FRANCISCO GUINEA / Científico del Instituto de Materiales del CSIC
“El grafeno es imparable”
La lámina de un solo átomo de grosor es tan resistente que un gato podría balancearse en una hamaca hecha de este materia y pesaría menos que uno de sus bigotes, señaló el comité Nobel
La primera gran revolución del siglo XXI en el universo de los nuevos
materiales es el grafeno, una lámina de carbono de un solo átomo de
grosor. Es tan resistente que un gato podría balancearse en una hamaca
de grafeno que pesaría menos que uno de sus bigotes y, además, sería
prácticamente invisible, como explicó la Academia de Ciencias sueca
cuando premió con el Nobel de Física (2010) a Andrei Geim y Konstantin
Novoselov por su descubrimiento, en 2003. Las ideas para futuras
aplicaciones de tan extraordinario material surgieron de inmediato:
desde nuevos chips más rápidos que los de silicio hasta pantallas
táctiles y flexibles o componentes de todo tipo en satélites, aviones y
automóviles. El científico español Francisco Guinea, investigador del
CSIC en el Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid, está volcado
en el estudio del grafeno, pero como físico teórico que explora y
explica sus propiedades. Guinea, que ha recibido este año la Medalla de
la Real Sociedad Española de Física, en colaboración con la Fundación
BBVA, llega a la entrevista con la maleta en la mano precisamente desde
Manchester, en cuya Universidad ha estado trabajando con sus
colaboradores habituales Geim y Novoselov.
Pregunta: ¿Por qué el grafeno levanta tanto entusiasmo?
Respuesta: Ha sido totalmente inesperado. Nadie se
imaginaba que pudiera existir una lámina con esas propiedades
extraordinarias: tan fina, tan buena conductora de la electricidad, tan
dura, tan resistente a los ataques químicos... y siguen saliendo a la
luz características novedosas. En ciencias de materiales es un
descubrimiento como ha habido pocos... quizá como lo fue, en su momento,
el transistor.
P. ¿Ha salido ya de los laboratorios?
R. Hay empresas, también en España, que fabrican y
venden grafeno, pero para investigación, así que sigue en los
laboratorios. También trabajan con él grandes empresas. Por ejemplo,
Toshiba creo que lo está usando para recubrir cables muy pequeños dentro
de computadoras.
P. ¿Puede señalar algunas aplicaciones?
R. Por ejemplo, pantallas táctiles flexibles,
sensores, dispositivos de transmisión rápida de datos por
optoelectrónica... Las pantallas planas normales se hacen de materiales
escasos y cada vez más caros, así que el grafeno es una ventaja. Además,
serán flexibles. Creo que hay en China un prototipo de teléfono móvil
enrollable hecho a partir de grafeno. Airbus y Boeing están interesadas
en este material para reforzar estructuras de aviones y aprovechar su
propiedad conductora de electricidad. O paneles solares ligeros y
flexibles que serían interesantes para los satélites. Luego puede haber
cosas completamente nuevas, que solo el grafeno permite, por ejemplo en
ingeniería de tensiones, porque se pueden variar sus propiedades
eléctricas doblándolo e induciéndole deformaciones, de forma que se
podría conseguir un material que condujera la electricidad en una
dirección pero no en otra... Y se trabaja en aplicaciones biológicas muy
interesantes, como una estructura de grafeno para hacer crecer órganos
artificiales con células madre. Como también es un material
biocompatible...
P. Tras un gran impulso inicial, ¿corre el grafeno
riesgo de ralentizarse en su desarrollo, como ha sucedido con otros
materiales en el pasado?
R. Con el grafeno hay tantas posibilidades, es tan
versátil... No todas las aplicaciones que imaginamos se van a conseguir y
es posible que algunas tarden tiempo, pero si no sirve para unas cosas
servirá para otras. El grafeno es imparable.
P. ¿Por qué el material, en una lámina de un átomo de grosor, tiene esas propiedades? ¿Qué pasa si son dos átomos?
R. Hay todo un debate sobre esto. La bicapa de
grafeno existe y se está estudiando muchísimo... tiene propiedades muy
parecidas al grafeno. Pero cuando empiezas a meter más grosor aparecen
imperfecciones con más frecuencia.
P. ¿Está el sistema de I+D español preparado para no perder el tren del grafeno?
R. Estamos en ese tren y nos ha ido muy bien
colaborando en proyectos ambiciosos. Pero la competencia crece y tenemos
que seguir trabajando... aunque las circunstancias actuales de la I+D
en España no son buenas.
P. ¿Cuántos investigadores trabajan en grafeno en España?
R. Entre 200 y 300, y son físicos, químicos e ingenieros.
P. La UE ha lanzado un gran programa sobre grafeno
en cuyo comité científico, con participación de cuatro premios Nobel,
está usted.
R. Es un programa muy ambicioso, de una década, que
la UE financia, de momento, con 80 millones de euros para dos años y
medio. Se supone que el presupuesto aumentará y que parte del dinero
vendrá de los países y de la empresa privada.
P. ¿Compiten Europa y Estados Unidos en el grafeno?
R. Colaboramos a nivel académico pero se compite a
nivel industrial. En investigación básica Europa va por delante, seguida
de EE UU y luego Asia, pero esta tiene la primacía en el impulso
industrial. EE UU está en una situación intermedia en investigación y en
aplicaciones.
P. ¿Qué hace un físico teórico dedicado al grafeno?
R. Un teórico da mucho juego, porque el grafeno ha
obligado a reformular muchos conceptos de los materiales, los cristales,
etcétera. Los electrones que se mueven dentro de grafeno es como si no
tuvieran masa, se parecen a las partículas relativistas que van casi a
la velocidad de la luz. Precisamente, con mi equipo, adelantamos una
serie de propiedades de los electrones relativistas que luego
confirmaron Geim y Novoselov experimentalmente. Luego predijimos que las
arrugas del grafeno se comportarían como campos magnéticos y lo
confirmó en laboratorio un grupo de la Universidad de Berkeley.
P. ¿Cómo es su colaboración con Geim y Novoselov?
R. Estamos trabajando en bicapas de grafeno y
propiedades exóticas del material. Colaborar con ellos es muy agradable
porque son muy trabajadores y encantadores, no se les ha subido el Nobel
a la cabeza. Y ahora tienen muchísimos medios, mucha financiación para
investigar.
P. ¿Y usted: influye en su equipo el recorte presupuestario?
R. Aunque los recortes son serios, el grafeno y la
financiación de la UE nos permiten seguir adelante. Pero no podemos
contratar investigadores y en el equipo hay gente muy buena cuya
continuidad esta en el aire.
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