Al grafeno le surge un rival como componente para circuitos

El grafeno ya tiene un rival como futuro sustituto del silicio, para ser empleado en la fabricación de circuitos integrados. Se trata de la molibdenita, un tipo de mineral cuyas propiedades se investigan en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausanne.
El nuevo material permitiría solventar una de las dificultades intrínsecas del proceso de producción de componentes electrónicos. Los científicos del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausanne han sido los primeros en crear circuitos integrados utilizando láminas de molibdenita (MoS2). La ventaja principal respecto al grafeno de este material es su capacidad para pasar de un estado de conductor a no conductor de la electricidad.
El grafeno en cambio no tiene esta facilidad para actuar como conductor o aislante. Algo que la molibdenita posee de forma natural.
Para añadir al grafeno esta propiedad es necesaria la incorporación de bandas, que implica un proceso caro y complejo, como es un enfriamiento a temperaturas bajas o cortar el material de manera precisa, según recoge TechnologyReview. Con la molibdenita este tratamiento no tendría que realizarse y se conseguirían igualmente altas velocidades en un tamaño reducido.
Pese a la investigación del centro de Lausanne la aplicación real de la molibdenita aún está lejos. Sin embargo, aunque la experimentación con el grafeno ha aumentado en los últimos años, tampoco parece que este material tenga un futuro comercial cercano.
Según James D. Meindl, del Georgia Institute of Technology, el grafeno no sustituirá al silicio hasta que no sea capaz de producirse a unos niveles que sean comercialmente rentables. La marca la fijó en 7 nanómetros, mientras que actualmente la fabricación se encuentra en los 22 nanómetros. El científico calcula que esto llegará en 2024.
Las exigencias del mercado invitan a buscar un salto cualitativo que permita construir dispositivos más pequeños y más potentes, sin las limitaciones de tamaño del silicio. Las lucrativas ventas de smartphones y tabletas sirven como acicate a estas investigaciones.

Ordenadores más veloces gracias a la combinación de grafeno y oro

El grafeno se ha convertido en el “material maravilla” que promete un futuro glorioso para la industria de la computación informática y casi cada semana se conocen nuevos logros que explotan sus cualidades o descubren otras nuevas, de manos de la comunidad científica. Por ejemplo, la posibilidad de sustituir al silicio en las conexiones de banda ancha para multiplicar por cien la velocidad actual de Internet o la fabricación de una tinta especial a base de grafeno con la que imprimir circuitos.

Los investigadores españoles no han querido ser menos y ya se han sumado a esta tendencia. Según ha anunciado la Universidad Autónoma de Madrid, un equipo de investigadores que trabaja bajo su paragüas en el departamento de Física de la Materia Condensada, ha desarrollado “un método de crecimiento de grafeno que permite su formación sobre superficies de cristales de oro”.
El hecho de conseguir un método de fabricación distinto al de la descomposición térmica de hidrocarburos sobre superficies metálicas, profusamente utilizado hoy en día, ya es un logro en sí mismo. Y es que este último no funciona correctamente sobre superficies inertes o de baja reactividad, donde el gas no consigue adherirse.
Pero lo mas importante es que por primera vez se permite que el grafeno crezca sobre un elemento con importantes propiedades electrónicas como, por ejemplo, la elevada movilidad de los electrones del oro. Y se abre la puerta a la creación de ordenadores mucho más veloces a los que existen hoy en día.
Para ello, el equipo madrileño irradió substrato metálico con iones de etileno y los aceleró contra la superficie del metal mediante un cañón y una diferencia de potencial de 500 voltios.

IBM apuesta por el grafeno para sustituir al silicio

Desde IBM están investigando en la producción de chips con grafeno con el objetivo de que estos puedan ser la alternativa al silicio, un material que parece que no será viable cuando se llegue al proceso de manufacturación de 7nm.
La compañía neoyorkina ha informado en la feria de IEEE de dispositivos electrónicos que se celebra en Washington DC, sobre los prototipos de chips en los que están trabajando.
Por un lado, el “Gigante Azul” ha confirmado que han logrado por primera vez crear un dispositivo de grafeno compatible con CMOS, que puede trabajar a una velocidad de 5GHz y a una temperatura de hasta 200 grados.
Por otro lado, la empresa ha mostrado un prototipo de chip de sus memorias Racetrack, de las que os hablamos a finales de diciembre pasado, y que combinan el empleo de discos duros magnéticos y memorias de estado sólido.
Asimismo, en la feria también se desvelaron novedades por parte del laboratorio suizo LANES, que se encarga de investigar en electrónica y estructuras nanoescalares.
En concreto, mostraron sus avances en el campo de la molibdenita, un mineral que permite crear chips de menor tamaño y consumo de energía, y que ofrece más flexibilidad mecánica que el silicio.

Crean tinta de grafeno para imprimir circuitos

Las cualidades del grafeno no dejan de asombrar a la comunidad científica. Ahora investigadores de la Universidad de Cambridge han demostrado que este material derivado del grafito y descubierto por sus colegas de Manchester en 2004 se puede utilizar en procesos de chorro de tinta para “imprimir” circuitos.
El avance se ha conseguido basándose en técnicas de impresión ya conocidas para la construcción de productos electrónicos flexibles como pantallas táctiles, papel electrónico, etiquetas RFID o células fotovoltaicas. Y ha conseguido mejorarlas en rapidez y estabilidad al descubrir que el grafeno puede ser usado en sustitución de las nanopartículas de metal tradicionales.
El mayor reto al que se ha enfrentado el equipo universitario, precisamente, es la fabricación de esa tinta a base de grafeno. Y es que necesita ser separado del grafito, centrifugado para eliminar las partículas más grandes y combinado después con disolvente.
Además de la alta movilidad del grafeno, “sus propiedades mecánicas y ópticas son ideales para los sistemas micro y nanomecánicos, transistores de película fina, compuestos y electrodos transparentes y conductivos, y fotónica”, explican los investigadores, lo que permite imprimir incluso los dispositivos más pequeños.

Usan grafeno para multiplicar por diez la carga de las baterías

  Investigadores de la Universidad Nortwestern de Chicago han encontrado una forma de mejorar las baterías recargables de ión de litio, las que usan la mayor parte de los dispositivos portátiles, de modo que multipliquen su capacidad por diez y reduzcan también por diez el tiempo que tardan en cargarse. Esperan que puedan estar en el mercado en no demasiado tiempo, de 3 a 5 años, de modo que para entonces nuestros móviles de última generación puedan durar una semana funcionando y recargarse en quince minutos.
En este tipo de baterías de ión de litio, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo cuando se usa la energía, y al revés cuando se recargan. Su capacidad energética está limitada por el número de iones de litio que pueden almacenarse en el ánodo o el cátodo y su velocidad de carga de la velocidad a la que los iones pueden viajar del cátodo al ánodo.
Actualmente el ánodo y el cátodo de estas baterías están hechos de un material de carbono, normalmente grafito, que puede almacenar un átomo de litio por cada seis de carbono. El silicio puede tener uno por cada cuatro, pero dicho material se expande y contrae enormemente durante el proceso de carga, provocando su rotura y la pérdida de capacidad, por lo que no se usa. El equipo del Harold H. Kung, principal responsable de la investigación, publicada en Advanced Energy Matherials, ha emparedado las capas de silicio entre capas de grafeno, reduciendo así las consecuencias de la expansión y contracción del silicio durante la carga, informa Physorg.
Por otro lado, actualmente los iones de litio deben "rodear" por completo el grafito para viajar del cátodo al ánodo. El equipo de Kung ha creado minúsculas perforaciones, de entre 10 y 20 nanómetros, en las capas de grafeno, de modo que los iones puedan tomar ese atajo y acelerando así el proceso de carga.

Samsung investiga con grafeno en las memorias flash

Cada día son mayores los usos potenciales que se encuentran al grafeno en el campo de la electrónica y la informática, y ahora Samsung y la universidad de UCLA han anunciado que ese material podrá emplearse con éxito en las memorias flash.
La empresa surcoreana trabaja para poder incorporar ese material en sus memorias flash, ya que según se desprende de las investigaciones llevadas a cabo junto a la universidad californiana, emplear el grafeno en lugar del silicio podría alargar la vida útil de esos productos.
Además, según los resultados de los  estudios, la capacidad de almacenamiento de información en las memorias flash podrá aumentar gracias al uso del grafeno y las celdas serían más pequeñas, por lo que también se reduciría su espacio.
Por otro lado, una de las ventajas de ese material se traduce que es más fácil de manipular por lo que el proceso de fabricación de los futuros dispositivos de almacenamiento será más sencillo.
El objetivo final que persigue Samsung es poder comercializar las citadas memorias hechas con grafeno dentro de unos años.

El grafeno podría multiplicar decenas de veces la velocidad de internet

Un grupo de científicos ha encontrado una nueva utilidad al grafeno, el material que está revolucionando el mundo de la ciencia.
En un estudio publicado en 'Nature Communication' por expertos de reconocido prestigio como Andre Geim y Kostya Novoselov, ganadores del Premio Nobel de Física el año pasado por sus investigaciones sobre el grafeno, se ha presentado un hallazgo novedoso.
Geim y Novoselov manipularon dispositivos de grafeno para usarlos como fotodetectores en las comunicaciones ópticas de alta velocidad del futuro. Optaron por combinar el grafeno con nanoestructuras metálicas y consiguieron que captase hasta 20 veces más luz.
Este hallazgo en el que colaboraron expertos de las Universidades británicas de Manchester y Cambridge podría suponer un importante avance para el mundo de la información en alta velocidad como internet o las comunicaciones ópticas.
El grafeno es un material compuesto sólo de carbono, igual que el diamante o el grafito de la mina de los lápices, que a pesar de su distinto aspecto no son más que formas de carbono puro. Lo que hace que cada uno de ellos sea diferente es su estructura interna, el modo en que se 'colocan' los átomos de carbono que lo componen.
En el caso del grafeno, éste se trata de una lámina de un espesor mínimo formada por una única fila de átomos de carbono. Las propiedades que esta estructura confiere al grafeno ofrecen un enorme abanico de aplicaciones prácticas. Por ejemplo, aunque sólo tiene un átomo de espesor, su resistencia es hasta 100 veces superior a la del acero. Además, es sumamente flexible y un magnífico conductor de electricidad. Desde que este material consiguió 'fabricarse en laboratorio' hace unos pocos años, se ha convertido en el producto de moda. Miles de científicos de todo el mundo investigan sus posibilidades y muchos lo consideran el material del siglo XXI, pues a sus grandes rendimientos físicos añade la virtud de su abundancia, ya que el carbono es uno de los elementos químicos que más abundan en la Tierra.

Un estudio internacional

Uno de los campos donde el grafeno ha despertado más expectación es el de las telecomunicaciones. "Muchas compañías líderes en el sector de la electrónica están pensando utilizar el grafeno para la próxima generación de aparatos", recalca el científico ruso Novoselov.
Una investigación anterior ya había demostrado que se podía generar energía eléctrica colocando dos alambres de metal encima de una estructura de grafeno y proyectando una luz brillante sobre ese dispositivo.
Hasta ahora, el principal obstáculo de estos aparatos era su baja eficiencia, ya que el grafeno absorbía poca luz (alrededor del 3%). Esto implica que el 97% restante se escapaba, una gran pérdida en términos de energía eléctrica.
Para evitar esa 'fuga' de luz, los investigadores utilizaron ciertas nanoestructuras metálicas, conocidas como nanoestructuras plasmónicas. A continuación, colocaron las diminutas estructuras en la parte superior del grafeno. Esto mejoró la capacidad del grafeno para captar luz sin sacrificar su velocidad. Los expertos no descartan que esta rapidez se multiplique en el futuro.

Dispositivos superrápidos

Según explicaron los científicos, los dispositivos de grafeno pueden ser increíblemente rápidos para transmitir información, decenas y, posiblemente, cientos de veces más rápidos que los cables de Internet más veloces. Esto se debe a la naturaleza única de los electrones en el grafeno, a su movilidad y a su velocidad.
"Esperábamos que las nanoestructuras plasmónicas mejorasen la efectividad de los aparatos de grafeno", ha asegurado Alexander Grigorenko a la agencia Reuters. Sin embargo, confiesa que no pensaban que "la mejora fuese tan espectacular". "Parece un compañero natural de la plasmónica", concluye Grigorenko.
Andrea Ferrari, miembro del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge también colaboró en el estudio y asegura que "el hallazgo demuestra el importante potencial del grafeno en la fotónica y la optoelectrónica".

Un material capaz de acelerar la electrónica del futuro

Además de ser el material más fuerte de la Tierra, el grafeno podría ayudar acelerar la velocidad de internet, de acuerdo con un grupo de investigadores británicos.

Los científicos de las universidades británicas de Manchester y Cambridge idearon una forma de hacer que el material convierta más luz en energía de lo que era posible hasta ahora.

La capacidad del grafeno de transformar y conducir electricidad ya era conocida.
Ya se había logrado producir células fotoeléctricas simples, al colocar cables metálicos microscópicos sobre planchas de grafeno.
Sus propiedades altamente conductivas permitían que los electrones fluyeran a altas velocidades con una movilidad extrema, lo que abrió la posibilidad para que se redujeran las demoras de los componentes electrónicos, incluidos los fotoreceptores utilizados en los sistemas de fibra óptica.
Sin embargo, las primeras células fotovoltaicas de grafeno no eran muy eficientes, ya que el material solo podía absorber alrededor de un 3% de la luz visible; el resto se refractaba sin ser convertido en energía.
El trabajo de los investigadores británicos, publicado en la revista Nature Communications, resuelve este problema combinando el grafeno con estructuras metálicas minúsculas llamadas nanoestructuras plasmónicas.
El método permite incrementar unas 20 veces la capacidad de captura de luz.

Mina de lápiz

"La tecnología de producción de grafeno madura día a día, lo que tiene un impacto inmediato tanto en la física de este material como en la factibilidad y amplitud de aplicaciones posibles", dijo Kostya Novoselov, uno de los investigadores.
"Muchas compañías líderes en electrónica están considerando al grafeno como el material de la próxima generación de dispositivos. Este trabajo hace que esas posibilidades aumenten aun más".
Su colega Andrea Ferrari cree que los resultados de su trabajo sugieren que el material tiene "un gran potencial en los campos de la fotónica y la optoelectrónica".
Muchos creen que las propiedades del grafeno -el material más delgado, fuerte y de mayor conductividad del mundo- podrían revolucionar la electrónica.
El grafeno es esencialmente un tipo de carbón superconductivo hecho de planchas de un átomo de espesor.
Andre Geim y Kostya Novoselov extrajeron el material del grafito, comúnmente utilizado en la mina de los lápices. Por ese hallazgo obtuvieron el premio Nobel de física en 2010.

El grafeno hará posible las comunicaciones ultrarrápidas

Según un nuevo estudio, publicado esta semana en 'Nature Communications', es posible manipular los dispositivos de grafeno para su uso como fotodetectores en las comunicaciones ópticas de alta velocidad del futuro.
Mediante la combinación del grafeno con nanoestructuras metálicas, éstas logran recolectar veinte veces más luz; este descubrimiento allana el camino para los avances para un Internet de alta velocidad y otras comunicaciones.
En el estudio han participado científicos de las Universidades de Manchester (donde el grafeno fue descubierto en 2004) y Cambridge, incluyendo a Andre Geim y Kostya Novoselov, los ganadores del Premio Nobel de Física en 2010 por sus "experimentos innovadores en relación con el material bidimensional grafeno".
Mediante la colocación de dos cables metálicos muy juntos en la parte superior del grafeno y proyectando luz brillante sobre esta estructura, los investigadores habían demostrado previamente que ésta genera energía eléctrica. Los dispositivos de grafeno pueden ser increíblemente rápidos, decenas y, posiblemente, cientos de veces más rápidos que los cables de Internet más veloces, lo cual se debe a la naturaleza única de los electrones en el grafeno, su gran movilidad y su alta velocidad.
El mayor obstáculo para las aplicaciones prácticas de estos dispositivos, por lo demás muy prometedoras, ha sido su baja eficiencia. El problema es que el grafeno -el material más fino del mundo- absorbe poca luz, aproximadamente sólo el 3%, dejando escapar el resto sin que contribuya a la energía eléctrica. Los investigadores de Manchester han solucionado este problema mediante la combinación de grafeno con diminutas estructuras metálicas, especialmente dispuestos en la parte superior del grafeno. Estas nanoestructuras, llamadas plasmónicas, han logrado concentrar la luz dentro de la capa de carbono de un átomo de espesor. Mediante el uso de las nanoestructuras plasmónicas, el rendimiento para captar luz del grafeno aumentó en veinte veces sin sacrificar nada de su velocidad.
En el futuro, esta eficiencia podrá ser mejorada aún más. Según el doctor Alexander Grigorenko, experto en plasmónica y miembro destacado del equipo, "el grafeno parece un compañero natural de la plasmónica. Esperábamos que las nanoestructuras plasmónicas mejoraran la eficiencia de los dispositivos basados en el grafeno, pero ha sido una sorpresa agradable que las mejoras hayan sido tan notables".
Por su parte, el doctor Novoselov agrega que "la tecnología de producción de grafeno madura día a día, lo cual tiene un impacto inmediato tanto en el tipo de física que encontramos en este material como en su viabilidad y la gran gama de posibles aplicaciones.
Muchas compañías electrónicas líderes consideran la utilización del grafeno para la próxima generación de dispositivos. Este trabajo sin duda aumenta aun más las posibilidades comerciales del grafeno". El profesor Andrea Ferrari, del departamento de Ingeniería de Cambridge, quien ha dirigido la colaboración de la universidad a la que pertenece, afirmó que "hasta ahora, el foco principal de la investigación del grafeno se ha centrado en su física fundamental y en los dispositivos electrónicos.
Sin embargo, estos nuevos resultados muestran su gran potencial en el campo de la fotónica y la optoelectrónica, donde la combinación de sus propiedades únicas, ópticas y electrónicas, con nanoestructuras plasmónicas, pueden aprovecharse al máximo".
El grafeno es un novedoso material de dos dimensiones, que puede ser observado como una monocapa de átomos de carbono dispuestos en una retícula hexagonal. Se trata de un material extraño que posee un gran número de propiedades únicas y, actualmente, se considera su uso en muchas nuevas tecnologías.

El grafeno también podría servir para hacer baterías de recarga casi instantánea

  Es sin duda el material de moda. Se piensa que pueda servir para construir chips en lugar del silicio e incluso se ha empleado para hacer altavoces planos y transparentes. Más duro que el diamante, el grafeno es una capa de átomos de carbono alineados en hexágonos entrelazados. El grafito de nuestros lápices está compuesto por capas de grafeno.
Se sabía que una capa de grafeno podía almacenar energía, pero no se había encontrado una manera práctica de conseguir que, una vez cargadas, las capas de grafeno no se unieran formando grafito. Ese es uno de los problemas que el equipo de Dan Li, de la australiana Universidad Monash, ha logrado evitar empleando agua, que provoca que dos capas del material no sólo no se unan sino que se repelan, según ha publicado en la revista científica Advanced Materials.
El grafeno con agua forma un gel que podría almacenar energía con la misma eficacia que las baterías actuales, pero se recargaría en unos pocos segundos y tendría una vida útil prácticamente infinita. "Una vez que sepamos manipular adecuadamente este material, tu Iphone, por ejemplo, podría cargarse en unos pocos segundos o incluso más rápido", ha asegurado Li a The Electronic Times.
No obstante, sus posibilidades prácticas irían más allá si realmente se logra fabricar de forma masiva al bajo precio que parecen insinuar sus componentes. Además de la electrónica popular, podría servir como batería de los coches eléctricos, reduciendo la necesidad de esperar o incluso para permitir que el sistema eléctrico pueda almacenar energía de una forma práctica y no sea necesario producir lo mismo que se consume al mismo tiempo.
Grafeno, el material más resistente
Es el material más resistente que se ha descubierto, es más duro aún que el diamante, y en un futuro podría permitir fabricar cualquier tipo de estructuras, como coches o aviones, de forma más resistente y ligera, sustituyendo a la fibra de carbono. "Se tendría que colocar un elefante, balanceado sobre un lápiz, para perforar una lámina de grafeno del espesor de una hoja de celofán", ha llegado a decir James Hone, profesor de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Columbia.
El interés que despierta quedó demostrado cuando se otorgó el Premio Nobel de Física en 2010 a dos científicos rusos, Andre Geim y Konstantin Novoselov, que fueron los primeros en obtener grafeno a partir del grafito en 2004. En 2010, este material fue tema de unos 3.000 estudios.

Libertad Digital

Desarrollan “súper baterías” para móviles gracias al grafeno

Investigadores de la Universidad de Monash han logrado crear una batería para cargar dispositivos móviles que gracias al uso del grafeno posee una vida útil casi infinita y puede ser cargada en cuestión de segundos.
¿Imaginas cargar tu smartphone o cualquier otro dispositivo móvil con sólo conectarlo menos de un minuto a la red? Por el momento esto es sólo una utopía pero en el futuro podría llegar a convertirse en realidad gracias al uso del grafeno, ese material que promete revolucionar la industria TI gracias a su estructura laminar plana, fina y resistente.
Para desarrollar estas nuevas “súper baterías” el equipo de científicos dirigido por el profesor Dan Li ha combinado grafeno con agua a través de una técnica sencilla que permite mantener las propiedades de este material conservándolo en forma de gel.
El equipo de investigadores asegura que este avance supone un paso de gigante en esta industria ya que se podría crear un “nuevo nanomaterial con propiedades increíbles” utilizando dos materiales básicos como el agua y el grafeno.
“Una vez que podamos manipular este material, el iPhone por ejemplo podría cargarse en pocos segundos o tal vez más rápido”, explica Li.
La principal ventaja del grafeno es que se trata de un material barato, abundante y muy resistente que conduce la electricidad y el calor. Estas cualidades le convierten en un material muy apropiado para contribuir al desarrollo de las baterías, aunque hasta el momento su uso no se ha hecho efectivo en ningún sistema de carga.
Además de utilizar el grafeno en forma de gel para alargar la vida de las baterías y reducir los tiempos de carga, los científicos confían en que este material pueda ser clave en otros ámbitos como el sanitario o en la adopción a gran escala de vehículos eléctricos

the INQUIRER

Desarrollan altavoces transparentes y planos gracias al grafeno

Los investigadores de la Universidad Nacional de Seúl han dado un paso más en el desarrollo de nuevas aplicaciones del grafeno, un material que les ha permitido crear altavoces transparentes y planos.
Para lograrlo, los científicos han utilizado una impresora de inyección de tinta, láminas de grafeno y una técnica denominada deposición de vapor, según han explicado el profesor Jyongsik Jang y su equipo en la revista Chemical Communications.
Lo primero que hicieron estos investigadores fue obtener óxido de grafeno a partir de este material, que dispone de una estructura laminar plana muy fina y resistente.
Para lograr crear un altavoz transparente y plano, los investigadores utilizaron la impreso y la deposición de vapor para obtener una fina película basada en grafeno sobre láminas de de PVDF (polifluoruro de vinilideno).
Intercalando las láminas de PVDF entre electrodos de grafeno (que es un perfecto conductor de la electricidad) y aplicando una corriente desde fuente de sonido lograron crear este prototipo de altavoz que podría llegar a integrarse en pantallas.
Este descubrimiento es sólo un prototipo que aún tendrá que superar muchas pruebas y mejorar varios aspectos como las posibles interferencias, pero sin duda supone un paso más en la investigación de las posibilidades este material, que además de buen conductor de la electricidad es muy resistente al calor y abundante.


the INQUIRER

El grafeno, un paso más cerca de cumplir su promesa revolucionaria

El grafeno es una de esas grandes promesas de la ingeniería de materiales que, desde su aparición en 2004, todavía está en vias de demostrar su real valor práctico.

Hasta ahora pertenecía más al campo de la ciencia que de la tecnología; las técnicas para producirlo eran limitadas y sus aplicaciones sólo existían a nivel teórico.

Pero dos recientes avances pueden hacer que el grafeno se convierta en una promesa cumplida, y que salga del laboratorio para formar parte de dispositivos tecnológicos reales.
El primero de los avances es a nivel de su manufactura.

Magnesio y hielo seco

Hasta ahora el grafeno se "cultivaba" a temperaturas sofocantes, utilizando una técnica denominada deposición química de vapor.

"En este proceso, se hace pasar una mezcla de gases por sobre un metal -una película de cobre o níquel- calentado a 1.000°C, que funciona como catalizador", explicó Daniil Stolyarov, director de tecnología de Graphene Laboratories.
"Moléculas de metano se descomponen sobre la superficie del metal y liberan átomos de carbono, que luego se ensamblan conformando una película de grafeno".
Es un sistema complejo, que da un muy bajo rendimiento.
Pero ahora investigadores de la Nothern Illinois University (NIU) han encontrado una forma mucho más fácil de producir grafeno a gran escala, quemando magnesio en hielo seco.
Los científicos aseguran que el método es simple, rápido y tiene un menor impacto ambiental.
El equipo, que publicó sus hallazgos en la revista Journal of Materials Chemistry, dijo que logró producir grafeno de "unas pocas capas", de varios átomos de espesor.
El descubrimiento de la NIU ocurrió mientras los investigadores experimentaban con la creación de nanotubos de carbón.

"Nos sorprendió a todos", dijo Narayan Hosmane, profesor de química y bioquímica.

Chips más veloces

El segundo gran avance que emociona a los científicos de materiales está vinculado a una posible aplicación del grafeno.
Sus propiedades de conducción eléctrica son bien conocidas, y los diseñadores de chips han venido soñando con la posibilidad de desarrollar procesadores basados en grafeno.
En 2010 IBM dio los primeros pasos al crear un sencillo transistor de grafeno.
Este mes la compañía anunció que fue más allá: integró el transistor en un tipo de circuito llamado mezclador de frecuencias de banda ancha (broadband frequency mixer, en inglés), componente esencial de televisores, teléfonos celulares y radios.
"Cuando una estación de radio transmite a través del espacio, lo onda que llega al receptor es de alta frecuencia y no puede escucharse, así que debe convertirse a una baja frecuencia, audible", dijo a la BBC el científico que lidera el proyecto, Phaedon Avouris.
IBM dice que su investigación es un importante hito de cara al futuro de los dispositivos con conexión de datos inalámbrica.
Tal vez más importante sea que ha demostrado la capacidad de crear circuitos integrados de grafeno.

En el pasado los científicos han tenido dificultades cuando intentaban preservar la integridad del material durante el proceso de grabado de silicio.
Lograr que funcionara junto a otros materiales con los que se fabrican chips también ha resultado problemático.
"Nuestro trabajo demuestra que el grafeno se puede utilizar en forma práctica, ya no es un material individual"
Otro científico del proyecto, Yu-Ming Lin, explicó que "esta es la primera experiencia de producción a escala de oblea (en referencia a las obleas de silicio que forman la base de producción de los chips) de un circuito integrado con grafeno; y demostramos que el grafeno se puede combinar con otros elementos, lo que brinda un mayor rendimiento y da funcionalidades más complejas a un circuito".
Los resultados parecen sorprendentes.
En el trabajo que publicó en la revista Science, el equipo explicó que el circuito podía operar a altas frecuencias, de hasta 10GHz (10.000 millones de ciclos por segundo) y a temperaturas de hasta 127°C.

Gran sorpresa

El trabajo de IBM sorprendió a muchos, aún a uno de los descubridores del grafeno.
"Nunca sospeché que llegaríamos a este punto tan pronto", dijo Konstantin Novoselov, de la Manchester University.
Él, junto a su colega Andre Geim, son los responsables del hallazgo -en 2004- de este material altamente conductivo, de gran tenacidad y transparencia.

Los científicos consiguieron extraer grafeno cuando experimentaban con cinta adhesiva y el material de los lápices, grafito.
Por este descubrimiento obtuvieron el premio Nobel.
"El circuito integrado (desarrollado por IBM) es un lógico paso hacia adelante, y está en un punto medio entre los primeros experimentos y posibles usos del material en la vida real", dijo Novoselov.
"Pero me sorprendió que alguien lograra hacerlo tan pronto".

Otros usos

Gigantes de la electrónica, al igual que pequeños laboratorios, ávidos de contar con componentes electrónicos más pequeños, rápidos, térmicamente estables y poderosos que los actuales, tienen al grafeno en la mira.
Samsung ha realizado fuertes inversiones en investigaciones sobre el grafeno, y Nokia ha anunciado recientemente planes para asociarse con terceras partes -como los ganadores del Nobel- para explorar las potencialidades del grafeno.
Más allá de la electrónica, el grafeno se podría utilizar en óptica y en el desarrollo de materiales compuestos.
En laboratorios alrededor del mundo ya se han desarrollado prototipos que utilizan grafeno, y sus posibilidades no parecen tener límites.

También ha atraído la atención de los biólogos, ya que por sus propiedades de transparencia, resistencia y conductividad lo harían un candidato ideal como componente de microscopios electrónicos de transmisión.
Samsung ha prometido que lanzará en el futuro cercano su primer teléfono celular con pantalla de grafeno.
Andrea Ferrari, de la Universidad de Cambridge, dice que más allá de ser totalmente flexible, una pantalla táctil hecha de grafeno podría ofrecer una "impresionante" respuesta.
"Pasamos de botones físicos a pantallas táctiles; el próximo paso es integrar algunas capacidades sensibles", dice Ferrari.
"Su teléfono podrá percibir si lo está tocando, percibirá el entorno; y no tendrá que apretar un botón para encenderlo, el aparato reconocerá si está siendo utilizado".
También dijo que un día no hará falta llevar dispositivos GPS (de posicionamiento satelital global), ya que podrían estar entretejidos en nuestras ropas, junto con otros dispositivos hechos de grafeno.
"Además de GPS uno podría tener algo que controle, por ejemplo, el ritmo cardíaco, integrado en la tela", dice Ferrari.
El grafeno ayudaría, inclusive, a que los aviones se "comuniquen" con sus pilotos.
El científico explicó que las propiedades eléctricas del grafeno varían según la tensión a la que se lo somete, como cuando hay fuertes vientos, por caso.
Así que el fuselaje de un avión podría ser capaz de "sentir" si está sometido a grandes o pequeñas fuerzas y dar esa información a la cabina, sin necesidad de tener sensores extra.

BBC Mundo

IBM presenta el primer circuito integrado de grafeno para dispositivos inalámbricos

A pocos días de celebrarse el centenario de la compañía, un grupo de científicos de IBM ha logrado un nuevo hito en el desarrollo de futuros dispositivos inalámbricos. En un artículo publicado en la revista Science, los investigadores han anunciado el primer circuito integrado fabricado a partir de láminas de grafeno, que funciona como un mezclador de radiofrecuencia de banda ancha a 10 GHz (10 mil millones de ciclos por segundo) y estabilidad termal de hasta 125 grados Celsius.

Su apariencia consiste en un transistor de grafeno y un par de inductores integrados de forma compacta en una oblea de carburo de silicio, y es más pequeño que la cabeza de un alfiler. El reto de integrar transistores de grafeno con otros componentes en un solo chip no había sido descubierto hasta ahora, debido principalmente a una mala adherencia con metales y óxidos.
IBM ha explicado que el grafeno, el material electrónico más delgado que existe y 200 veces más resistente que el acero, posee excelentes propiedades eléctricas, ópticas, mecánicas y térmicas que podrían reducir costes y aumentar la eficiencia energética de dispositivos electrónicos portátiles como los smartphones.
Además, podría mejorar el funcionamiento de los dispositivos inalámbricos con un nuevo conjunto de aplicaciones como transferir archivos de vídeo en muy pocos segundos o permitir a los teléfonos funcionar donde no pueden hoy en día. Además, a frecuencias altas, se podrían desarrolar dispositivos con rayos X para el uso militar y médico con menores niveles de radiación.

eWeek

El grafeno... ¿un material milagroso?

El material conocido como grafeno empezó a ser promocionado como el "nuevo gran invento" inclusive antes de que sus pioneros fueran galardonados con el Premio Nobel el año pasado. Muchos creen que el compuesto reemplazará completamente el uso de silicio y cambiará el futuro de las computadoras y otros dispositivos para siempre.

En resumen, sería el "material milagroso" del siglo XXI.

Se afirma que es el material más fuerte jamás medido y el compuesto con más capacidad de conducción del que se tenga conocimiento. Son propiedades que tiene al mundo científico -y mediático- en revuelo.
"Nuestras investigaciones establecen el grafeno como el material más fuerte jamás medido, unas 200 veces más fuerte que el acero estructural", declaró en un comunicado James Hone, profesor de Ingeniería Mecánica de la Universidad Columbia, Estados Unidos.
"Se tendría que colocar un elefante, balanceado sobre un lápiz, para perforar una lámina de grafeno del espesor de una hoja de celofán".

Y la manera en que el material puede ser utilizado es tan sorprendente como sus propiedades.
"El grafeno no solo tiene una aplicación", asegura el doctor Andre Geim, uno de los galardonados con el Premio Nobel de Física por el trabajo realizado sobre este material en la Universidad de Manchester, Reino Unido.
"Ni siquiera es un solo material. Es una gama enorme de materiales. Una buena comparación sería con el uso que se le da a los plásticos".

Múltiples aplicaciones

Desde que sus propiedades fueron descubiertas, cada vez más científicos están interesados en desarrollar proyectos con éste. Unas 200 empresas -establecidas y nuevas- están vinculadas a la investigación en torno al grafeno. En 2010, fue tema de unos 3.000 estudios.
Los beneficios tanto para las empresas como para los consumidores son obvios: dispositivos más rápidos y baratos que, a su vez, son más delgados y flexibles.
"En teoría uno podría enrollar un iPhone y colocárselo detrás de la oreja como un lápiz", le dijo el profesor James Tour, de la Universidad Rice, a la revista Technology Review.
Los usos del grafeno podrían abarcar hasta la digitalización de cosas como envolturas de papas fritas o ropa, una vez se establezca la tecnología. En el futuro podría haber tarjetas de crédito con la misma potencia procesadora que un teléfono inteligente y nuevas aplicaciones en electrónica transparente y flexible.
Más allá de el potencial digital, un polvo hecho de grafeno podría ser añadido a los neumáticos de los vehículos para hacerlos más resistentes.

Velocidad ilimitada

El gigante electrónico Samsung -en asociación con la Universidad de Sungkyunkwan, Corea del Sur- ha sido una de las empresas que más ha invertido en investigación. Ya presentó una pantalla táctil de 25 pulgadas flexible.

Otras empresas electrónicas, como IBM y Nokia, también están dedicadas a investigar usos potenciales. IBM creó un transistor de 150 gigahercios (GHz). El más rápido dispositivo de silicio que se le pueda comparar tiene una velocidad de unos 40GHz.
"En términos de la velocidad del transistor, en este momento no vemos límites intrínsecos a la velocidad a la que puede ir", explica el doctor Yu-ming Lin, de IBM.
En Europa, entre tanto, la investigación sobre el material está de primera en consideración para recibir una inversión de mil millones de euros durante los próximos 10 años de parte de la Comisión Europea.
A pesar del progreso, la inversión y la atención mediática desenfrenada, muchos investigadores manifiestan cautela. Algunos están seguros de que no podrá hacer todo lo que se espera del material.

"¿Cómo se apaga?"

Lo que ha sido reportado como "potencial", en este momento, parece ser exactamente eso, con pocos ejemplos de su efectividad en el mundo real del grafeno reemplazando otros compuestos.

"Nos parece bastante difícil imaginar que el grafeno reemplace el silicio", sostiene el doctor Phaedon Avouris, de IBM.
Avouris dice que el material no tiene una banda de resistividad, una propiedad esencial. Eso significa que el grafeno no puede parar de conducir electricidad, no se puede "apagar". El silicio,sí. Así que las aplicaciones para ambos materiales serían diferentes.
Aún los más respetados académicos piensan que el reemplazo del silicio está muy lejos todavía.
"Es un sueño", dice el doctor Geim. "La posibilidad está tan lejos en el horizonte que no podemos evaluarla de manera apropiada".

Sin violar las leyes

El problema que los científicos enfrentan con estas propiedades "milagrosas" es que sólo han sido demostradas a una escala minúscula.
"Es posible que los tipos de tenacidad que algunos describen pueda sólo ser aplicados a muestras microscópicas", manifestó el doctor Lin de IBM.

"Así que, mientras puede ser verdad que a un nivel local es más tenaz que el acero, debemos ser cautelosos con estas afirmaciones".
"Reconocemos las limitaciones del grafeno y estamos tratando de lograr cosas sin tergiversar las leyes de la física", concluyó.
Con lo que aparenta ser una marcha progresiva infrenable en este campo, teniendo en cuenta que apenas lleva diez años, nuevos adelantos podrían estar a la vuelta de la esquina.
No obstante, con toda esa inversión y demanda del mercado, los científicos se mantienen cautos en cuanto a la velocidad en la que todo este potencial podría convertirse en realidad.
"Seríamos los más felices del mundo si pudiéramos reemplazar el silicio", comenta el doctor Avouris.
"Pero lo principal es ser veraces y no exagerar, porque tenemos que respaldar nuestras afirmaciones".

BBC Mundo

Un nuevo dispositivo basado en el grafeno puede revolucionar las descargas de datos

Varios investigadores de la universidad de Berkeley en California han descubierto un dispositivo, que gracias al grafeno podría lograr aumentar hasta en diez veces la velocidad de descarga de datos.
Xiang Zhang, director del proyecto, ha explicado su equipo ha desarrollado un dispositivo óptico especial basado en el grafeno, que con el empleo de moduladores, podría alcanzar velocidades ultrarrápidas en las comunicaciones ópticas y otras labores informáticas.
En ese sentido, los científicos del proyecto fueron capaces de alcanzar una velocidad de transferencia de datos de 1GHz con el empleo de un modulador de grafeno, dato que aspiran poder mejorar en el futuro para llegar hasta los 500GHz.
Por otro lado, los expertos de Berkeley han recordado que las ventajas del invento van más allá del plano de la velocidad y también afectan al tamaño del dispositivo, que apenas mide 25 micrones.
Además, los científicos han asegurado que su descubrimiento supera el rendimiento y la velocidad que aporta la banda ancha.

the INQUIRER

España, desde Donostia, entra de lleno en la 'carrera internacional del grafeno'

El Mundo

Una pequeña compañía donostiarra denominada "Graphenea" ha metido a España de lleno en la "carrera del grafeno" en la que compite con tres punteras empresas mundiales desde 2004, cuando este novedoso material fue descubierto por los dos investigadores rusos ganadores del Nobel de Física 2010.
El objetivo de las investigaciones es fabricar láminas de grafeno de mayor tamaño y pureza que las pequeñas muestras de baja calidad que se sintetizan en la actualidad.
En este momento, tan sólo una firma británica y dos estadounidenses compiten con Graphenea a este nivel, si bien en España hay varios grupos de investigación y una empresa en La Rioja que también trabajan con el grafeno.
El primero que consiga el objetivo se situará en una posición de dominio del mercado mundial de este material que, por sus propiedades y posibilidades de aplicación, podría revolucionar en pocos años los sectores de la informática y la electrónica.
El grafeno se presenta en forma de una capa de átomos de carbono un millón de veces más delgado que una hoja de papel. "Es tan fino y tiene una masa tan pequeña que con un gramo se podría cubrir un campo de fútbol", explica el presidente de Graphenea, Jesús de la Fuente.
La cantidad y variedad de sus aplicaciones resulta hoy inimaginable, ya que posee una conductividad cien veces mayor que la del silicio, por lo que los expertos creen que permitiría construir ordenadores cien veces más rápidos que los actuales, baterías de gran capacidad y paneles solares mucho más eficientes.
Sus posibilidades se antojan inagotables porque además es "doscientas veces más resistente que el acero", aclara de la Fuente, y "tiene más dureza que el diamante, que también es una estructura de átomos de carbono pero en una forma tetraédrica", a diferencia del grafeno que es hexagonal.
A pesar de su dureza, el nuevo material resulta "muy flexible". "Se puede doblar, enrollar y no se rompe", precisa De la Fuente, quien especula con el posible desarrollo de computadoras y pantallas flexibles "que se podrían doblar como una revista o una hoja de papel" gracias al grafeno.
Estas propiedades ya fueron destacadas por la Real Academia de las Ciencias de Suecia en el fallo que el 5 de octubre concedió el Nobel de Física a los catedráticos en la universidad inglesa de Manchester Andre Geim y Konstantin Novoselov, ambos de origen ruso.
Como conductor de electricidad es mejor que el silicio y como conductor de calor supera a todos los demás materiales. "Es casi completamente transparente, pero tan denso que ni siquiera el helio, el átomo más pequeño de gas, puede pasar a través", explicó la Academia al conceder el Nobel a Geim y Novoselov.
Fue en el año 2004 cuando ambos lograron sintetizar el grafeno, cuya existencia hasta entonces era simplemente teórica, usando cinta adhesiva para arrancar delgadas escamas de este material a partir de un pedazo de grafito.
Sin embargo, este sistema no es aplicable a nivel industrial, por lo que Graphenea ha optado por utilizar un método diferente, denominado "deposición química", que emplea un aparato de "atmósfera controlada" en el que "se introducen unos gases y un sustrato a alta temperatura" sobre el que se depositan los átomos de carbono hasta formar una estructura de grafeno.
A pesar de haber comenzado sus andadura el pasado abril, Graphenea, que se ubica en el centro donostiarra de investigación CIC Nanogune, ocupa ya, según su presidente, un destacado nivel "internacional", gracias a la incorporación a su equipo de tres científicos de talla mundial como el alemán Andreas Berger, el estadounidense Manish Chhowalla, y el gallego Luis Hueso.
Otra de las ventajas que ofrece el grafeno para las empresas productoras es la existencia de "muchos clientes", entre los que se encuentran centros de investigación, laboratorios y compañías que investigan, con "un gran volumen de fondos", cómo utilizar este material en aplicaciones industriales y tecnológicas.
Graphenea dispone ya de una importante capacidad de crear grafeno, que podría llegar en poco tiempo a las 720 obleas al año, si bien en estos momentos su producción es bastante menor porque se encuentra en una fase de I+D en la que la materia que genera se destina a "alimentar" su propio proyecto de investigación que pretende eliminar impurezas y conseguir muestras más grandes.
"Ahora mismo, la competición no es una carrera de cantidad y de tener muchas muestras, sino de calidad. El volumen irá llegando cuando haya más productos industriales que vayan utilizando el grafeno", subraya De la Fuente.

¿Qué es el grafeno y porqué es tan importante para la industria TI?

Silicon News

Los investigadores rusos Konstantin Novoselov y Andre Geim se han alzado con el Premio Nobel de Física de este año gracias a sus descubrimientos sobre el grafeno, un material que puede revolucionar la industria TI.

Pero, ¿qué es el grafeno? Se trata de una estructura laminar plana muy fina y resistente. Como conductor del calor supera a todos los materiales y también es un perfecto conductor de la electricidad, tiene incontables aplicaciones en la física cuántica y además, es muy abundante, lo cual multiplica sus posibilidades de revolucionar la industria.

Los científicos galardonados han logrado con sus experimentos novedosas aplicaciones del grafeno en el ámbito de la creación de nuevos materiales, así como en la industria electrónica.

De hecho, se considera que el grafeno posibilitará la fabricación de ordenadores mucho más eficientes, ya que los transistores que emplean este material son mucho más rápido que los de silicio, comúnmente utilizados en la mayor parte de aparatos electrónicos.

Por otra parte, el científico del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Francisco Guinea,  ha estado trabajando en los últimos años con los galardonados y asegura que “el grafeno abaratará el uso de pantallas y dispositivos táctiles, como los teléfonos móviles", según informa Europa Press.

Próximamente en sus pantallas: el grafeno

El Pais

Puede que en unos años el valle más famoso de la era de la informática tenga que cambiar de nombre. Al norte de California, entre montañas y autopistas, una extensa aglomeración de empresas de nuevas tecnologías es conocida como Silicon Valley, en inglés valle del silicio, elemento químico con el que se fabrican los microchips. Pero el futuro, dicen algunos expertos y muchas publicaciones científicas, está en los chips de grafeno, un material resistente, transparente y extremadamente flexible.
Científicos surcoreanos acaban de construir la primera pantalla táctil de este material. Tiene 30 pulgadas y puede doblarse y enrollarse hasta ocupar un espacio mínimo. IBM, el gigante de la informática, presentó este invierno sus primeros chips de grafeno, 10 veces más veloces que los de silicio. Los fabricantes de baterías para móviles anuncian que mejorarán su producto gracias a este derivado del grafito, con el que también está hecha la radio más pequeña del mundo, diseñada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). ¿Estamos ante una nueva revolución que traerá ordenadores aún más rápidos y pantallas aún más pequeñas? ¿O hablar del valle del grafeno es tan solo fantasía?
Las pantallas del futuro serán flexibles, eso está claro. Los principales fabricantes se afanan en buscar nuevas fórmulas, no solo de grafeno sino también de tecnología OLED, basada en una capa que emite luz y está formada por componentes orgánicos (polímeros). También se intenta hacer papel electrónico con óxidos de metal o variantes del silicio clásico, como silicio cristalino o sus combinaciones con el caucho, bastante más elástico.
El instituto de nanotecnología en el que han desarrollado la primera pantalla táctil de grafeno, en la Universidad Sungkyunkwan de Seúl, ha conseguido llamar la atención de las grandes compañías. El sector está inquieto. Pantallas que se doblan como un papel y que dentro de poco, según James Tour, de la Universidad de Rice (Houston) y uno de los químicos más prestigiosos de la última década, podrán enrollarse "hasta formar un pequeño lápiz que nos pondremos tras la oreja". Samsung, líder mundial en diversas ramas de la industria electrónica, ya ha anunciado que en dos años comercializará un artilugio parecido.
¿Qué ocurrirá entonces con los netbooks, esos pequeños ordenadores que coparon el mercado el año pasado y que parecían el último grito? ¿Y qué será del iPad de Apple? En sus cuatro primeros meses de vida, se han vendido más de tres millones de esta tableta ultraportátil que hace las veces de ordenador y teléfono. Pero incluso el gran invento de 2010 dejaría de tener sentido si sale al mercado una pantalla que pesa menos y que, extendida, es más grande y nítida, mientras que, enrollada, ocupa mucho menos espacio.
Para Chema Lapuente, divulgador tecnológico y director del programa de radio SER Digital, no se trata de la posible desaparición de los portátiles o del iPad. Es algo que va mucho más allá: "Tengo clarísimo que las pantallas enrollables en color, las que realmente vas a poder llevar a cualquier lado, son el futuro. No es solo que vayan a acabar con los portátiles más pequeños. Es que acabarán con el libro, con el periódico y con todo lo que te puedas imaginar". Lo mismo predice el profesor Tour: "Como mucho en 10 años, y puede que incluso antes de cinco, este tipo de monitores inundará el mercado. Es cuestión de tiempo, solo depende de cuánto dinero se invierta". Y de lo que tarde el precio en ser competitivo.
Desde que se sintetizó por primera vez en 2004, los avances en el campo del grafeno han sido espectaculares. Las publicaciones especializadas bullen con artículos que presentan a esta estructura de carbono como la panacea. Es transparente, pero conduce muy bien la electricidad, al menos 100 veces más rápido que el silicio. Una pantalla de grafeno es conductora por sí misma, por lo que no necesita de un entramado de circuitos por debajo. Al ser flexible, no solo puede enrollarse, sino que también puede recubrir superficies que no sean planas (¿pantallas esféricas, cónicas, cilíndricas?). Es barato porque forma parte del grafito que se encuentra en un lapicero cualquiera. La Universidad de Columbia asegura que es el material más resistente del mundo. Y además, no contamina.
Elsa Prada, investigadora en grafeno del CSIC de Madrid, considera que se han superado todas las expectativas: "Muchas de las teorías que ayer se calificaban de sueños se están haciendo poco a poco realidad". Asusta ver las teorías de hoy, posibles realidades del futuro: microchips mil veces más rápidos y teléfonos móviles mil veces más potentes que los ordenadores que conocemos.
Sin embargo, no toda la comunidad científica comparte este optimismo. El célebre físico holandés Walt De Heer afirma que "el grafeno nunca reemplazará al silicio". "Nadie que conozca el mundillo puede decir esto seriamente. Simplemente, hará algunas cosas que el silicio no puede hacer. Es como con los barcos y los aviones. Los aviones nunca reemplazaron a los barcos". Especialmente significativa resulta la opinión de Andre Geim, descubridor del grafeno, Premio Körber 2008 y candidato a un próximo Nobel. En ocasiones ha hecho declaraciones más bien escépticas sobre la inminencia de esta revolución. Preguntado por su parecer actual, aprovecha para matizar: "A menudo la imaginación corre más deprisa que la razón, es parte de la naturaleza humana. Pero en el caso del grafeno sí que hay fuego detrás del humo. Normalmente un material nuevo tarda entre 15 y 30 años en pasar del ámbito académico al industrial. Y después otros 10 para ser producido en serie. Ni siquiera han pasado cinco años y el grafeno ya está en el ámbito industrial". Esas son las buenas noticias, pero Geim tiene también palabras de desaliento: "Todavía no está nada claro que la tecnología del grafeno vaya a ser mejor de la que ya existe. Cuenta aún con muchos problemas, demasiados como para ser enumerados. Tendrá muchas aplicaciones, pero las más obvias, como los chips o las pantallas, pueden acabar siendo un fiasco, mientras que otras que hoy no son importantes pueden ser verdaderas minas de oro. El problema es que no sé cuáles triunfarán. Solo puedo predecir con exactitud el pasado".
Pocos dudan de que en breve llegarán las asombrosas pantallas que renovarán el mercado de todo tipo de ordenadores y teléfonos móviles. Antonio Castro Neto, físico de la Universidad de Boston y otro de los pioneros del grafeno, pronostica que podrán comprarse de aquí a dos años. Pero para la verdadera revolución, para un mundo de chips y circuitos que no sean de silicio, habrá que esperar mucho más: "Al menos una década", sentencia Castro Neto.
El principal obstáculo es la fabricación en cadena pero, de conseguirse, la producción de grafeno promete ser barata y de bajo impacto ecológico. Al ser mejor conductor que el silicio, pierde menos energía, con lo que los circuitos duran más y consumen menos. Es carbono puro y se encuentra en abundancia en cualquier parte, en cualquier país del mundo (se genera como desecho al escribir con un lápiz, por ejemplo). Su uso generalizado en la industria permitiría suprimir otros materiales más caros y contaminantes, como el óxido de titanio o el óxido de estaño indio con el que se fabrican ahora la mayoría de las aplicaciones electrónicas transparentes. Pero, como recuerda el profesor Castro Neto, la transición puede no ser ni fácil ni rápida: "El silicio es un gran negocio en el que se ha invertido muchísimo dinero".
En lugar de pensar en una transición veloz, como las que llevaron del cobre al germanio y del germanio al silicio, quizás sea más realista pensar en una larga convivencia de lo viejo (el silicio) con lo nuevo (el grafeno). Así lo espera Rod Ruoff, químico especializado en ingeniería mecánica de la Universidad de Texas. "Es más inteligente pensar en este nuevo material como un suplemento para fabricar híbridos. No he conocido a un solo trabajador en la industria, ni tan siquiera los más soñadores, que crea en una sustitución completa del silicio. Quizás deberíamos escucharlos más a ellos y menos a los académicos", opina Ruoff.
Tras los prodigios que hemos presenciado en los últimos años (hace dos décadas ni siquiera existía Internet), es lógico ilusionarse con el futuro. Chema Lapuente, que asesora a los consumidores de alta tecnología desde la web tuexperto.com, cree que muchas de las maravillas del presente, como los libros electrónicos, no son más que "un apaño temporal" en espera del definitivo salto hacia delante. "La clave es que tu pantalla sea flexible. Todo lo demás es un apaño temporal", explica Lapuente. Lo que todas las empresas buscan es el dispositivo omnisciente que acapare televisión, teléfono, ordenador, Internet... El aparato que todo el mundo necesite comprar para poder vivir en esta sociedad hiperinformatizada. Que para conseguirlo haya que recurrir al grafeno es solo una posibilidad.
A medio camino entre los escépticos y los idealistas, se encuentra el investigador Francisco Guinea, el mayor experto español sobre el tema. Promotor de un nuevo método experimental basado en el estudio del grafeno, Guinea cree que el nuevo material "aumentará las prestaciones de los sistemas informáticos más complejos, como los que tienen las grandes empresas. Pero los circuitos de un ordenador seguirán siendo de silicio en un futuro próximo".
Así que habrá que esperar y, aunque los iPads de última generación no podrán tardar mucho, Silicon Valley seguirá llamándose igual, aunque en todos los mapas aún figure tal y como lo bautizaron los exploradores españoles: valle de Santa Clara, patrona de los navegantes. Andre Geim, padre del material milagroso, lleva un lustro investigándolo y recorriendo el mundo para dar conferencias. Ha escuchado miles de veces lo de que ya está aquí la revolución del grafeno. Es realista, pero al mismo tiempo considera que "es bueno tener un sueño, quizás algún día se haga realidad". Y confiesa que lleva cinco años sintiéndose "como Alicia en el País de las Maravillas, que necesitaba correr todo el tiempo solo para quedarse en el mismo sitio".

Paneles solares y móviles comenzarán a ser fabricados con grafeno en 2011

Fuente: El Pais.

Resistente, flexible y de gran conductividad. Con propiedades entre semiconductor y metal, el grafeno es el material más resistente jamás descubierto y en el que los electrones se mueven con mayor facilidad, al menos cien veces más rápido que en el silicio. Sin embargo, esta forma de carbono puro de una sola capa atómica de espesor, que revolucionará la electrónica, la informática y las comunicaciones era difícil de producir a gran escala sin perder calidad.
Ya no lo es. Un grupo de investigadores de Samsung y de la universidad Sungkyunkwan, en Corea del Sur, han conseguido fabricar láminas flexibles de grafeno de 30 pulgadas (unos 76 centímetros de diagonal).
"El objetivo es utilizar una técnica muy parecida a la que se emplea para imprimir los periódicos, donde millones de páginas son impresas en muy poco tiempo. En este caso, en lugar de papel se usan rollos de un material plástico flexible y, en lugar de tinta, se deposita una capa de grafeno de bajo coste, que se utilizará en un futuro muy cercano como uno de los principales componentes de teléfonos móviles, televisores, paneles solares....", explica Tomás Palacios.
El equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), que lidera este ingeniero de telecomunicaciones español, es pionero en el desarrollo de circuitos y dispositivos electrónicos de grafeno. Su prototipo de transistor de grafeno de bajo coste fue presentado en la reunión anual de la Sociedad Americana de Física en marzo de 2009 y, desde entonces, "se han producido avances importantes y prometedores. Por ejemplo, IBM ha logrado fabricar transistores de grafeno funcionando a 100 gigahercios (100 GHz)".
Si se conectara al multiplicador de frecuencia de grafeno, también desarrollado por Palacios en 2009, "la frecuencia de la señal de salida se duplicaría".
La progresión de este material de propiedades únicas, que también está cambiando la manera en la que se estudia la física, es "increíble. Está pasando de ser un material muy interesante para la ciencia básica a tener claras aplicaciones industriales. Paneles solares y teléfonos móviles ya serán fabricados con grafeno el año que viene", considera Palacios.
En septiembre, el MIT inaugura el Centro de Investigación sobre el Grafeno, que lidera el ingeniero español. Un centro en que investigadores y empresas (entre ellas algunos de los grandes fabricantes de semiconductores) no sólo intercambiarán sus conocimientos; los llevarán a la práctica.
Paralelamente, su equipo en el MIT sigue investigando. Por un lado, ha fabricado con este material la radio más pequeña del mundo, "que permite escuchar cualquier emisora y ser conectada a un altavoz". Por otro, ha abierto una línea de investigación que mezcla la electrónica basada en grafeno con la biología. Se trata de un sensor sobre el que se depositan células vivas. Como éstas se comunican mediante impulsos eléctricos y químicos, "utilizamos el grafeno para medir dichos impulsos y estudiar cómo estas células se relacionan entre sí".

Análisis celular

El objetivo es desarrollar nuevos instrumentos no intrusivos para el estudio celular. Hasta ahora, médicos y biólogos sólo podían observar las células bajo el microscopio o pincharlas para medir su voltaje. "Con este nuevo instrumento se logra obtener la misma información, pero sin dañar la célula. Como este material sólo tiene un átomo de espesor, cualquier cambio que se produce en la célula (composición química, voltaje...) depositada sobre el sensor modifica la conductividad del grafeno", precisa Palacios.
Y añade: "Saber cómo éstas se comunican, es el primer paso para entender el funcionamiento de órganos como el cerebro y cómo las celulas responden ante medicamentos y enfermedades".

Complemento del silicio

Pese a las únicas características del grafeno (resistencia, flexibilidad y gran conductividad) este material con propiedades entre semiconductor y metal no sustituirá al silicio, el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, que se obtiene de la arena y con el que se fabrican los chips desde mediados del siglo pasado. "Ambos son complementarios", sostiene Tomás Palacios.
Y se podrán combinar. Por ejemplo, "a un chip de silicio se le podría añadir un sensor de grafeno para medir la calidad del aire o capturar imágenes nocturnas". El grafeno también podría sustituir al cobre -y otros materiales- que conectan a los transistores de silicio dentro de un microprocesador. "El grafeno tiene menos resistencia eléctrica que el cobre y, por lo tanto, los microchips se calentarían menos". Este es uno de los principales escollos que impiden fabricar chips cada vez más pequeños a mayor frecuencia.