El físico Frank Koppens, del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), ha dedicado su carrera al grafeno. Sabe que tiene una joya entre las manos: un material con propiedades físicas extraordinarias y con un potencial económico superlativo. Su objetivo es trasladar las investigaciones que se hacen en los laboratorios en productos útiles para los ciudadanos. Lo está empezando a conseguir: el Mobile World Congress contará este año por primera vez con un Pabellón del Grafeno que Koppens coordinará. En la investigación por la que ha sido nominado para el premio Vanguardia de la Ciencia, ha demostrado que el grafeno puede convertir luz en electricidad con una rapidez de femtosegundos (o un tiempo mil billones de veces más corto que un segundo). “Escriba por favor que en esta investigación han tenido una contribución importante Niek Van Hulst y Klaas-Jan Tielrooij”, ambos físicos holandeses del ICFO como él, solicita antes de empezar la entrevista.
¿Qué es el grafeno?
Es un material compuesto únicamente por átomos de carbono. No es el único. También el diamante o el grafito de la mina de los lápices están hechos de carbono. La diferencia es que el grafeno es plano. Es una lámina de carbono de un solo átomo de grosor.
¿Qué importancia tiene que sea plano?
Le da unas propiedades que otros materiales de carbono no tienen. Es transparente y flexible. Es muy ligero y a la vez muy resistente. Es un excelente conductor de electricidad. Y es el sensor de luz más rápido que hay en el mundo.
¿Como cuánto de rápido?
Hemos demostrado que puede convertir luz en electricidad en menos de 50 femtosegundos. Es una conversión que se hace en dos pasos. Primero la luz acelera el movimiento de los electrones, de manera que se convierte la luz en calor. Y después el calor de estos electrones acelerados se convierte en electricidad. Hemos tenido que mejorar la eficiencia de conversión de luz en electricidad del grafeno. Pero lo más difícil ha sido ser capaces de medir con precisión
un lapso de tiempo tan corto.
¿De qué sirve que la conversión sea tan rápida?
Piense que todo lo que hacemos con el móvil o con el ordenador, todas las transmisiones de datos, se basan en comunicaciones ópticas. En algún punto de la transmisión siempre hay fibra óptica. Para transmitir datos más rápido, necesitamos sensores más rápidos.
¿Sólo el grafeno nos puede dar esta velocidad?
Es la mejor opción. No hay ningún otro material que permita una conversión tan rápida. Las compañías que trabajan con big data, como Google, usan la luz para gestionar estos datos. Y la cantidad de datos con los que trabajan va a más. En el futuro vamos a ver cómo la luz tiene un papel cada vez más importante en nuestras comunicaciones.
¿Tiene otras aplicaciones el grafeno más allá de las telecomunicaciones?
Tiene muchas, el grafeno cambiará nuestras vidas. Por ejemplo, se podrían recubrir las ventanas de los edificios con una capa de grafeno. Como es transparente, no taparía la luz. Y como convierte la luz en electricidad, podría suministrar energía al edificio. Por otro lado, el grafeno puede captar luz que nuestros ojos no llegan a ver.
¿De qué sirve captar luz que no se ve?
Se puede utilizar para mejorar
la visión nocturna. Si se recubre el parabrisas de un coche con una capa de grafeno, se podría realzar la luminosidad de modo que de noche el conductor viera la carretera como si fuera de día. También conseguiremos el mismo efecto si recubrimos las gafas con grafeno. Creo que en el futuro tendremos gafas de oscuridad nocturnas igual que ahora tenemos gafas de sol diurnas.
¿Alguna aplicación más?
Dado que el grafeno tiene la ventaja de ser flexible, se puede integrar en una pulsera o en un collar, o incluso en la ropa, y utilizarlo para monitorizar parámetros de salud. Este tipo de wearables ya se utilizan hoy día para medir, por ejemplo, el pulso del corazón. Con
el grafeno podemos ir más allá y medir de manera cómoda otros
parámetros que nos informen mejor sobre el estado de salud de una persona.
¿Es muy caro el grafeno?
En absoluto, es muy barato. El problema es que aún no sabemos cómo producirlo a gran escala. Y esto limita por ahora su uso comercial.
¿Cómo se obtiene?
Hay dos maneras. Una es coger un lápiz de grafito y pelar láminas de grafeno una a una con una cinta
adhesiva. La otra es coger una
lámina de cobre, ponerla en un horno a 1.100 grados e introducir metano en el horno. El metano
está formado por átomos de hidrógeno y de carbono que se separan con el calor, de modo que se deposita una capa de carbono sobre el cobre. Cuando se apaga el horno, se retira la lamina de cobre y se pela el grafeno.
Suena muy artesanal.
Lo es. Pero hay proyectos de investigación en curso para aprender a fabricar grafeno a niveles industriales. Que lo utilicemos a gran escala es sólo cuestión de tiempo.
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