Por Euan McKirdy
(CNN) — Nadie esperaba que el humilde lápiz
iniciaría una revolución. Pero, al desprender el grafito del lápiz en
capas de un átomo de grosor usando cinta adhesiva regular, dos
científicos de origen ruso, Andre Geim y Konstantin Novoselov, ganaron
el Premio Nobel en el 2010. Con el mismo, se desencadenó el inicio de un
material que podría cambiar el mundo.
No es ninguna exageración decir que el grafeno, la sustancia que los
dos científicos -conjuntamente con otros- descubrieron en el 2004, es un
material milagroso. Ahora, un laboratorio de investigación
de Corea pudo haber dado el salto de lo teórico a lo práctico con el
desarrollo de una nueva forma de sintetizarla, potencialmente en una
escala comercial.
La sustancia, "el perfecto entramado
atómico", cuenta con una serie de propiedades altamente atractivas, lo
que significa que tiene el potencial para ser utilizada en innumerables
industrias, y para una amplia gama de propósitos.
Propiedades atractivas
Además de ser súper resistente, 20 veces más resistente que el
diamante, 200 más resistente que el acero y seis veces más ligero,
también es notablemente conductor, tanto eléctrica como térmicamente.
Si eso no fuera suficiente, también es casi perfectamente
transparente, impermeable al gas, y sus propiedades, dicen los
científicos, pueden alterarse con facilidad.
El grafeno es una forma, una forma alotrópica, del carbono, la
sustancia más abundante en el universo y la base de la vida en la
tierra. Los alótropos de carbono más conocidos incluyen a los diamantes y
al grafito. Lo que lo hace único es su delgadez, con tan solo un átomo
de espesor es tan bueno como el bidimensional. Su flexibilidad significa
que potencialmente podría ser utilizado para dispositivos flexibles o
portátiles.
"El grafeno tiene un gran potencial, sobre todo en cuanto a las
aplicaciones industriales para los dispositivos ópticos y electrónicos",
dice Ping Sheng, profesor de Nanociencia de la Universidad de Hong Kong
de Ciencia y Tecnología.
"La advertencia es realmente en la calidad del grafeno que puede ser
producido a gran escala... Si pueden superar eso, entonces será un gran
avance".
Otro subproducto de su notable delgadez es su bajo peso. Podría ser
utilizado para crear componentes ultraligeros para, por ejemplo, la
industria de la aviación, lo que reduce drásticamente el peso de los
aviones y, por lo tanto, mejora significativamente la eficiencia del
combustible, sin comprometer la resistencia o la integridad.
La sustancia es tan versátil que incluso ha sido promocionada como el
futuro de los condones. El año pasado, la Fundación Bill y Melinda
Gates otorgó una subvención de 100.000 dólares para financiar el
desarrollo de los profilácticos de grafeno.
Desventajas
En la actualidad, sus limitaciones incluyen el hecho que su
conductividad no puede ser "apagada", lo que significa que como un
semiconductor es inútil, aunque los investigadores están experimentando
con la sustancia para encontrar una forma de evitar este problema. Una
posible solución podría ser construir interruptores artificiales en la
sustancia, permitiendo que los circuitos sean abiertos y cerrados, o
alterar sus propiedades con el uso de productos químicos.
Sin embargo, si esta deficiencia puede ser superada, el grafeno
podría ser utilizado en una amplia gama de dispositivos como un
reemplazo súper rápido para los transistores de silicio, los cuales ya
están llegando a su capacidad. El grafeno tiene cien veces la movilidad
de los electrones de silicio.
Otra limitación se relaciona con su producción, actualmente solo
puede ser sintetizado en pequeños cristales. Aunque esto es suficiente
para que los investigadores prueben sus propiedades y comprendan los
beneficios tentadores de la materia, no es suficiente para producirlo
para uso comercial masivo. Pero con el anuncio hecho la semana pasada,
todo esto podría cambiar.
Financiamiento del sector público y privado
Los gobiernos y el sector privado están explorando activamente el
potencial de la sustancia, con la asignación por parte de la UE de mil
millones de euros (1.300 millones de dólares) entre 2013 y 2023,
financiando la investigación que podría potencialmente transformar una
amplia gama de sectores, incluyendo la electrónica, la energía, la salud
y construcción.
El Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung anunció la semana
pasada que había desarrollado "un método de síntesis innovador" para la
producción de grafeno, y las esperanzas son que esto va a allanar el
camino para la comercialización del material. Los resultados fueron
publicados en la revista Science.
Samsung ve al grafeno como el "material perfecto" para el dispositivo
de próxima generación y el avance podría tener enormes implicaciones
para su producción comercial.
"Este es uno de los avances más significativos en la investigación de
grafeno de la historia", dijeron los investigadores en un comunicado
publicado por la empresa. "Esperamos que este descubrimiento pueda
acelerar la comercialización de grafeno, que podría abrir la próxima era
de la tecnología de la electrónica de consumo".
En asociación con la Universidad de Sungkyunkwan, el Instituto ha
sido pionero en el desarrollo a gran escala de planchas de grafeno en un
solo cristal. Anteriormente, las pequeñas partículas de grafeno habían
sido combinadas para formar grafenos de un área grande, pero el proceso
disminuyó tanto la eficacia mecánica como la eléctrica de la sustancia.
La conductividad de este material haría que cargar un dispositivo se
realice en cuestión de segundos, y su resistencia, durabilidad y
flexibilidad permitiría a Samsung verdaderamente innovar con toda una
gama de nuevos dispositivos y formas de interactuar con la tecnología.
No se ha revelado si Samsung planea hacer público el método de
síntesis de gran avance, una medida que podría acelerar rápidamente la
adopción de grafeno en el uso diario.
Sin embargo, Sheng piensa que no pasará mucho tiempo antes que el
proceso se encuentre ampliamente disponible. "Yo no creo que puedan
mantenerlo patentado por mucho tiempo, incluso si quisieran... Esto hará
que muchas fábricas en todo el mundo empiecen a hacer lo mismo".
