Grafeno, el material que permitirá llevar tu celular integrado en tu ropa, en tu carro, en tu mesa, etc.

Por Eoghan Macguire y Matthew Knight

(CNN) — Desde que se descubrió en 2004, el grafeno ha sido aclamado como una maravilla natural del mundo de los materiales que está destinado a transformar nuestra vida en el siglo XXI.
Las asombrosas propiedades del grafeno emocionan y confunden por igual. ¿Cómo algo que es un millón de veces más pequeño que un cabello humano, puede ser 300 veces más resistente que el acero y 1.000 veces más conductivo que el silicón?
CNN Labs pidió a Tomás Palacios, director del departamento de investigaciones sobre el grafeno del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que nos explicara por qué el grafeno es un material tan especial y qué podemos esperar que haga por nosotros en el futuro.

CNN: ¿Qué es el Grafeno?

Tomás Palacios (TP): El grafeno es una capa del ancho de un átomo compuesta por átomos de carbón dispuestos en forma de panal. Esta disposición atómica especial le da al grafeno sus propiedades únicas. Por ejemplo, las corrientes eléctricas se mueven más rápido en el grafeno que en otro material conocido.
El calor también puede moverse muy rápido en el grafeno y es el mejor conductor térmico que tenemos. Además, el grafeno es el material más delgado del mundo y el más resistente, mucho más que el acero y mucho más ligero, desde luego.
Finalmente, como solo tiene un átomo de espesor, es perfectamente transparente y flexible.

CNN: ¿Cuáles serán sus aplicaciones?

TP: La primera aplicación del grafeno probablemente será como repuesto para el (relativamente costoso metal) seleniuro de indio en las celdas solares.
Después de eso, pienso que veremos una nueva gama de dispositivos para comunicación que no solo contengan grafeno, sino que también usen otros materiales bidimensionales.
Algunos productos, como los teléfonos celulares, se integrarán en objetos como ropa, papel y ventanas. Otra dirección sería las pantallas transparentes. Básicamente tendremos pantallas electrónicas integradas en casi todas partes: en las ventanas, en nuestras gafas, en los muros, en todas partes.
Para hacer esto necesitamos materiales muy delgados que también sean transparentes y el grafeno podría ser ese material.

CNN: ¿Cuándo estarán disponibles los productos que contienen grafeno?

TP: Depende de la aplicación específica. Creo que el uso del grafeno en las celdas solares, pantallas y más, probablemente estará en el mercado en un par de años.
Las aplicaciones más complejas, como en computadoras o teléfonos celulares probablemente tarde más, tal vez de cinco a 10 años.

CNN: ¿Qué otros retos esperan a los investigadores?

TP: Uno de los retos importantes para el grafeno es la forma en la que se desarrolla el material.
El grafeno se aisló por primera vez por medio de la técnica de la cinta Scotch (se retiran tiras cada vez más delgadas de un bloque de grafito usando cinta adhesiva) y las cantidades que obtenemos al producirlo en grandes bloques no igualan a la que se obtienen con este método.
Se ha trabajado mucho para tratar de mejorar la producción del grafeno y hay unas cuantas técnicas que parecen muy prometedoras pero que aún no están totalmente maduras.
El segundo reto es que el grafeno es un material que solo tiene un átomo de espesor. Todo lo que le hagas afectará sus propiedades.
Aún tenemos que comprender mejor cómo fabricar dispositivos con grafeno y cómo manejarlo con suficiente delicadeza como para no (romper) la fórmula.

CNN: ¿Están mejorando los métodos de producción?

TP: Recientemente, Samsung Electronics presentó una sola capa de grafeno de 76 centímetros de diámetro. Así que en algunos años hemos pasado de tener hojuelas microscópicas a hojas de 76 centímetros.
La ambición es que algún día, el grafeno se fabrique de la misma forma en la que se imprimen los diarios: en un proceso de rollo a rollo que requiera la misma clase de equipo. Esto cambiará toda la estructura económica de la industria de la electrónica.

CNN: ¿Existen otros materiales como el grafeno?

TP: El grafeno es el primer material bidimensional que se descubrió, pero no es el único. Ahora hay más de 10 materiales bidimensionales que tienen propiedades complementarias que podrían integrarse con el grafeno para proporcionar funcionalidad adicional.
Por ejemplo: el nitruro de boro también tiene un espesor de un átomo y en vez de ser conductor, es aislante (del calor), es el mejor aislante que conocemos. Hay otro material de tres átomos de espesor, llamado disulfuro de molibdeno, que es un semiconductor, como el silicón, pero más ligero y resistente.
Esos materiales pueden combinarse para fabricar estructuras de materiales completamente nuevas que no existen en la naturaleza. Pienso que es una premisa muy poderosa.

CNN: ¿Cuándo saldrán a las calles los productos hechos con grafeno?

TP: Si ves lo que tradicionalmente tarda un nuevo material en tener efecto en el mercado, típicamente toma alrededor de 20 años.
Tenemos que ser pacientes, pero las cosas parecen estar moviéndose más rápido que en el caso de otros materiales.
Pienso que en el próximo par de años veremos mejoras significativas en las técnicas de desarrollo y síntesis de los materiales bidimensionales.
En un nivel de investigación básico se insistirá en tratar de entender lo que pasa cuando apilas estos materiales.
Eso permitirá una nueva comprensión que propiciará la creación de dispositivos completamente nuevos.
Estoy totalmente convencido de que el grafeno cambiará nuestra vida. No sé exactamente cómo y no creo que nadie pueda estar seguro, pero no hay nada más delgado, resistente ni más adecuado para conducir electricidad y que tiene que ser útil para muchas cosas importantes.

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