Una colaboración de Jose López
Los Nobel de Física de 2010, Geim y Novoselov, tuvieron la genial idea de arrancar con una tira de celofán convencional la primera capa de grafeno a partir de un trozo de grafito, el material del que está hecha la mina de un lápiz. Esta mina está compuesta de trillones de capas de grafeno pegadas unas a otras, pero el conjunto no es muy resistente, porque la unión entre lámina y lámina es débil, «si no, los lápices no funcionarían». Un compuesto tan simple, formado por átomos de carbono en forma de panal de abeja, ocupa la vida deFrancisco Guinea (Madrid, 1953), quien fue galardonado ayer con la Medalla concedida por la Real Sociedad Española de Física y la fundación BBVA.
—¿Nervios por recibir la Medalla?
—El tema científico es muy vocacional, a nosotros nos gusta lo que hacemos. Pero claro, te gusta ser reconocido por tus colegas. En el fondo somos como un circuito, no sé si ves The Big Bang Theory. Es una serie muy buena. Los científicos somos un poco obsesivos con nuestros temas, entonces que te den premios siempre se agradece. No es que trabajemos por hacernos ricos, pero sí por tener un poquito de reconocimiento.
—¿El estudio de materiales va un poco al dictado de la moda?
—Más que modas es que cuando aparece un nuevo material se hace un esfuerzo grande en caracterizarlo, pues antes de utilizarlo hay que entenderlo, lo cual lleva varios años, porque nunca se sabe si será útil o no. Comoquiera que sea, el primer paso hay que darlo. Los fullerenos por ejemplo, fueron descubiertos en el espacio inesperadamente, y posteriormente se sintetizaron en el laboratorio sin garantías de saber si servirían para algo o no.
—¿Nos encontramos ante una nueva era de materiales laminares del grosor de un sólo átomo, no solamente basados en el carbono?
—Efectivamente, porque hay más. El grafeno fue el primero, es el más estable y robusto, pero ya se han identificado más sistemas bidimensionales. Y otra área de investigación se centra en la combinación de estas láminas conocidos como metamateriales, con propiedades diferentes a los componentes del sandwich. Al tratarse de una lámina extraordinariamente delgada y totalmente expuesta a lo que tiene a su alrededor, cualquier molécula altera sus propiedades haciéndolo susceptible de emplearse como un fino detector de partículas.
—A temperatura ambiente, un material tan, tan delgado… ¿no entra en contradicción con la Termodinámica pues debería ser inestable por efecto de la agitación térmica?
—Existe un teorema que predice que no pueden existir cristales de dos dimensiones, pero deberian ser del orden de kilómetros.
—¿El grafeno reemplazará al silicio?
—No, no lo creo. El silicio es un material con una tecnología muy avanzada y el grafeno no podrá competir en todo con él. Sí creo en cambio que habrá complementariedad, porque hay cosas que no se pueden hacer con grafeno y sí con silicio, y viceversa.
—¿Qué oportunidades brinda la gran movilidad de los electrones en su interior?
—Sí, se desplazan como si no tuvieran masa, de modo que en algunos aspectos simulan los aceleradores de partículas con menor coste. Ahora bien, el hecho de que se desplacen a velocidades cercanas a la luz no significa que pueda suplir a los grandes aceleradores de partículas. Pero es cierto que algunas propiedades predichas por los teóricos se pueden comprobar con mayor facilidad en el grafeno.
—¿Cómo puede hablarse de propiedades mecánicas de un objeto de dos dimensiones y decir que su resistencia es mayor que la del acero, que se espera aplicar como protección del fuselaje de aviones o retinas artificiales?
—Efectivamente, es una buena pregunta. El caso es que a pesar de ser extremadamente delgado se puede manipular, pues es resistente, no se ve atacado por otras sustancias, y estirándolo se ve que resiste como el diamente. Una cosa que parece que se va romper prácticamente con nada, se comprueba que resiste más que objetos de mayor masa.
—¿Puede verse a simple vista? ¿Es invisible?
—Se puede con un microscopio óptico, lo cual tiene mucho mérito, pues son del orden de milésimas de milímetro.
—¿Para cuando una retina artificial?
—No podría decirlo. La investigación biomédica avanza rápido.
—¿Y las pantallas táctiles o las baterías ultra rápidas?
—En el laboratorio funcionan extraordinariamente bien. ¿Cuándo? No lo sé. Pocos años.
—¿Se han levantado demasiadas expectativas?
—Es posible. Siempre es una tentación por parte de los científicos. Creo que con el grafeno estamos siendo relativamente cautos, porque ya ha habido patinazos considerables con otros avances científicos, que prometían todo y luego se han quedado en mucho menos. Como sirve para muchas cosas, se le compara con los plásticos. Está claro que de las muchas aplicaciones, algunas saldrá adelante. Está claro que otras no, pero el grafeno seguro que va a servir para algo.
—¿El proceso de fabricación es sostenible? ¿Es contaminante?
—No tiene ningún problema. La Unión Europea hace mucho énfasis en ello. Se trata de carbono, el elemento básico de la vida.
—¿Su fabricación es rentable?
—Existen muchas empresas, luego sí lo es. De hecho cada vez hay más.
—¿Está España bien posicionada?
—Sí, la empresa privada española ha sido muy activa en el programa impulsado por la Comisión Europea. Los retornos que vendrán serán mayores que los de ningún otro país europeo. No sé si existirá otro caso como éste de implicación en una iniciativa tecnológica.
—Personalmente, ¿pesa mucho gestionar un presupuesto de mil millones de euros de la UE?
—En esta primera etapa, buena parte de la financiación se empleará en contratar a gente joven, y tenemos experiencia en cómo hacerlo.
—¿Usted se ve con fuerzas para continuar mucho tiempo en este campo de investigación?
—Hombre sin duda. Esto es muy divertido, nos lo estamos pasando todos muy bien.
—¿El grafeno es muy agradecido?
—Sí, es una lámina muy simple sólo de carbono y facilita mucho la elaboración de modelos teóricos, que por otra parte se ven pronto reflejados en el laboratorio. No suele ocurrir.
—¿Puede darse el caso que físicos de segunda línea puedan hacer física de primer nivel con este material?
—Pues no lo sé, la investigación es una ocupación muy vocacional, muy selectivo muy competitivo. No me atrevería a juzgarlo. Es difícil de contestar.
—¿Podría el estudio del grafeno dar vuelta a alguna paradoja cuántica?
—Eso sí entra dentro de lo probable. Por su poca masa, el grafeno es muy útil en ese campo. La Mecánica Cuántica es la ciencia de las cosas a pequeña escala microscópica, pero se estudia cuáles son sus límites y podrían caer en la región de nuestro material, son los denominados fenómenos cuánticos macroscópicos. ¿Tiene limitaciones o no las tiene? Pues si no las tiene… ¿por qué falla a escala macroscópica?
—¿Nos cambiará la vida el grafeno?
—Sí, yo creo que sí. Habrá muchos aspectos que con el grafeno se podrán hacer más eficientes que actualmente, o como dice Tomás Palacios del MIT, «toda nueva tecnología da lugar a aplicaciones inimaginables», y creo que con el grafeno será algo parecido.