“En el MIT buscamos sin cesar el dispositivo que cambie el mundo”

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Sus extraordinarias propiedades han otorgado al grafeno el sobrenombre de “el material del futuro”, aunque aún es necesario descubrir la aplicación que desate su boom definitivo. Se trata de un reto que afrontan día a día desde el Centro para investigaciones del grafeno y otros materiales bidimensionales del MIT(Instituto Tecnológico de Massachusetts), que coordina gran parte de las actividades en estos nuevos materiales y trabaja en colaboración con muchas empresas para comercializar el grafeno lo antes posible. Toyoutome ha charlado con Tomás Palacios, director de este centro y profesor del Departamento de Ingeniería Electrónica y Ciencias de la Computación del MIT, para conocer más detalles sobre estas investigaciones.

10 respuestas a Toyoutome Blog

¿Qué cualidades otorgan al grafeno el apelativo de “material del futuro”?

El grafeno es un material extremo: tiene un solo átomo de espesor, es al menos cinco veces más resistente que el mejor acero y es el mejor conductor de la electricidad y el calor. Todas estas propiedades, y alguna más, lo hacen realmente único. Es por ello que numerosos grupos de investigación en todo el mundo buscan sin cesar las aplicaciones idóneas para este material. Algunas son obvias, como su uso en transistores, células solares o pantallas planas, pero las mejores aplicaciones están todavía por descubrirse.

Sin embargo, es importante el destacar que el grafeno no está solo. Aunque fue el primer material bidimensional que se ha conseguido aislar, ahora mismo estamos trabajando con muchos otros de propiedades muy diversas. Por ejemplo, el nitruro de boro hexagonal se comporta como un material aislante, mientras que el disulfuro de molibdeno, con sólo tres átomos de espesor, es el semiconductor más delgado que se conoce.

Algunas voces señalan que el grafeno nos cambiará la vida por completo. ¿No es una afirmación un tanto exagerada?

Es muy dificil, posiblemente imposible, predecir el futuro. Así, por ejemplo, aunque las propiedades del silicio y otros semiconductores se han conocido durante muchos años, no fue hasta 1947, cuando los laboratorios Bell fabricaron el primer transistor, que se empezaron a vislumbrar las extraordinarias posibilidades comerciales de estos materiales. Y aun así, todavía faltaba un par de décadas para la invención del primer microprocesador. Con el grafeno y otros materiales bidimensionales pasa algo parecido. Sabemos que son materiales muy diferentes a cualquier otro que hayamos conocido hasta ahora, pero aún hay que descubrir el equivalente del transistor, el dispositivo o componente que cambie el mundo. Nosotros y muchos otros investigadores en todo el mundo lo estamos buscando sin cesar, pero todavía no se ha encontrado…

Según datos de CambridgeIP, a finales de 2012 se contabilizaron 7.351 patentes de grafeno y de aplicaciones vinculadas con él. Pensando en un futuro cercano, ¿en qué tipo de proyectos o sectores de actividad es más probable que se materialicen estas patentes?

En el futuro cercano, la primera aplicación del grafeno será como electrodo transparente. Existen muchos dispositivos, por ejemplo las células solares, las televisiones planas o las pantallas táctiles, cuya fabricación requiere una lámina metálica para introducir la corriente eléctrica, pero que sea transparente para no bloquear la luz. El material utilizado en la actualidad es el óxido de indio-estaño, pero su precio está aumentado rápidamente debido a la escasez de indio. El grafeno, con su extraordinaria conductividad eléctrica y gran transparencia, es un sustituto ideal. Muchas empresas, como por ejemplo Samsung, están trabajando para incorporar el grafeno en sus proximos productos. Por supuesto, el grafeno tiene muchas otras aplicaciones.

¿En qué áreas se centran las investigaciones del MIT en torno al grafeno?

En el MIT estamos trabando en células solares con mucha más eficiencia que las actuales, membranas de grafeno que permitan filtrar y desalinizar el agua, circuitos electrónicos para aumentar la velocidad de internet y una nueva generación de baterías con mucha más capacidad.

Uno de los ámbitos en los que el grafeno suena con más fuerza es en la electrónica de consumo. ¿Cuándo podrían comercializarse los primeros dispositivos con este material y qué tipo de aparatos serán exactamente?

Los primeros dispositivos en los que se introducirá el grafeno serán todos aquellos con pantallas táctiles, ya que las prestaciones de éstas se pueden mejorar notablemente gracias a la gran conductividad eléctrica y baja absorción lumínica del grafeno.

¿Y más adelante? ¿Dónde se verán los resultados de las actuales investigaciones?

Inmediatamente después, empezaremos a utilizar grafeno en las baterías de todo tipo de dispositivos electrónicos: desde teléfonos móviles a ordenadores portátiles. Ya que el grafeno sólo tiene un átomo de espesor, su superficie en relación con su volumen y peso es muy elevada. Esto permitirá la fabricación de baterías con mucha mayor capacidad que las convencionales. Finalmente, en unos años, el grafeno y otros materiales bidimensionales se usarán en la fabricación de teléfonos móviles flexibles y otros tipos de sistemas electrónicos como pantallas de ordenador transparentes que se puedan utilizar en las ventanas de los edificios.

¿Hasta qué punto propiciará una nueva experiencia de usuario la comercialización de estos nuevos dispositivos? En este sentido, ¿será necesario que los proveedores de contenidos revisen sus actuales ofertas?

Sin duda alguna, estos nuevos dispositivos crearán nuevas oportunidades. Por ejemplo, será posible ir a la cafetería y leer las últimas noticias (o publicidad) en una pantalla transparente y flexible fabricada en la taza de café. Al mismo tiempo, cuando nos asomemos a la ventana, la temperatura del exterior y el pronóstico del tiempo aparecerán directamente en el cristal.

Otra de las propiedades del grafeno es que puede proporcionar nuevas velocidades de vértigo a internet. ¿Qué tipo de innovadores servicios posibilitará esto?

El uso de estos nuevos materiales puede posibilitar una mejora significativa de la velocidad de internet. Esto permitirá el tener acceso, desde cualquier lugar del mundo, a todo tipo de películas tridimensionales con una resolución muy superior a la actual o a aplicaciones que usan realidad virtual de gran calidad.

¿Qué otros materiales pueden combinarse con el grafeno para acelerar la llegada de nuevos productos y servicios? ¿Será, como algunos dicen, el fin de la era del silicio?

Como ya mencioné anteriormente, el grafeno no está solo. Es el primero de una nueva familia de materiales bidimensionales con propiedades extraordinarias. Sin embargo, aunque estos materiales van a permitir el desarrollo de nuevas aplicaciones y servicios, no creo que representen el fin de “la era del silicio”. El silicio también es un material asombroso y se ha beneficiado de inmensas inversiones por parte de empresas de todo el mundo. Siempre estará ahí, de igual modo que el desarrollo del acero no ha eliminado el uso del ladrillo en la construcción de edificios. Sin embargo, estos nuevos materiales bidimensionales van a transformar la electrónica, igual que las estructuras de acero transformaron los rascacielos.

¿Qué barreras es aún necesario derribar para el boom definitivo de este material?

Depende de la aplicación. No es lo mismo utilizar el grafeno como electrodo transparente en células solares que en los transistores de un microprocesador. En cualquier caso, una de las áreas que necesita más trabajo es la mejora de la calidad del grafeno que podemos sintetizar de manera artificial. Por otra parte, es necesario descubrir nuevos dispositivos que utilicen las propiedades únicas del grafeno. Es relativamente sencillo utilizarlo en aplicaciones ya existentes, pero lo que es más difícil es inventar aplicaciones completamente nuevas que son posibles únicamente gracias al grafeno.

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