Un deforme cuerpo humano y un sol, junto a un A-E-I-O-U fueron las primeras cosas que hicimos con un lápiz de grafito. Cuando íbamos con la mochila al hombro y medíamos menos que una mesa, ese cilindro de punta afilada nos permitió empezar a entender el mundo y abrió la puerta a las palabras, ejercicios matemáticos, la literatura y la ciencia.

En ese entonces, lo único especial que tenía el clásico lápiz era que permitía borrar sus errores con una goma. Lo que nunca supimos y pocos nos hemos enterado aún, es que el común grafito, esconde una revolución para la ciencia y la tecnología en el corto plazo.

Grafeno. Graben ese nombre en su memoria, porque este material insólito por la cantidad de propiedades que tiene, va a estar presente en algunos años en todo lo que nos rodea. ¿Por qué tanto? Si pensábamos que el mítico Mithril del Señor de los Anillos era mágico, éste se lleva todas las coronas y en todas las categorías.

El grafeno es el material más delgado jamás descubierto, es 200 veces más resistente que el acero, pero flexible y pesa 0,77 mg por metro cuadrado. Transforma luz solar en electricidad con un 82% más de eficiencia que las placas actuales, es impermeable, es transparente, es resistente al fuego. Conduce la electricidad 200 veces más rápido que el silicio y disipa el calor 10 veces mejor que el cobre. Parece mentira.

Y está ahí, cada vez que tomamos un simple lápiz grafito en nuestras manos.

De dibujitos de niños a nanotecnología avanzada

Todos estos atributos que nombramos del grafeno se conocían teóricamente desde los años 40, pero no fue hasta 1961 que se logró aislar una sola capa del material. ¿Cómo tanto tiempo? No es tan simple como parece, porque un solo trazo de lápiz mina hecho en una hoja de papel contiene innumerables capas de grafeno. El material es tan tan tan delgado, que tiene solamente dos dimensiones (2D), es decir, no tiene altura, ya que su espesor es de un átomo, lo más estrecho que jamás puedan imaginar: en 1 mm de grosor caben 3 millones de láminas grafeno.

Nota para los más detallistas: está compuesto por átomos de carbono, el cuarto elemento más abundante en el planeta, dispuestas en forma de redes hexagonales, como panales de abejas.

De seguro los científicos que trabajaron por años intentando dividir estas capas de grafito jamás imaginaron lo que venía adjunto. Ese impacto fue en el 2004, cuando pudieron probarse sus aplicaciones a la industria y resultaron increíbles. Los capos que estuvieron a cargo de eso, Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov, se merecieron tiempo después el Nobel de Física (2010).

Comprobaron que podía columpiarse un gato de 4 kilos en una hamaca de grafeno que no pesaba más que un pelo de su bigote, según apunta el doctor en Física Francisco Claro. Es solo un ejemplo de un material que puede aplicarse a la nanotecnología en el ámbito de la computación, la medicina, la energía. Se trata de una nueva revolución material.

El ascenso de su fama mundial

El vanguardista grafeno hizo que en el 2007 Samsung registrara la primera patente relacionada con el material y hoy lidera con ventaja la propiedad intelectual del mismo, aunque hay varias industrias similares que siguen la carrera. En 2012 ya se alcanzaron a registrar hasta alrededor de 3.500 patentes, luego el 2013 la Unión Europea anunció la inversión de mil millones de euros para impulsar su investigación y aplicaciones.

Lo último es el National Graphene Institute en Manchester (UK), que nació para dedicarse exclusivamente a investigaciones sobre estas minúsculas capas de lápiz de mina. El centro quedará finalizado el 2017 y desarrollará en su máxima complejidad todos sus alcances posibles, porque por ideal y perfecto que sea el grafeno, queda camino por recorrer para hacerlo viable para su uso industrial.

Aún es muy caro de producir (superior a US$ 500 por gramo), lo que de paso no alcanza aún a amenazar nuestro mercado chileno del cobre, por ejemplo. La manera utilizada para aislarlo es la técnica de la cinta de scotch, donde despegan progresivamente las capas del material hasta quedar con una sola. Con esto se consigue grafeno de muy alta calidad, pero la cantidad producida es mínima y resulta insuficiente para su uso industrial.

Por eso hoy se están desarrollando nuevas formas de aislar estas ínfimas capas. Igualmente hay empresas en Estados Unidos, China y Reino Unido que lo producen, pero todavía está en una etapa temprana de investigación, indica Humberto Plaza, académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Más detalles de su evolución industrial se pueden leer en este amplio artículo de la revista New Yorker.

Aún así, los avances de la ciencia y la tecnología son cada vez más rápidos y es probable que pase poco tiempo para que el grafeno se haga masivo y asequible.

Lo podemos ver en la actualidad en una de las raquetas que usó Novak Djokovic está hecha de este hijo del grafito, por ejemplo (aunque no le atribuiremos sus numerosos triunfos puramente a eso, ¿no?). Ya se están probando prototipos en algunas industrias y de llevarse a cabo su producción masiva, gran parte de las cosas que nos rodean podrían contener este multifacético material. 

Celulares y tablets, cables de electricidad, tecnología antibalas, superbaterías, implantes para ciegos y hasta preservativos son más aplicaciones de las que se han hablado últimamente. Piensen lo que quieran hecho de grafeno, las posibilidades son prácticamente infinitas.

^{*Fuentes sobre las propiedades del grafeno: National Graphene Institute, charla TED de Mikael Fogelström, científico experto en Microtecnología y Nanociencia e infografía de El País basada en revista Nanoscale e información de institutos científicos.}

¿Conocías el grafeno? ¿Crees que su uso podría revolucionar la tecnología?