La Crónica de
Hoy
19 de noviembre de 2012
Isaac Torres Cruz
Academia
Un poco de grafito de lápiz sobre cinta adhesiva, pegar y despegar unas cuantas veces y voilá: grafeno, el material del futuro. Andre Geim y Konstantin Novoselov ganaron el Premio Nobel de Física en 2010 por la caracterización del material de carbono que revolucionará la industria electrónica y que permitirá sustituir el silicio como el eje de sus materiales.
Pero antes… hay que resolver muchos problemas teóricos y técnicos, por lo que científicos, universidades y empresas ya trabajan en ello. En nuestro país uno de ellos es Gerardo García Naumis, investigador del Instituto de Física de la UNAM, quien ha trabajado en otros temas interesantes en esta rama del conocimiento, aunque el grafeno es lo que más le mantiene ocupado en estos días.
Inicialmente interesado por ingeniería, finalmente decidió a estudiar física para tener una mayor profundidad matemática y una formación general. Realizó sus estudios en la Facultad de Ciencias de la UNAM y posteriormente su maestría y doctorado en el Instituto de Física para después realizar su pos doc en París.
Para el investigador, recientemente galardonado con el Premio Heberto Castillo, hay un aspecto tecnológico de la física que siempre llamó su atención, pero también porque es una forma de afrontar un problema.
“La física es carrera muy formativa que te da una disciplina en el método científico que es una manera de pensar, lo cual es muy útil al pasar de los años. Hay cosas que no tienen que ver con las ciencias pero que puedes abordar desde el método científico y es una forma potente de resolver problemas”.
El físico, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, pertenece a una generación de las más recientes de la ciencia mexicana, lo que le ha permitido desarrollar ideas y aplicar las teorías y técnicas de una física moderna, siempre cerca de la frontera del conocimiento. El grafeno, por ejemplo, no podía ser un tema más actual y nuevo.
Su generación, recuerda en entrevista, es la que históricamente se han graduado proporcionalmente un mayor porcentaje de alumnos; cuenta con investigadores muy buenos fuera y dentro del país. Pero además son una generación, añade, de cambio.
“Como ya lo han señalado, nuestra ciencia es joven. Empezó con la generación de los fundadores, seguida de la de los profesionales, de quienes ahora nosotros somos ‘hijos’”.
Es una generación que ha aprovechado esa experiencia para desarrollar un nivel alto de competencia en un campo laboral con una amplia oferta, pero que ha vivido de cerca los cambios tecnológicos. Están inmersos en esa transición así como en la del conocimiento, puesto que están a la vanguardia en los temas de investigación.
Por ello, el científico enfatiza que es un grave problema no tener científicos más jóvenes, que impulsen esa nueva visión sobre la investigación y la ciencia de mayor frontera.
TECNOLOGÍA DEL FUTURO. García Naumis ha trabajado en diversos temas como física de materiales, nanotecnología, sistemas complejos, sistemas dinámicos, teoría del caos; también en análisis y estadísticas de obras de arte, en música, econofísica, sociofísica (física aplicada a sistemas sociales), fractales… entre otros.
Pero en los últimos años ha trabajado con el grafeno, porque visualiza esa aplicación del conocimiento que atisbó desde sus inicios como físico. Combina, señala, la física fundamental con aplicaciones, como sustituir el silicio en las computadoras para hacerlas más rápidas y con un consumo menor de energía.
Sin imaginarlo, también relacionaría la relatividad general que estudió y creyó nunca aplicaría en un campo como los materiales.
Cuando Geim y Novoselov desafiaron el teorema de Mermin-Wagner, que planteaba la imposibilidad teórica de obtener tal material, al determinar que no pueden existir cristales bidimensionales, relata el físico, se describieron propiedades nuevas en el material que concibieron muchas aplicaciones más.
Es un material tan flexible como una hoja de papel pero con la resistencia del diamante, con enlaces muy difíciles de romper. También es uno de los materiales que mejor conduce electricidad: “el grafeno es una pista de electrones, que permitirá desarrollar transistores ultrarrápidos y computación de frecuencias muy altas”.
Transistores en los que ya ha trabajado y hecho varias propuestas. Pero antes, recuerda, que el grafeno es tan bueno para conducir electricidad que es incompatible con la electrónica que existe actualmente, basada en materiales semi conductores.
Estos problemas técnicos son parte de su trabajo. Una de las propuestas que ha hecho, y que ya ha sido comprobada experimentalmente, es “dopar” el grafeno con elementos químicos del grupo número uno para bajarles la velocidad y hacerlo semi conductor.
También ha planteado la aplicación de ondas electromagnéticas, donde los electrones adquieren una “masa efectiva” y, por lo tanto, se genera una fuerte respuesta no lineal. Pero el físico teórico también ha hecho otros planteamientos como “dibujar” litografías dentro del grafeno, como pistas de un circuito integrado, aunque los bordes de estos no son tan buenos todavía para reducir la velocidad.
Países como Inglaterra y empresas como Samsung, acota, ya trabajan con institutos dedicados enteramente al estudio de estas propiedades e incluso ya han desarrollarlo algunos de estos tipos de transistores, aunque faltan varias cosas por mejorar.
“En el futuro lo ideal tener una computadora tan flexible como una hoja de papel y que se cargue en el Sol y utilice un material a base de carbono que es muy barato”. Pero esto no se logrará con la misma tecnología con la que se ha trabajado en las últimas décadas, el silicio llega a su límite.
“La industria lo único que ha logrado es hacer transistores cada vez más pequeños, con 2 o 4 procesadores en las computadoras, pero ya no se puede hacer más, por lo que busca un reemplazo”.
Por lo tanto, puntualiza, se necesita un cambio de paradigma en la industria y en el empleo de materiales; después de todo Geim y Novoselov cambiaron uno y encontraron un componente maravilloso donde la ciencia decía que no había nada que buscar.