbono en una forma tan plana tiene propiedades excepcionales que se producen en el interesante mundo de la física cuántica".

Pero, ¿qué es el grafeno?

Elsa Prada, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC, explica a RTVE.es que "el grafeno es un nuevo material que se pensaba que no podía existir".

Es una estructura laminar plana de grafito y está  "hecho de átomos  de Carbono que se encuentran unidos entre sí formando una red hexagonal  (los podemos imaginar colocados en los vértices de una red tipo panal  de abejas)".

La investigadora destaca algunas de sus cualidades "es la membrana más fina posible, pues su grosor es de tan  sólo un átomo, y tiene la apariencia de una tela transparente y  flexible, a la par que extremadamente resistente y conductora de la  electricidad".

“El Carbono es un elemento fascinante, es capaz de dar lugar a muy diversos materiales“

La experta en materiales añade que el Carbono del que está hecho es un elemento fascinante, pues si bien es  muy común es capaz de dar lugar a muy diversos materiales según la forma en la que unos átomos se unen a los otros.  "Cuando se  empaqueta densamente en una estructura tridimensional, tenemos un  diamante. Si se organizan en capas bidimensionales  débilmente unidas entre ellas, tenemos grafito, que encontramos cada día  en las minas de los lápices".

Debido a su extrema delgadez, tiene solo un átomo de grosor, "se pensaba que se si conseguía sintetizar, el gafreno sería muy inestable".

Sin embargo los premiados Geim y Novoselov, que trabajan actualmente en la Universidad de Mánchester en Reino Unido, descubrieron en 2004 no sólo que se podía sintetizar, sino que además, como afirma Prada "tenía unas propiedades asombrosas y que abría todo un mundo de posibilidades en la nanotecnología".

“La comunidad científica se quedó maravillada con sus propiedades“

Desde ese momento el grafeno deslumbró a la comunidad científica. "Nos quedamos maravillados y fuimos muchos los científicos que nos pusimos a investigar sobre este material. Y gracias a este esfuerzo común se ha avanzado mucho en solo seis años", explica la experta que actualmente trabaja precisamente como Física Teórica con el grafeno.

Prada considera "que es un premio muy merecido porque ha supuesto una gran revolución en la física de los materiales" y que lo único que lo podría 'ensombrecer' es la falta de reconocimiento a el físico japonés Sumio Lijima, especialista en nanotecnología y descubridor de los nanotubos de carbono. "Lijima debería haber sido el tercer galardonado", señala la española, "ya que así se reconocería al conjunto de personas que se han dedicado al estudio del Carbono".

La investigadora añade que otro motivo por el que cree que este premio es más que merecido es porque "este material tiene un gran potencial de futuro.  No se queda simplemente en un descubrimiento admirable del ser humano, sino que su historia sólo acaba de comenzar y crece a una velocidad asombrosa".

Estas investigaciones y estudios han abierto todo tipo de aplicaciones prácticas para el grafeno y otros materiales bidimensionales. 

Por todo esto, son muchos los científicos que esperan que este material juegue un papel realmente importante en la electrónica futura.  De hecho ya se aplica en la fabricación de pantallas planas. 

Los materiales del futuro

Elsa Prada no tiene "ninguna duda" de que es el material del futuro y destaca que a día de hoy ya tiene muchas utilidades: las mencionadas pantallas planas o 'superbaterías' que se cargan en segundos y que podrían utilizarse según la investigadora en "coches y ordenadores".

“Retos: la "miniaturización" y conseguir estabilidad a temperatura ambiente“

La experta señala que los principales retos en este campo es la "miniaturización", es decir conseguir materiales cada vez más pequeños y con las mayores capacidades. Además hay que lograr "estabilidad a temperatura ambiente (que se puedan usar en el día a día,  en la calle, no sólo en laboratorios bajo condiciones muy específicas)" y todo ello en materiales que sean "resistentes" a la vez que "modeables".

En cuanto a si el gafreno será el sucesor del silicio,  mediante la fabricación de chips que lo reemplacen en la electrónica, es un tema que según la investigadora "está por ver".

"Es un material único con cualidades en muchos sentidos diferentes del Silicio" explica Prada, que añade que el gafreno "puede ser utilizado para muchas cosas que el Silicio no".

"Si además, y gracias a las investigaciones todavía en curso, consiguiese usarse también como transistor en un futuro chip de dimensiones extraordinariamente pequeñas, entonces podría complementar e incluso suceder al Silicio", concluye la investigadora.