El Nobel que nació en una papelería

El físico de origen ruso Andre Geim, creador de una cinta adhesiva que imita las patas de los reptiles y de un sistema de imanes capaz de hacer levitar ranas, ha ganado el premio Nobel de Física por haber sido el primero en obtener y describir las propiedades del material más duro y delgado que existe, el grafeno.

Geim, de 51 años, comparte el premio junto a su ayudante, Konstantin Novoselov, de 36 años, en parte por haber tenido la feliz idea de usar una tira de cinta adhesiva convencional para arrancar la primera capa de grafeno de un trozo de grafito, el material del que está hecha la mina de un lápiz.

La Academia sueca reconoce el espíritu "juguetón" de Geim y Novoselov

La capa de grafeno tiene el grosor de un solo átomo. En un centímetro cabrían diez millones de láminas. Vista al microscopio, resultó ser un conductor excepcional y transparente, lo que le convierte en el gran favorito para la próxima revolución tecnológica de pantallas flexibles, placas solares y una posible nueva generación de chips de ordenador.

El Instituto Karolinska, que concede cada año los galardones más prestigiosos del mundo, dio ayer un giro desenfadado para alabar el espíritu "juguetón" de ambos investigadores que les ha conducido a "llevarse el premio gordo".

"Mi plan para hoy es trabajar y terminar un nuevo estudio que tengo pendiente desde la semana pasada", explicó ayer a Reuters un satisfecho Geim, que se doctoró en 1987 en el Instituto de Física del Estado Sólido, parte de la Academia de Ciencias de la extinta Unión Soviética.

El derivado del grafito es el material más resistente conocido

"Llevo siete años trabajando con grafeno y creo que ha llegado el momento de cambiar de campo", apostilló su discípulo Novoselov, que comenzó a colaborar con Geim cuando este ya se había instalado en la Universidad de Nijmegen, en Holanda.

Fue en 2004, cuando ambos se habían mudado a la Universidad de Manchester, donde trabajan actualmente, cuando lograron obtener las primeras láminas de grafeno con un poco de celo. "Suena sencillo, pero a nadie se le había ocurrido antes; es lo que suele pasar con los descubrimientos geniales", explica a Público el ingeniero español Tomás Palacios, que está desarrollando la primera generación de chips de grafeno en su laboratorio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

Hasta que Geim y Novoselov demostraron que basta una visita a la papelería para obtener grafeno, se pensaba que el material era tan fino que era imposible aislarlo. Los rusos descubrieron además cómo tratarlo para poder observar sus propiedades al microscopio.

Es la gran promesa para una nueva generación de chips ultrarrápidos

La mina de un lápiz está hecha de trillones de capas de grafeno pegadas unas a otras. El conjunto no es muy resistente, porque la unión entre lámina y lámina es débil. Pero cuando lograron aislar la primera capa individual formada por estructuras hexagonales de átomos de carbono Geim y Novoselov se toparon con un material 100 veces más duro que el acero, totalmente transparente y por el que la electricidad pasaba casi sin resistencia.

Carbono multiusos

"Ha habido una auténtica revolución en el campo de la física alrededor de este nuevo material", explica Palacios. Las propuestas van desde una nueva generación de pantallas flexibles al material que sustituirá al silicio de los actuales chips y hará posible la computación cuántica.

"Ha habido una revolución en torno a este material", dice un experto

"El grafeno puede usarse en electrónica a frecuencias que quemarían cualquier otro chip actual", señala el físico del CSIC Fernando Bartolomé.

Otros expertos no lo ven tan claro. "No apostaría todo mi dinero a que el grafeno sustituirá al silicio; de hecho, me jugaría sólo 1.000 euros", explica el español Pablo Jarillo-Herrero, un físico español que usa el grafeno para investigar fenómenos físicos fundamentales, como el comportamiento de los neutrinos, en el MIT.

"La primera aplicación práctica del grafeno será como metal transparente en células solares y televisores", opina Palacios, que intenta usarlo, entre otras cosas, para construir nuevos chips híbridos que mezclen el silicio convencional con el grafeno.

El material que heredará el trono del silicio

Chips

Por su conductividad, composición y estructura, los expertos vaticinan que en el futuro el grafeno reemplazará al silicio como semiconductor en los chips. En los últimos años se han logrado grandes avances en transistores de grafeno que alcanzan frecuencias de gigahercios. IBM está investigando para diseñar circuitos integrados que permitirán construir ordenadores más rápidos.

Pantallas enrollables

El grafeno se puede emplear para construir electrodos conductores transparentes y muy delgados, cualidades que lo convierten en un candidato ideal para fabricar dispositivos tales como células fotovoltaicas, diodos orgánicos emisores de luz (OLED) o pantallas táctiles tan finas y flexibles que podrían enrollarse.

Sensores biológicos

Su estructura bidimensional posibilita su uso como sensor de sustancias y materiales biológicos. En el futuro podrá utilizarse en aparatos de diagnóstico o análisis de ADN. También tiene propiedades antibacterianas.

Investigación

Gracias a su peculiar estructura, sus electrones se comportan como fotones de luz sin masa, lo que permite estudiar propiedades cuánticas hasta ahora imposibles de ensayar experimentalmente.