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Ciencia y tecnología Act. 16 ago 2017

Encuentro con el futuro español del grafeno, el material que lo cambiará todo

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El grafeno es ese material de ciencia ficción por el que se interesan investigadores de todo el planeta. Y algunos españoles ocupan un sitio muy destacado.

G-R-A-F-E-N-O. No es una palabra sólo para científicos, es el nombre del material que lo cambiará todo. Nada en la electrónica, la informática, la telefonía móvil, la biomedicina o la industria automovilística puede ser igual en un tiempo que ya no parece tan lejano, que está a la vuelta de la esquina. Dispositivos inalámbricos de poco peso (verdaderos wearables) o móviles con batería de una duración enorme son sólo algunas de las aplicaciones en el horizonte de la producción industrial.

El grafeno es ese material de ciencia ficción por el que se interesan investigadores de todo el planeta. Y algunos españoles ocupan un sitio muy destacado.

El descubrimiento de este material se remonta a 2004, dentro de uno de los equipos investigadores de la Universidad de Manchester. El físico Andre Geim le pidió a uno de sus alumnos de doctorado, Konstantin Novoselov, que empezara a investigar sobre el grafito, pero que lo hiciera de una forma especial.

Para el estudio de este material, los científicos pulen la superficie extrayendo las láminas exteriores. Ese material residual que en 2004 acababa en la basura, fue para Geim y Novoselov el principio de una historia apasionante, merecedora del Nobel de Física en 2010. Algunas de esas capas de grafito desechadas hasta entonces acabaron siendo monocapas cristalinas, lo que en la actualidad todos conocemos como el grafeno, una lámina de carbono de un solo átomo de grosor.

La relación del grafeno con España

La primera conexión del grafeno con España llegó de la mano de Francisco Guinea, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid, que en 2005 se encontraba en la Universidad de Boston. Él y dos de sus colaboradores, Antonio Castro Neto y Nuno Peres, revisaron la investigación de Geim y Novoselov y se dieron cuenta de lo que hoy en día es un hito en la historia de la ciencia.

El grafeno no es un material normal, sus electrones se comportan de una forma distinta y por esa razón disponen de cualidades físicas que lo convierten en una material diferente con respecto a otros metales.

Su papel puede ser decisivo para la industria tecnológica, óptica o automovilística. Por eso acapara tanto interés entre los investigadores y el capital riesgo, en la esperanza de que el grafeno llegue a ser un negocio de miles de millones en un futuro cercano. Pero para llegar a esa meta, es necesario desarrollar aplicaciones reales.

Fundación BBVA apoya a una de las referencias españolas del grafeno

Hoy en día son muchas las hipótesis y muy pocas las certezas sobre el recorrido comercial del grafeno. Noel Rodríguez, científico de la Universidad de Granada, lidera un equipo que se ha convertido en una de las referencias españolas en la investigación de este material. De hecho, la Fundación BBVA ha querido apoyar su trabajo con su último programa de ayudas.

Para Rodríguez, experto en el uso del grafeno en la electrónica, es improbable que este material sirva en un futuro para el desarrollo de procesadores. “El silicio es una tecnología más asentada, no creo que el grafeno pueda sustituirlo en el sector de la circuitería integrada”, asegura el científico de la Universidad de Granada.

El grafeno y la transmisión de electricidad

Para Rodríguez, este material tiene mucho más sentido en el desarrollo de aplicaciones relacionadas con la transmisión de electricidad, por ejemplo, el campo de los famosos wearables (dispositivos ponibles) para biomedicina (algo parecido a un parche que pueda colocarse sobre la piel y mida la frecuencia cardiaca o detecte el estado de salud general de un paciente). También para la creación de supercondensadores que funcionen como baterías para móviles con mayor autonomía y más resistencia al desgaste por carga.

Todo el esfuerzo investigador en el campo del grafeno se concentra en convertir la teoría en realidad. A día de hoy, todo este tipo de desarrollos son sólo prototipos o ni siquiera eso. El trabajo del equipo de Rodríguez es conseguir optimizar estos modelos, que sean capaces de ofrecer mejores prestaciones que la tecnología existente y a un precio más asequible.

En busca de una aplicación real en un laboratorio de Granada

Rodríguez sigue de cerca los pasos de Guinea, la gran punta de lanza española en la investigación de este material. Trabaja desde hace tiempo en la obtención de una aplicación real para el grafeno, algo que acabe, como él dice, “con un anuncio en la televisión de un producto que todo el mundo quiera tener”.

“Es cierto que en la actualidad se habla de un montón de aplicaciones como chalecos antibalas o chasis de coche ultra-resistentes, pero la verdad es que aún no son una realidad industrial”, asegura Rodríguez. “El grafeno es un material monoatómico, por lo que en el momento en el que juntemos varias capas para construir productos dejará de ser grafeno y pasará a ser grafito, un material totalmente distinto en sus propiedades”, puntualiza.

El equipo de Rodríguez se encuentra en este momento trabajando para conseguir aplicaciones reales en nichos sin explotar, “con el objetivo de crear un cambio de posible explotación industrial en suelo español”. Estos investigadores españoles disponen ya en estos momentos de varios prototipos, pero primero es necesario hacer una labor de optimización para que “funcionen siempre sin problemas”. Por ejemplo, están trabajando con la reducción láser del óxido de grafeno para convertirlo en grafeno. “Si consiguiéramos una aplicación real de este material, podríamos crear empleos en un futuro”, afirma Rodríguez.

¿Un modelo de negocio para España?

Desde Europa se está impulsando la investigación del grafeno dentro de su iniciativa ‘Horizonte 2020’, un programa de inversión científica. En 2013, Bruselas concedió dos ayudas de 1.000 millones de euros para dos proyectos: el primero, ‘Graphene’, dedicado al grafeno y un segundo sobre el cerebro humano. Paco Guinea es el actual coordinador para España del proyecto europeo sobre el grafeno, un estudio que está en continuo crecimiento y en el que hay depositadas muchas esperanzas.

Como alternativa a este proceso de investigación y desarrollo tenemos equipos como el de Rodríguez, que sueñan con colaborar e impulsar productos que puedan venderse en la calle: “Es una gran noticia que las autoridades apuesten por la investigación como forma de desarrollo de negocio”.

“El grafeno puede ser la semilla de un nuevo modelo económico para España, al menos, el principio de algo parecido”, comenta Rodríguez. “Lo único que necesitamos es financiación para retener a la gente y potenciar a los científicos jóvenes, bien formados y con ilusión por hacer una carrera investigadora”, concluye esperanzado. Al final, el estudio del grafeno es una carrera mundial por crear una industria, empleos en suelo español y valor añadido para una sociedad.

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