Doscientas veces más fuerte que el acero, el grafeno nos lleva al futuro

Hecho de cristal de carbono, es un material de cualidades únicas. Se lo estudia en todo el mundo para lograr rápido aplicaciones tecnológicas de punta. Argentina y la Patagonia están en carrera.

¿Estamos viajando sin escalas hacia una nueva revolución industrial? Eso consideran algunos científicos y tecnólogos que trabajan en temas de nanociencia y nanotecnología, el mundo en el que sus objetos de estudio se miden en nanómetros. Y un nanómetro es un millón de veces más pequeños que un milímetro (es decir, imagine un milímetro de una regla y divídalo en ¡1.000.000 de pedacitos!). Dentro de ese mundo existe una serie de materiales particulares llamados “cristales bidimensionales”, que son extremadamente delgados, tienen el espesor de un solo átomo.

Entre ellos, la gran estrella es el grafeno. Aunque no lo crea, es un viejo conocido. Se trata de una capa de grafito, el cristal de carbono con el que se hacen minas de lápices. En la década del 40 del siglo XX se conocían sus propiedades extraordinarias, pero no se lo había podido obtener. Fue apenas 13 años atrás que científicos de la Universidad de Manchester lo lograron. Pudieron “pelar” grafito capa por capa y separar el grafeno. Claro, obtuvieron el Premio Nobel. ¿Por qué? Por esas propiedades extraordinarias (Ver infografía). Y, en base a ellas se están investigando novedosas aplicaciones. Por ejemplo, ropa con capacidades térmicas especiales, una electrónica totalmente nueva, más veloz y eficiente que la actual basada en silicio, en la industria automovilística y aeronáutica por su dureza, generación de tejido vivo, entre muchísimas más.

En Argentina se investiga sobre el tema y la Patagonia no se queda afuera. Dadas las múltiples propiedades del grafeno, las líneas de investigación son muchas. Para comenzar a conocerlas, en esta oportunidad Eureka entrevistó al doctor en física Gonzalo Usaj, investigador del Conicet y docente del Instituto Balseiro, que trabaja en el Centro Atómico Bariloche (CNEA).

P- El grafeno aparece en todas sus publicaciones de investigación en los últimos años. ¿Qué “buscan” con su grupo de trabajo?

R- Lo que más nos interesa es comprender cómo fluye la corriente eléctrica en este material bajo distintas condiciones. Sucede que en escalas muy pequeñas (y en general a bajas temperaturas), las leyes de la Mecánica Cuántica, que gobiernan el movimiento de los electrones en el material, se manifiestan en todo su esplendor dando lugar a comportamientos no intuitivos desde el punto de vista de nuestra experiencia cotidiana. Esto es importante no sólo para entender el funcionamiento de dispositivos ‘pequeños’ existentes, sino para encontrar nuevos basados en fenómenos que aún no hemos descubierto o comprendido cabalmente.

P- ¿Qué encontraron?

R- En el caso más reciente, donde estudiamos el efecto de la aplicación de campos eléctricos alternos (radiación electromagnética) confirmamos, mediante cálculos numéricos y analíticos, que el grafeno puede transformarse (mientras se aplican dichos campos) en lo que hoy en día se llaman aisladores topológicos. Es decir, un material que no transmite electricidad en su interior, y sí lo hace por la superficie o bordes, esto tiene un gran potencial de aplicación en electrónica.

P- Ante este material tan prometedor, existe una especie de carrera en el mundo por investigarlo y, sobre todo por lograr aplicaciones que lleguen rápidamente al mercado. De aquí se desprenden dos preguntas. Por un lado, ¿considera que debería haber una moratoria hasta conocer a fondo sus potenciales peligros? Y por otro, ¿cómo está posicionada Argentina en esta carrera?

R- No tengo presente ningún peligro asociado al grafeno en particular, salvo el cuidado requerido en el manejo de laboratorio o industrial propio de materiales de la industria electrónica o la nanotecnología.

Respecto al posicionamiento de la Argentina, creo que estamos bien en lo que se refiere a la Ciencia Básica, tanto en el desarrollo de la descripción teórica como en algunos aspectos de la física experimental, sobre todo en el uso del grafeno por parte de diversos grupos en procesos más relacionados a la química, como por ejemplo catalizadores o recubrimientos. En lo referente a la industria electrónica y/o aplicada creo que estamos un poco más lejos de los niveles internacionales, como sucede en otras áreas similares, pero no subestimaría la capacidad de la comunidad científica de nuestro país para sorprendernos con ideas innovadoras y creativas.

“Lo que más nos interesa es entender cómo fluye la corriente eléctrica en este material bajo distintas condiciones”.

Gonzalo Usaj, doctor en Física, investigador y docente en el Balseiro.

Regulaciones y riesgos

Tanto el grafeno como otros nanomateriales presentan muy amplias aplicaciones. Como toda nueva tecnología, exigen investigaciones en medidas de seguridad y regulaciones de uso. En el mundo se estudian riesgos, así como las regulaciones necesarias para cada tipo de nanomaterial. Son pioneros la Unión Europea (UE) y EE. UU. En tanto, ya hay productos en el mercado, como medicinales, alimenticios y cosméticos, entre otros.

¿Qué pasa en Argentina?

“Eureka” contactó diversas entidades. En principio, como señala el investigador en nanomedicina, Dr. Roberto Zysler, en el país es incipiente el desarrollo de regulaciones.

Desde la Superintendencia de Riesgos del Trabajo, explicaron que un grupo de médicos e ingenieros, en colaboración con la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA, están investigando en el tema y observando la conveniencia de regulaciones, como en la UE.

Desde INTI, del área ambiente, se están haciendo estudios de impacto ambiental. En el Ministerio de Salud de Río Negro indicaron que en la provincia no existen regulaciones o normativas hasta el momento.

Datos

“Lo que más nos interesa es entender cómo fluye la corriente eléctrica en este material bajo distintas condiciones”.

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