El premio Nobel de física es para Andre Geim y Konstantin Novoselov, ambos físicos nacidos en Rusia que ahora trabajan en la Universidad de Manchester en el Reino Unido, por su descubrimiento del grafeno.
El grafeno es una sustancia en forma de hoja hecha de átomos de carbono unidos entre sí en un patrón hexagonal repetido. Es el primer material esencialmente bidimensional jamás fabricado.
Ser la pieza de materia más delgada del mundo es solo uno de los muchos superlativos que se pueden aplicar al grafeno. También es el material más resistente conocido, aproximadamente 100 veces más fuerte que el acero. Dado que una hoja de grafeno tiene solo un átomo de espesor, también es transparente, y, por lo tanto, puede desempeñar un papel en el desarrollo de pantallas electrónicas futuras.
Algunas de las características más interesantes del material, desde el punto de vista de futuras aplicaciones, tienen que ver con sus propiedades eléctricas. La electricidad fluye rápidamente a través del grafeno y sin perder mucha energía en el camino. Esta, junto con el hecho de que es relativamente fácil de fabricar, hace que el grafeno sea un candidato para reemplazar o mejorar los circuitos integrados que llenan nuestras computadoras en la actualidad. Este circuito a menudo se construye alrededor de pequeños trozos de silicio grabados que contienen miles de millones de transistores, cada uno de los cuales puede actuar como un interruptor que está en una posición de ENCENDIDO o APAGADO o, alternativamente, se puede establecer como 0 o 1 en la lógica binaria utilizada por las computadoras para almacenar y procesar información. Los chips de grafeno pueden ser más baratos, más rápido, y más fácil de fabricar que los chips de silicio.
Una cosa que ralentiza el uso del grafeno en la electrónica es que podría ser un conductor de electricidad demasiado bueno. Para actuar como un interruptor, un transistor debe apagarse y encenderse rápidamente. Los materiales semiconductores que se utilizan normalmente en los transistores son, por su naturaleza, a medio camino entre conducir y no conducir electricidad. Es decir, mediante la entrada de una señal muy pequeña, pueden permitir que pase una corriente eléctrica (indicando la posición ON) o no (la posición OFF). Grafeno puro, ser principalmente un buen director, no se puede encender y apagar. Sin embargo, Geim y muchos otros científicos creen que el grafeno se puede alterar para resolver este problema.
Un descubrimiento con los pies en la tierra
Geim, Novoselov y sus colegas descubrieron el grafeno de una manera muy humilde. Tomaron un poco de cinta adhesiva y lo pasaron por un trozo de grafito a granel, lo mismo que se usa en los lápices. La cinta eliminó las escamas de carbono que tenían muchas capas de espesor. Pero por el uso repetido de la cinta, se podrían producir copos cada vez más delgados, incluidos algunos que finalmente tenían solo una capa de espesor. Las imágenes microscópicas confirmaron lo que el ojo humano no podía ver.
El grafeno a veces se compara con los nanotubos de carbono, esencialmente trozos de grafeno enrollados en forma de paja. Ambos son muy buenos conductores de calor y de electricidad. Ambos son bastante fuertes.
"El grafeno es la base fundamental de todas las nanoestructuras de carbono, incluidos los nanotubos de carbono, fullerenos, y mucho más y ha sido el santo grial para la comunidad de investigadores durante muchos años, "dijo Mildred Dresselhaus, físico del MIT y experto en estas diversas formas de carbono. "Es genial que Geim y Novoselov hayan sido reconocidos con este maravilloso premio por tener la idea de producir grafeno de una manera sencilla y por desarrollar una física hermosa basada en este material".
El Rey de Suecia entregará el premio a Geim y Novoselov en una ceremonia en Estocolmo en diciembre.
En una nota al pie poco convencional del anuncio de hoy, Andre Geim se ha convertido en uno de los pocos científicos en poseer un premio Nobel y un premio Ig-Nobel. Los Ig-Nobel son una especie de premio anti-Nobel; se otorgan en parte como una broma y en parte para hacer pensar a la gente. Geim ganó un Ig-Nobel en 2000 por levitar ranas usando campos magnéticos. Este trabajo no fue falso, simplemente extraño.
Mientras tanto, Geim y otros investigadores esperan encontrar muchas otras aplicaciones para el grafeno. Además de su uso en materiales de construcción o electrónica, el grafeno podría surgir como base para sensores químicos y para generadores de luz de rango de terahercios. Este tipo de radiación, con frecuencias de aproximadamente un billón de ciclos por segundo, es algo difícil de producir. Podría ser importante como una nueva herramienta de obtención de imágenes, ya que los cuerpos humanos son transparentes a esta frecuencia, haciendo que este tipo de onda de luz sea útil para máquinas de escaneo médico o de seguridad.
