Otra revolución en los materiales

En el campo de la investigación a veces sucede que un proyecto se inicia con la intuición de cuál va a ser el resultado final, pero este termina siendo mucho más interesante y enriquecedor que el que se esperaba. Es lo que le ha ocurrido a un grupo de investigadores del Donostia International Physics Center (DIPC), que tras más de dos años de investigación han logrado crear un nuevo material que podría aplicarse en la electrónica y como filtro de sustancias pequeñas.

El proyecto, en el que han participado la investigadora del DIPC Aran García-Lekue (Ikerbasque) y el estudiante de doctorado Bernhard Kretz, es fruto de la colaboración entre el centro donostiarra, el Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) y el Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materials Moleculares (CiQUS) de la Universidade de Santiago de Compostela.

El material está basado en el grafeno, un elemento formado solo por carbono, muy fino y flexible, resistente y ligero. El nuevo material cuenta con una membrana nanoporosa, y esa característica hace que no sea un metal, como sí lo es el grafeno. «Los metales no son ideales para dispositivos electrónicos, y ese ha sido el principal obstáculo que ha tenido el grafeno para poder dar el salto a ser utilizado en la fabricación de ordenadores y otros aparatos», explica la investigadora vizcaína.

Actualmente, la gran mayoría de dispositivos electrónicos como las tablets, ordenadores o móviles están fabricados con silicio -de hecho, de ahí viene el nombre de Silicon Valley o Valle del Silicio, región donde se alojan muchas de las mayores corporaciones de tecnología del mundo-, un semiconductor que permite que la corriente se encienda y se apague como un interruptor. Este nuevo material, a diferencia del grafeno, es también un semiconductor, por lo que sería aplicable en electrónica e incluso podría llegar a reemplazar al silicio en diferentes dispositivos electrónicos.

«Tiene todas las propiedades interesantes del grafeno como son la flexibilidad o la resistencia, pero además esos 'agujeritos' que le hemos hecho hacen que pase de ser un metal a ser un semiconductor», señala García-Lekue. De hecho, su investigación no solo se queda en la creación de ese material, sino que ya ha sido probado en la fabricación de un transistor. «Eso es prometedor, porque es una demostración de que lo que hemos conseguido en el laboratorio es realmente aplicable». Además, sus características permitirían sustituir los componentes basados en silicio más voluminosos y rígidos que se usan hoy en día. «Estamos hablando del futuro, pero quizá se podría fabricar un móvil que se pueda doblar y guardar en el bolsillo».

No obstante, la Ikerbasque se apresura a señalar que este grafeno nanoporoso nunca podría sustituir completamente al silicio, «pero sí puede ser aplicable en aspectos en los que se usa ese material, además de otros en los que el silicio no es compatible». Porque además de la electrónica, este nuevo material multifuncional ofrece la posibilidad de modificar el tamaño, forma y densidad de sus poros con precisión atómica para poder emplearlo como filtro molecular. «Es un excelente candidato para desarrollar filtros más duraderos, selectivos y enérgicamente eficientes para sustancias extremadamente pequeñas, como cadenas de ADN o gases de efecto invernadero», afirma la investigadora. Lo que permitiría, por ejemplo, medir cuál es el nivel de CO2 en el ambiente. Por otro lado, este material también resulta propicio para ser aplicado en la fabricación de sensores.

Esta investigación ha recibido varios reconocimientos. El primero, aparecer en la prestigiosa revista científica Science, un escaparate con el que sus creadores esperan poder conseguir su objetivo final, que es la incorporación de este nuevo material en el mercado. «Ya hemos solicitado la patente, y la idea es que se pueda licenciar en diferentes organismos o empresas para emplearlo en distintas aplicaciones», afirma Aran García-Lekue.

No obstante, su trabajo de investigación no termina aquí. Este nuevo tipo de grafeno seguirá siendo objeto de estudio, para valorar nuevas posibles aplicaciones a través de nuevas modificaciones del mismo.