Grafeno: Las perspectivas y aplicaciones del denominado "material milagro"

Puede que en unos años más, el Valle del Silicio (Silicon Valley) quede totalmente pasado de moda. No el lugar, sino el nombre. También es posible que la intocable Ley de Moore, que establece que cada 18 meses se duplica el nivel de cómputo en los microchips,  también pase a ser algo anticuado.

El responsable se llama grafeno, un material que revolucionará varias industrias, especialmente la tecnológica, luego que en 2010 Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov ganaran el premio Nobel de Física al descubrir insospechadas aplicaciones de esta sustancia.

De hecho, se estima que en 2008 hacer 1cm2 de grafeno costaba €80 millones. En 2009 la cifra bajó estrepitosamente a €80.

A diferencia del cobre o la plata que son "elementos", el grafeno es un "compuesto" derivado del grafito, al igual que otros compuestos como el diamante. En los años treinta del siglo pasado comenzó a hablarse de él, pero en ese entonces no era muy popular, ya que para su tratamiento se requería de altas temperaturas y no había casi laboratorios para ello.  Justamente, la hazaña de Gueim y Novosiólov fue lograr su producción a temperatura ambiente el año 2004.

Formado por un conjunto de átomos de carbono empaquetados en una estructura hexagonal (similar a un panal de abejas), entre sus principales propiedades está una gran conducción de electricidad, que supera en 100 veces al silicio, así como una transmisión de calor 100 veces más potente que el cobre. Además puede llegar a ser 300 veces más fuerte que el acero, pero a la vez es flexible y transparente.

Muchos laboratorios en el mundo están trabajando o pensando experimentar con grafeno. "Estados Unidos está liderando las ventas a nivel mundial de este producto, ofreciéndolo principalmente a centros de investigación, laboratorios y universidades. De esta forma, se pueden lograr aplicaciones más reales", explica Andrea Cortés, química industrial e investigadora asociada del Departamento de Física de la Universidad Federico Santa María.

Aplicaciones

Las aplicaciones del grafeno se dan en varias áreas. Para ejemplificar su potencial, cuando el alemán Philipp Anton ganó en 1905 el Nobel de Física por sus descubrimientos con los rayos  catódicos, pasaron más de 40 años para que aparecieran los televisores con esta tecnología. Se espera que dentro de 20 a 30 años más, el grafeno ya se esté utilizando de forma totalmente masiva.

Una de las áreas en que más se ha desarrollado investigación es en la fabricación de microprocesadores. La Ley de Moore debería quedar obsoleta en unos 24 años, básicamente porque el silicio ya no podrá albergar más capacidad de procesamiento en su envase más pequeño. Debido a esto, compañías tecnológicas como Intel e IBM ya están experimentando con el desarrollo de microchips basados en grafeno.

IBM por ejemplo fabricó en 2009 un procesador de grafeno de 26 GHZ. En febrero de 2010 logró uno de 100 GHZ y en septiembre del mismo año lo triplicaron. "Esto te demuestra que esta capacidad de procesamiento podría incorporarse perfectamente en un teléfono antes de lo que esperamos. Además, si se considera las propiedades del grafeno, puede ser un equipo flexible y transparente", comenta Jorge Mujica, gerente de tecnologías de IBM Chile.

Hace tres años, las universidades de Texas y de Corea del Sur fabricaron láminas rectangulares de este material, con la capacidad de conducir electrones y ser totalmente transparentes. Incluso, lograron construir una lámina de 76 cms. de diagonal, que perfectamente puede ser operada de manera táctil.

Otra área donde podrían haber usos bastante interesantes es en la salud. Se han comenzado a producir hojas de papel con el óxido de grafeno, algo bastante relevante si se considera que otra de las propiedades de este compuesto es que evita la atracción de bacterias. "En otras palabras podríamos perfectamente ver en el futuro gasas, parches y una serie de elementos tanto de primeros auxilios como médicos basados en grafeno", agrega Mujica.

Si vamos más lejos aún, científicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) llevan un tiempo experimentando para la creación de un filtro capaz de convertir el agua salada de forma rápida, fiable y barata. No por nada el grafeno se ha ganado el apodo  de "material milagro".