¿Qué es el grafeno? (II)

(Continuación) Como sabemos, los extraordinarios valores de estas propiedades surgen de su pequeño grosor y son explicadas por originarse y pertenecer al dominio de la Física Cuántica.

El mundo de lo muy, muy, pequeño que tiene sus propias y alucinantes leyes.

¿Cuáles son sus aplicaciones?

El grafeno tiene una amplia variedad de, ya posibles y potenciales aplicaciones, incluida la fabricación de nuevos materiales y el desarrollo de nuevos y avanzados dispositivos electrónicos.

Los transistores construidos con grafeno podrán ser sustancialmente más rápidos y eficaces que los actuales de silicio, y con ellos se podrán fabricar ordenadores más eficaces.

También, como es transparente y un buen conductor, se vislumbran múltiples aplicaciones en: pantallas flexibles de dispositivos electrónicos, paneles luminosos, pantallas táctiles transparentes e incluso se piensa ya en nuevos paneles solares que serían mucho más delgados. Varios de estos avances se están ensayando ya.

Pero el grafeno también ha deslumbrado a los físicos por las oportunidades de investigación básica que ofrece.

Su uso permitiría estudiar fenómenos relacionados tanto con la Mecánica Cuántica como con la Relativista, dada la alta velocidad que en este sólido los electrones pueden alcanzar.

Algunas propiedades inquietantes

Porque, desde el punto de vista teórico, el grafeno goza de otras propiedades tan interesantes como:

1.- El hacer que los electrones que se desplazan sobre el grafeno, se comporten como cuasipartículas sin masa. Lo que se conoce como fermiones de Dirac. Unas subpartículas que se desplazan con movimiento uniforme (MU) como la luz, sólo que ellos van más lentos.

Sólo a unos millones de metros por segundo (10⁶ m/s), en lugar de los trescientos millones (300·10⁶ m/s) a los que va la luz.

La producción de grafeno permitirá estudiar experimentalmente este comportamiento, que ya fue predicho teóricamente hace más de 50 años.

2.- El efecto Hall cuántico, por el que la conductividad en dirección perpendicular a la corriente, toma siempre valores discretos o cuantizados.

Un detalle físico que permite medirla con una inusitada precisión. De lo más interesante.

3.- El efecto localización de Anderson, asociado a la total movilidad de los electrones del grafeno por toda la lámina.

Sí. Todo hace pensar que con este nuevo material bidimensional con propiedades únicas, se posibilitarán avances decisivos en ambos campos de la Física Moderna. Y que se revolucionará la tecnología del futuro.

Ya veremos en qué queda. Pero por la pinta que tiene, el grafeno es un material de Nobel.

Haciendo un poco de historia

Tras los fullerenos, una estructura esférica de carbono cuyo descubrimiento obtuvo el Premio Nobel de Química en 1996, y los nanotubos, esas estructuras tubulares cuyo diámetro es del orden del nanómetro, llega el grafeno.

Y por como llega, tengo para mí que va a arrasar. De todos modos demos tiempo al tiempo. Y cuando llegue lo que sea, se lo contaré. Si estamos aquí.

Ahora me gustaría sacarles de un probable y comprensible error interpretativo. El repentino aumento de interés que ha experimentado el mundo científico por el grafeno, podría dar una impresión errada.

El hecho de que el grafeno sea un material nuevo, recién descubierto. Cuando no es así.

El grafeno es conocido y está descrito desde hace al menos medio siglo.

Tanto su enlace químico como estructura molecular ya se describieron durante la década de 1930, y la estructura de bandas electrónicas fue determinada, por primera vez en 1949, por P. R. Wallace.