Dentro de menos de diez años, todo nuestro material electrónico podrá contener grafeno, un elemento flexible, diez veces más competitivo que el silicio: una revolución a la vuelta de la esquina
Es muy probable que, dentro de algunos años, el sitio más conocido de la era de la informática se vea obligado a cambiar de nombre. En el norte de California, entre montañas y autopistas, nos encontramos con una vasta aglomeración de empresas cuyo giro son las nuevas tecnologías. Hablamos de Silicon Valley (Valle del Silicio), nombre que le viene del metaloide que se utiliza para la fabricación de chips electrónicos. Ahora bien, si les damos crédito a determinados expertos, así como a numerosas publicaciones científicas, el porvenir será de los chips con grafeno, un material resistente, transparente y de gran versatilidad (aislado en el año 2004 por André Geim, de la Universidad de Manchester).
Investigadores surcoreanos acaban de fabricar la primera pantalla táctil fabricada con este material. Con medida de 30 pulgadas, se puede doblar o enrollar sobre sí misma para ocupar un mínimo de espacio. IBM, el gigante de la informática, presentó en el invierno anterior sus primeros chips de grafeno, diez veces más veloces que los de silicio. Los fabricantes de baterías para teléfonos celulares piensan que podrán mejorar sus productos, gracias a este compuesto de grafito, que ha permitido ya la fabricación del radio más pequeño del mundo, concebido en el Massachusetts Institute of Technology (MIT). ¿Sería una fantasía hablar de un futuro “Graphene Valley”, o estamos en verdad en vísperas de una nueva revolución, susceptible de dar nacimiento a computadoras todavía más rápidas y a pantallas casi plegadizas?
¿LIBROS Y PERIÓDICOS EN EL OLVIDO?
El Instituto de Nanotecnologías de la Universidad Sungkyunkwan, de Seúl, donde fue creada la primera pantalla táctil, ha logrado llamar la atención de grandes grupos industriales. El sector está febril. Según James Tour, de la Rice University, de Houston –uno de los químicos más reconocidos de los últimos diez años- tales pantallas podrán, muy pronto, enrollarse y “ponerse en la oreja como un lápiz pequeño”. Samsung, número uno en el mundo en varias ramas de la electrónica, ha anunciado ya, para los próximos dos años, la comercialización de un producto de este tipo.
Para Chema Lapuente, especialista de divulgación científica y presentador de la emisión SER Digital, para la estación madrileña de radio Cadena SER, “esto no será el toque de muerte solamente para las computadoras portátiles y las tabletas. Será necesario también (aunque hay opiniones en contrario) dejar en el olvido los libros y periódicos”. Por su parte, James Tour considera que “dentro de diez años, o tal vez menos de cinco años, las pantallas de este tipo van a inundar el mercado. Es sólo una cuestión de tiempo, y esto no dependerá sino de las cantidades que se inviertan en este rubro”; y del tiempo necesario para que su precio sea competitivo.
Desde el momento en que se aisló el grafeno, los progresos en este dominio han sido espectaculares. En las revistas especializadas abundan los artículos que presentan este cristal de carbono como la panacea. Transparente, constituye un excelente conductor eléctrico, por lo menos cien veces más eficiente que el silicio. Una pantalla de grafeno sería, en sí misma, un conductor, y no necesitaría toda una red de circuitos. El material, dada su flexibilidad, podría no solamente enrollarse, sino incluso cubrir superficies no planas, lo que permitiría augurar pantallas esféricas, cónicas o cilíndricas. Además, el material es muy asequible, puesto que se trata de un compuesto de grafito –constituido por un conglomerado de cristales bidimensionales de grafeno- que es el constitutivo de los lápices. La Universidad de Columbia asegura asimismo que es el material más resistente del mundo, y no produce contaminación.
Elsa Prada, que trabaja con grafeno en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de Madrid, (CSIC) -equivalente a la CNRS de Francia, asegura que supera todas las expectativas: “Numerosas teorías, hasta hace poco tiempo consideradas utópicas, se concretan las unas después de las otras”, lo que permite concebir microchips mil veces más rápidos y teléfonos celulares mil veces más potentes que los actuales.
OPINIONES DIVERGENTES
Sin embargo, este optimismo no es compartido por toda la comunidad científica. Para el célebre físico holandés Walt de Heer, especialista en nanociencias, “el grafeno jamás reemplazará al silicio”, y añade: “simplemente, habrá cosas que podrá hacer el grafeno y no el silicio; y a la inversa”.
La opinión de André Geim, descubridor del grafeno, Premio Kôrber 2008 y Premio Nobel 2010, resulta particularmente interesante. En varias ocasiones ha hecho declaraciones más bien escépticas sobre la inminencia de esta esperada revolución. Interrogado en fecha reciente, aprovechó la ocasión para matizar su juicio: “por lo general, un nuevo material tarda entre 15 y 30 años en pasar de la investigación científica a su aplicación industrial; más otros diez años para su producción en serie. Ahora bien, apenas han transcurrido siete años desde que el grafeno fue aislado, y ya es utilizado en la industria.
Antonio Castro Neto, físico de la Universidad de Boston, y también pionero del grafeno, predice que las pantallas de este material estarán a la venta en diez años. En cuanto a la verdadera revolución, la de un mundo en que los chips y circuitos integrados no serán ya de silicio, la ve más lejana: “por lo menos diez años”, asegura.
Actualmente, el principal obstáculo es la fabricación en serie; pero, si se le supera, la producción de grafeno se contempla como barata y de muy leve impacto en el medio ambiente. Su excelente conductibilidad permitirá la fabricación de circuitos más duraderos y menos consumidores de energía. Se trata de carbón puro, sustancia que se encuentra en abundancia en todas partes del mundo, incluso en estado de desecho. Su democratización en la industria permitiría deshacerse de otros materiales más caros y más contaminantes, como el óxido de titanio o el óxido de indio-estaño, utilizados actualmente en la fabricación de la mayor parte de dispositivos electrónicos trasparentes.
EL SILICIO JAMÀS SERA SUSTITUIDO TOTALMENTE
Sin embargo, como lo indica el profesor Castro Neto, la transición del silicio al grafeno podría no ser ni fácil ni rápida: “El silicio constituye un gran mercado en el que se han invertido cantidades considerables de dinero. Más que una transición rápida, como la del cobre al germanio, y después, del germanio al silicio, sin duda resulta más realista pensar en una cohabitación de los dos materiales. Es precisamente eso lo que espera Rod Ruoff, químico especializado en el genio mecánico, de la Universidad de Texas. “Es más realista pensar en este nuevo material como en un complemento para la fabricación de híbridos”, afirma. “No he encontrado ni un solo empleado del sector, ni siquiera entre los más soñadores, que crea en una sustitución total del silicio. Tal vez deberíamos prestarles más atención a ellos que a los científicos”.
Francisco Guinea, investigador y el mejor especialista español en este tema, se ubica a medio camino entre los escépticos y los idealistas. Partidario de un nuevo método experimental fundado en el estudio del grafeno, está convencido de que este nuevo material “va a mejorar el desempeño de los sistemas informáticos más complejos, como aquéllos de que disponen las grandes empresas. Sin embargo, en el futuro próximo, los circuitos de las computadoras seguirán siendo de silicio”.
Así, todo indica que habrá que resignarnos a esperar. Si es posible que los iPad de la próxima generación pasen rápidamente al grafeno, el Silicon Valley, sin embargo no debería cambiar de nombre tan pronto. Por otra parte, en todos los mapas del mundo conserva todavía el que le dieron los exploradores españoles: Valle de Santa Clara, patrona de los navegantes.
