En octubre se cumplen veinte años de que dos físicos de la Universidad de Manchester, Andre Geim y Konstantin Novoselov, publicaran un estudio innovador sobre el “efecto del campo eléctrico en películas de carbono atómicamente delgadas”. Su trabajo describió las extraordinarias propiedades electrónicas del grafeno, una forma cristalina de carbono equivalente a una sola capa de grafito, de solo un átomo de espesor.
Por esa época comencé mi doctorado en la Universidad de Surrey. Nuestro equipo se especializó en las propiedades electrónicas del carbono. Los nanotubos de carbono eran la última moda, que yo seguía felizmente. Un día, mi profesor animó a un grupo de nosotros a viajar a Londres para asistir a una charla de un conocido comunicador científico de la Universidad de Manchester. Este era André Geim.
No nos decepcionó. Fue inspirador para nosotros, los novatos estudiantes de doctorado, incorporando charlas sobre extravagantes experimentos del viernes por la tarde con ranas levitando, antes de pasar al carbono atómicamente delgado. De todos modos, éramos escépticos sobre este concepto de carbono. No podíamos creer que un material obtenido efectivamente de la mina de un lápiz con cinta adhesiva fuera realmente lo que decía ser. Pero estábamos equivocados.
El trabajo fue rápidamente copiado y reproducido por científicos de todo el mundo. Se idearon nuevos métodos para fabricar este material. Las increíbles afirmaciones sobre sus propiedades lo hacían parecer sacado de un cómic de Stan Lee. Más resistente que el acero, muy flexible, superresbaladizo e impermeable a los gases. Es mejor conductor electrónico que el cobre y mejor conductor térmico que el diamante, además de ser prácticamente invisible y exhibir una serie de propiedades cuánticas exóticas.
El grafeno fue aclamado como un material revolucionario, prometedor electrónica ultrarrápida, supercomputadoras y materiales superfuertes. Se han hecho afirmaciones más fantásticas ascensores espaciales, velas solares, retinas artificiales, incluso capas de invisibilidad.
Solo seis años después de su trabajo inicial, Geim y Novoselov recibieron el premio Nobel de física, alimentando aún más el entusiasmo en torno a estas cosas maravillosas. Desde entonces, se han publicado cientos de miles de artículos académicos sobre el grafeno y materiales relacionados.
STO06. OSLO (NORUEGA), 10/12/2010.- El rey Carlos Gustavo de Suecia entrega al holandés Andre Geim (izda) el Premio Nobel de Física 2010, durante la ceremonia de entrega de los Premios Nobel, que tiene lugar en Oslo, Noruega, el 10 de diciembre de 2010. EFE/Claudio Bresciani ---POOL--- PROHIBIDO SU USO EN NORUEGAPero no todos están de acuerdo. Hojee la sección de comentarios de cualquier artículo popular sobre el material y rápidamente encontrará a los escépticos. Ellos se quejan de que llevamos décadas soportado promesas vacías sobre el impacto del grafeno en el mundo real. ¿Dónde están los productos revolucionarios para enriquecer nuestras vidas o salvar al mundo del cambio climático?, preguntan.
Entonces, ¿el grafeno ha sido un éxito rotundo o un fracaso? Como suele ser el caso, la realidad está en algún punto intermedio.
Los altibajos del grafenoEn términos de percepción pública, es justo decir que el grafeno se ha sometido a un estándar imposible. Los medios populares ciertamente pueden exagerar las historias científicas para obtener clics, pero los académicos –incluyéndome a mí– tampoco son inmunes a exagerar o especular sobre sus proyectos favoritos. Yo diría que esto puede incluso ser útil y ayudar a impulsar nuevas tecnologías. Sin embargo, también puede haber una reacción negativa cuando el progreso parece decepcionante.
Dicho esto, las tecnologías disruptivas como los automóviles, la televisión o el plástico requirieron décadas de desarrollo. El grafeno todavía es un recién llegado en el gran esquema de las cosas, por lo que es demasiado pronto para llegar a conclusiones sobre su impacto.
Lo que ha ocurrido silenciosamente es una integración constante del grafeno en numerosas aplicaciones prácticas. Mucho de esto es gracias al Graphene Flagship, una importante iniciativa de investigación europea coordinada por la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia. Su objetivo es llevar el grafeno y materiales relacionados de la investigación académica a aplicaciones comerciales del mundo real y, como resultado, se han desarrollado más de 90 productos durante la última década.
Estos incluyen plásticos mezclados para alto rendimiento de equipos deportivos más duraderos, como neumáticos de carreras para bicicletas, cascos de moto que distribuyen mejor las fuerzas de impacto, revestimientos termoconductores para componentes de motocicletas y lubricantes para reducir la fricción y el desgaste entre piezas mecánicas.
El grafeno también está encontrando su hueco en las baterías y supercondensadores, lo que permite tiempos de carga más rápidos y una vida útil más larga. Las tintas conductoras de grafeno se utilizan ahora para fabricar sensores, etiquetas de seguimiento inalámbrico, elementos calefactores, y blindaje electromagnético para proteger componentes electrónicos sensibles. Incluso se utiliza grafeno en auriculares para mejorar la calidad del sonido y como un medio más eficiente de transmitir calor en unidades de aire acondicionado.
Los productos de óxido de grafeno se están utilizando para desalinización, tratamiento de aguas residuales y purificación de agua potable. Mientras tanto, se puede comprar una variedad de materiales de grafeno para su uso en muchos otros productos, y las principales corporaciones, incluidas SpaceX, Tesla, Panasonic, Samsung, Sony y Apple. Se rumorea o se sabe que todos los utilizan para desarrollar nuevos productos.
De la promesa a la practicidadEl impacto del grafeno en la ciencia de los materiales es innegable. El impacto en los productos de consumo es tangible, pero no tan visible. Una vez que un material está integrado en un producto funcional, no hay necesidad de seguir mencionándolo, y las preocupaciones sobre la propiedad intelectual pueden hacer que las empresas se muestren reacias a entrar en detalles en cualquier caso. Por lo tanto, los consumidores pueden ignorar felizmente que su automóvil, teléfono móvil o palo de golf contienen grafeno y probablemente no les importe, siempre y cuando funcione.
A medida que los métodos de producción mejoran y los costos disminuyen, podemos esperar que el grafeno se adopte cada vez más ampliamente. Las economías de escala lo harán más accesible y es probable que la gama de aplicaciones siga ampliándose.
Personalmente, después de dos décadas, todavía me emociono cuando pruebo algo nuevo en el laboratorio. Si bien puedo ser culpable de haber contribuido al revuelo inicial, sigo siendo optimista sobre el potencial del grafeno. Todavía estoy esperando mi viaje en un ascensor espacial, pero mientras tanto, me consolará saber que el grafeno ya está ayudando a dar forma a un futuro mejor, de manera silenciosa y constante.
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Stephen Lyth es profesor de Ingeniería Química y de Procesos en la Universidad de Strathclyde (Escocia). Puedes leer el artículo original en inglés aquí.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation y traducido para Novaceno.
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