Konstantin Novoselov (izqda) y Andre Geim (derecha). Nobel Física 2010. | Fuente imagen: New York Times
Mánchester, la famosa ciudad inglesa, vuelve a ser noticia en el mundo de la ciencia. Si ayer era premiado con el Nobel de Medicina un hombre nacido en la villa, hoy dos “inmigrantes” rusos que trabajan en su universidad han recibido conjuntamente el Nobel de Física.
Se trata de Andre Geim de 51 años y de Konstantin Novoselov de sólo 36. Les han dado el preciado galardón por investigar las propiedades de una forma especial de carbono llamadal grafeno. Tal y como afirmaron los miembros de la Real Academia Sueca de las Ciencias: “el carbono, el elemento base para todas las formas de vida en la Tierra, ha vuelto a sorprendernos”.
El doctor Geim nació en Sochi, Rusia, y en la actualidad es ciudadano holandés. Estudió en el Instituto Físico-Técnico de Moscú y obtuvo con honores su doctorado en el Instituto de Física de Estado Sólido de Chernogolovka en 1987. Tras ello llevó una vida errante, cambiando múltiples veces de centro de estudio por toda Europa hasta que terminó asentándose como profesor en la Universidad de Nijmegen en Holanda.
Fue allí precisamente donde entró en contacto con el doctor Novoselov, nacido en Nizhny Tagil, y que terminó estudiando su doctorado bajo la supervisión de Geim. Más tarde, cuando Geim se mudó a la Universidad de Manchester, Novoselov le siguió. En la actualidad este último comparte la ciudadanía británica con la rusa.
Volvamos sobre su trabajo. El grafeno es una forma de carbono en la que los átomos se disponen en una especie de rejilla hexagonal, similar a las rejas de alambre empleadas en los gallineros. La particularidad de las capas ultra-finas creadas con este material es que tienen el grosor de un solo átomo. No solo es el material más fino del mundo sino también el más fuerte. Una lámina de grafeno estirada sobre la boca de una taza de café, podría soportar el peso de un camión en equilibrio sobre la punta de un lápiz.
Además, el grafeno conduce electricidad y calor mejor que cualquier otro material conocido, y es completamente transparente. Los físicos creen que finalmente podría rivalizar con el silicio como componente base de los chips para computadora. También sirve para monitorizar los niveles de contaminación, ya que es un material sensible a esta. Ha permitido mejorar las pantallas planas de nuestras televisiones, y la creación de nuevos materiales y pruebas novedosas sobre la extraña naturaleza de la cuántica.
El grafeno está muy relacionado con otras dos formas alotrópicas del carbono que también han generado mucho interés en años recientes: las buckybolas (disposiciones de átomos de carbono con forma de balón de fútbol) y los nanotubos (que son láminas de átomos de carbono enrolladas sobre si mismas).
Durante bastante tiempo, se pensó que una lámina bidimensional de carbono se volvería inestable y se enrollaría sobre si misma convirtiéndose en un nanotubo. Sin embargo los doctores Geim y Novoselov lograron por vez primera crear copos de grafeno cortándolas capa a capa a partir de una pila de grafito – el material que compone la mina de tu lápiz – y adhiriéndolas a cinta adhesiva.
Ellos mismos cuentan de forma despreocupada, que la creación del grafeno tuvo lugar en lo que denominaban “experimentos de un viernes por la tarde”. Ese era el día que elegían para hacer “locuras” que podrían funcionar o no conducir a nada.
Uno de aquellos viernes, el doctor Geim logró hacer levitar una rana en un campo magnético, razón por la que fue galardonado con el IgNobel en el año 2000.
Su trabajo con el grafeno surgió del deseo de la pareja de investigar las propiedades eléctricas del grafito. Para hacerlo, sin embargo, necesitaban obtener piezas muy muy finas, lo cual en principio intentaron lograr sin éxito creando cristales de grafito. Entonces, un técnico les enseñó a limpiar el grafito (antes de observarlo en un microscopio de efecto túnel) “pelando” las capas superiores con un simple rollo de celo (cinta adhesiva).
“Ya habíamos oído hablar del método con anterioridad, pero todo es bueno cuando llega en el momento correcto, así que en cuanto vimos como funcionaba supimos que así era como había que hacerlo”, comentó Novoselov el año pasado.
La técnica sigue usándose. “Se la conoce como la ‘técnica de la cinta adhesiva’” comentó Geim a ScienceWatch en 2008. “Intentamos cambiarle el nombre pero no pudimos. ¿La verdad es que no suena demasiado a alta tecnología verdad?”
Su primer trabajo sobre el grafeno se publicó en Science en el año 2004 después de haber sido rechazado por Nature. Publicaron un segundo trabajo el año siguente, en 2005. Desde entonces, tal y como dice el comunicado de la Academia Sueca, “la investigación en este campo ha literalmente explotado” produciendo un impresionante número de trabajos sobre este material, sus propiedades y sus prometedoras aplicaciones.
Según el doctor Geim, hay gran abundancia de nueva física esperando a ser explorada.
A causa de la estructura del grafeno, explicó Geim, los electrones no se mueven a su través como las bolas de billar típicas de la física clásica, sacudiendo un átomo y otro, sino que en vez de eso avanzan en oleadas, moviéndose a la velocidad de la luz.
“Eso es algo que hay que estudiar. Es como un LHC pero que cabe en la mesa de tu despacho” añadió Geim en aquella entrevista a ScienceWatch.
Visto en el New York Times
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