revista de divulgación del Instituto de Astrofísica de Andalucía

Sala limpia

¿Cuál de estas dos opciones es el nombre real de una familia de compuestos relacionada con el grafeno?

Por Miguel Abril (IAA-CSIC)
La respuesta

¿Cuál de estas dos opciones es el nombre real de una familia de compuestos relacionada con el grafeno?
a)    Buckminsterfullerenos
b)    Westminsterabbeycells

El grafeno es un nanomaterial formado por carbono puro en una estructura de malla con un patrón de red hexagonal. Su espesor es de un solo átomo, por lo que puede considerarse como el material más fino jamás sintetizado, y por ello se dice que es un material bidimensional. Esta peculiar estructura le da unas propiedades fascinantes: es mejor conductor eléctrico que el cobre, cien veces más resistente que el acero y cinco veces más ligero que el aluminio. Además tiene una gran estabilidad química y, debido a su único átomo de espesor, es transparente. Como ejemplo de sus asombrosas propiedades se suele contar que con un metro cuadrado de grafeno se podría sostener un gato de cuatro kilos (¿vivo o muerto?, pregunta Schrödinger), formando una peculiar hamaca que pesaría menos que uno de los bigotes del felino. Aludíamos en el número anterior a los humildes orígenes de este material, haciendo referencia a dos circunstancias que rodearon su descubrimiento. La primera, que su desarrollo se debió a la curiosidad de dos científicos rusos de la Universidad de Manchester, que lo descubrieron en lo que ellos llamaban «experimentos de viernes por la noche» (¿para qué irte de cañas a conocer gente y tener una vida pudiéndote encerrar en tu laboratorio otra vez? ¡Frikis al poder!). La segunda es la técnica con la que los dos científicos consiguieron sintetizarlo por primera vez: tomaron un bloque de grafito de gran pureza y lo exfoliaron múltiples veces usando cinta adhesiva hasta quedarse con una capa de un solo átomo. Hablando en cristiano: cogieron algo parecido a una mina de lápiz gigante y la separaron en capas usando papel celo. Esto les valió a los dos científicos, Konstantin Novoselov y Andre Geim, el Premio Nobel de Física de 2010. Desde entonces la fiebre del grafeno no ha hecho más que crecer, y se han creado numerosos laboratorios que buscan aplicaciones y nuevas técnicas de fabricación, como puede verse en la imagen.

En realidad, la denominada revolución del grafeno no solo incluye este material, sino otros relacionados con él como los nanotubos de carbono y los fullerenos. Si el grafeno se define como un material 2D, los nanotubos de carbono (con estructura análoga al grafeno pero en forma de tubos) serían 1D y los fullerenos (parecidos a balones de fútbol con átomos de carbono en los vértices de los hexágonos y pentágonos) 0D, entendiendo el número como las dimensiones que quedan por encima de la escala de la nanotecnología (100 nm). Por cierto, «fullerenos» es el término comúnmente usado para este último tipo de partículas, pero su nombre original era «buckminsterfullerenos», lo que da respuesta a la pregunta. Ni que decir tiene que recibieron este nombre porque su estructura recordaba a las de las cúpulas del inventor y arquitecto Richard Buckminster Fuller, como seguro que ya sabíais.
Ahora bien, ¿está justificado el interés que ha despertado este material de estructura tan simple y sus primos 1D y 0D? Por lo que dicen los expertos, parece que sí, ya que de sus sorprendentes propiedades físicoquímicas pueden derivarse aplicaciones no menos asombrosas tales como (tomad aire): pantallas táctiles flexibles, ropa inteligente, bombillas, chalecos antibalas, filtros de desalinización de agua, células de energía solar, materiales compuestos inteligentes, materiales anticorrosivos, aleaciones con metales para barcos y aviones, medicamentos contra el cáncer, micrófonos y altavoces, envases inteligentes, material deportivo, limpieza de la radioactividad, pinturas de alta resistencia y que generan energía, vendajes antibacterianos, empastes de baja toxicidad, materiales biónicos para implementar en músculos, huesos y tendones, sensores de gases para medio ambiente, sensores biomédicos, baterías y supercondensadores de alta carga y bajo tiempo de recarga... Se ha conseguido en laboratorio incluso seda de araña superresistente rociando arañas con grafeno, aunque no en todos los casos funcionó (algunas arañas morían, pero al fin y al cabo son bichos inmundos). Y la última aplicación, que merece una frase para ella sola: ¡la sustitución del silicio como componente fundamental de la microelectrónica! Sin embargo, hay quien dice que se lleva mucho tiempo hablando del grafeno, pero que después de tantos años todavía no hay aplicaciones. En realidad no ha pasado tanto tiempo. Es como cuando le preguntas a un madridista que desde cuándo está Messi amargándoles la vida. Probablemente te dirá que hace veinte o treinta años, pero miras en Wikipedia y resulta que solo tiene veintiocho. El tiempo es relativo, ya lo decía Einstein. El grafeno es un material completamente nuevo que se sintetizó por primera vez en 2004, y si un medicamento tarda unos quince años en salir al mercado, ¿no hay que darle un poco de margen a algo que nos va a cambiar la vida? Tal vez sea cierto que las expectativas que habían puesto algunos en este nuevo material eran excesivamente optimistas. El grafeno no va a servir para TODO, como muchos pensaban, pero la prueba de que no ha caído en el olvido es la iniciativa FET (Future and Emerging Technologies) Flagship, a la que la Comisión Europea ha dedicado mil millones de euros y en el que participan diecisiete países, entre los que se encuentra España. El proyecto comenzó en 2012 y tiene una duración de diez años, por lo que no hay duda de que a corto o medio plazo el mercado se verá inundado de aplicaciones en todos los campos.

 

La pregunta

¿Cómo? ¿Que llevamos casi cinco años con una sección dedicada a la tecnología y todavía no hemos hablado de robots? Pues nada, vamos a ello. Para empezar, ¿de dónde viene la palabra ROBOT?
1. Al revés (Tobor) era el nombre del primer autómata que apareció en una novela.
2. Del checo, quiere decir ‘Trabajo duro’
3. Del inglés Rub out: borrar o eliminar.
4. ROBOT es un acrónimo que significa una cosa muy rara.