Los rusos del grafeno

Los investigadores rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov fueron distinguidos con el Premio Nobel de Física 2010 por sus “experimentos revolucionarios” con el grafeno, un material bidimensional de un átomo de grosor, compuesto por átomos de carbono, destacó la Academia sueca. “Demostraron que el carbono en esa forma plana tiene propiedades excepcionales”, añadieron.

Una escama fina de carbón ordinario, de sólo un átomo de espesor, se encuentra detrás del Premio Nobel de este año en Física. Este material no sólo es el más delgado jamás obtenido, sino también el más fuerte. Como conductor de electricidad alcanza al cobre, y como conductor de calor supera a todos los conocidos. Grafeno es su nombre, y por su identificación, los científicos Andre Geim, de 51 años, y Konstantin Novoselov, de 36, recibirán el máximo galardón de la Real Academia Sueca de Ciencias el próximo 10 de diciembre.

“Como es prácticamente transparente y buen conductor, el grafeno es compatible para producir pantallas táctiles, paneles luminosos y quizás también captores solares”, dijo el Comité del Nobel. “Tal vez estemos en el umbral de una nueva miniaturización electrónica que conducirá a computadoras más eficientes”, añadieron.

Geim y Novoselov, nacidos en Rusia y actualmente profesores de la Universidad de Manchester, en Gran Bretaña, extrajeron grafeno de un trozo de grafito, como el que se encuentra en los lápices. “Con cinta adhesiva regular se las arreglaron para obtener un copo de carbono con un espesor de tan sólo un átomo”, indicaron desde la Academia, y agregaron, “con el grafeno, los físicos pueden ahora estudiar una nueva clase de materiales de dos dimensiones con propiedades únicas. El grafeno hace posible una experimentación que le da nuevos giros a los fenómenos de la física cuántica”.

Viernes por la noche

Todo comenzó en uno de los tantos encuentros de experimentos de viernes por la noche. Un espacio en el que “simplemente hacemos todas las cosas locas probables, que posiblemente no conducen a nada, pero que, cuando lo hacen, generan grandes sorpresas”, relató Geim, mentor de estas citas imperdibles. Novoselov coincide en que además de ser curioso lo “más importante es divertirse. Así que André introdujo esta costumbre de los experimentos de viernes por la noche donde se ensayan cosas locas, algunos de ellos a veces salen, y otros, no. Y básicamente, el grafeno era uno de esos”, relató en la entrevista de la Academia Sueca.

¿La consigna por probar? “No está permitido el uso de equipamiento complicado. Se debe hacer algo que esté al alcance de la mano, y si funciona, funciona”, destacó Novoselov, uno de los más jóvenes científicos en recibir el Nobel en la historia de estas distinciones (el récord fue Lawrence Bragg, quien lo obtuvo en 1915, a los 25 años, por sus investigaciones sobre la estructura cristalina de los rayos X). ¿Qué tal si utilizamos una cinta adhesiva para lograr capas más delgadas de grafito?, se preguntaron. Y pusieron manos a la obra, sin imaginar que años después la respuesta les daría 1.400.000 dólares de premio.

Este “método simple y económico: exofoliación mecánica usando cinta scotch”, es destacado por la doctora Ana María Llois, docente de la Facultad. “El mérito del trabajo de Geim y Novoselov radica en haber logrado aislar monocapas de grafeno lo suficientemente grandes como para poder ser identificadas y caracterizadas, pudiendo así verificar características muy particulares que son propias de este sistema bidimensional. Ellos han sacado de la esfera teórica y hecho realidad, el mundo bidimensional. Este logro ha dado lugar a una enorme cantidad de trabajos teóricos, experimentales, y ha abierto importantes posibilidades tecnológicas usando grafeno, así como otros sistemas de dos dimensiones que también pueden aislarse (producirse) en forma tan sencilla como el sistema que nos ocupa”, resalta Llois, desde el Departamento de Física del Centro Atómico Constituyentes.

El grafeno, que es una forma de carbono, resulta casi totalmente transparente, y sin embargo, es tan denso que ni siquiera el helio, el átomo de gas más pequeño, puede pasar a través de él, según remarcaron desde el Comité Nobel.

“En realidad -indica Llois- gran parte de las propiedades del grafeno ya habían sido predichas teóricamente y tienen que ver tanto con su dureza (mayor a la del acero), su gran elasticidad, su estabilidad a altas temperaturas, su altísima conductividad térmica, su respuesta eléctrica en presencia de un campo magnético perpendicular (efecto Hall cuántico anómalo), su conductividad eléctrica comparable con la del cobre. Estas propiedades se deben no sólo a la bidimensionalidad sino también a la estructura tipo panal de abeja según la cual se disponen los átomos de carbono en el grafeno. El aporte de Geim y Novoselov consiste en haber hecho realidad este sistema verdaderamente bidimensional, que sigue siendo bidimensional más allá de temperatura ambiente”.

A poco de conocer la noticia de ser el ganador del Nobel, Gaim definió su trabajo como “una experiencia educativa. En el sentido de que no se trata sólo del aislamiento del grafeno, sino que muestra que no es necesario estar en Harvard o Cambridge… Espero que esto sea inspirador para la generación de científicos jóvenes, que pueden hacer algo sin estar en el mejor sitio en el mejor momento”.

Fuente: El Cable Nro. 758