El material donde vuelan los electrones

El grafeno, una capa de átomos de carbono 200 veces más resistente que el acero y en la que los electrones tienen una movilidad 100 veces superior a la que les ofrece el silicio (el material con el que se fabrican los microprocesadores de los ordenadores), está más cerca de convertirse en el material del futuro.

En abril, investigadores de la Universidad de Texas publicaban en Science que habían logrado producir la primera muestra de grafeno de un centímetro de longitud. Hasta ahora, solo había sido posible construir microcristales de este material, útiles para el estudio experimental, pero insuficientes para pensar en una aplicación práctica.

Esta semana, también en Science, investigadores del Georgia Institute of Technology y el National Institute of Standards and Technology (EEUU) publican una medición del espectro energético de este compuesto de carbono de propiedades exóticas. Una de estas características, a la que los electrones pueden deber su gran movilidad dentro del grafeno, es que estas y otras partículas que transportan cargas eléctricas se comportan como si no tuviesen masa.

Cinco años de existencia

La existencia teórica del grafeno se había planteado desde hace décadas, pero se creía que un cristal bidimensional, hecho con una sola capa de átomos, se desharía. Hasta 2004. Ese año, un equipo de la Universidad de Manchester dirigido por Andre Geim logró demostrar que era posible crear cristales bidimensionales.

Ahora, el trabajo de un gran número de equipos científicos en el mundo consiste en preparar cantidades de este material suficientes para su uso en electrónica o construcción de otros materiales. Este es el caso de Ignacio Paredes y su equipo en el Instituto Nacional del Carbón (CSIC). "Para obtener los grafenos, tomamos grafito y lo modificamos por oxidación. Después es posible exfoliarlo y obtener láminas individuales del material", explica Paredes. "El problema es que los métodos químicos necesarios para obtener el grafeno lo degradan, y hacen que pierda sus virtudes. Eso es lo que queremos mejorar", añade.

En el estudio publicado en Science, los investigadores desvelan que las capas de grafeno se presentan disociadas de otras capas adyacentes. Este dato puede ayudar a desarrollar nuevos métodos para fabricar tiras de grafeno grandes y uniformes que emplear en electrónica.

 

De la computación a la aeronáutica1. Fuselajes más resistentes

El grafeno, como ahora sucede con otros materiales de carbono, se podría mezclar con otros materiales para construir piezas de avión más resistentes.

2. Procesadores como el rayo

Con los chips de silicio no ha sido posible superar los 5 gigaherzios (Ghz) porque acaban por fundirse. Con los de grafeno sería posible llegar hasta los 1.000 Ghz.

3. Detectores de gases

Cuando una molécula de un gas entra en contacto con el grafeno, éste sufre un cambio en la resistencia eléctrica. Un grafeno perfecto, gracias a su gran conductividad, es muy sensible al cambio y puede detectar moléculas individuales de gas.