Grafeno, el material de los sueños (con entrevista al Nobel de Física 2010)

Grafeno, el material de los sueños (con entrevista al Nobel de Física 2010): "

Entrevista exclusiva a Kostya Novoselov, premio Nobel de Física 2010.

El premio Nobel de Física 2010, Kostya Novoselov, concede una entrevista exclusiva a La Pizarra de Yuri / Público.

Aunque sea bastante lógico, no deja de resultarme curioso cómo abunda la gente altanera, áspera y suficiente entre los mediocres. En cambio, quienes realmente podrían permitirse el lujo de ir por la vida con la nariz un poco más levantada que los demás a menudo son amables, sencillos y cordiales. Este es el caso del doctor Konstantin Novoselov, que con 36 años ya puede incluir en su curriculum el Premio Nobel de Física 2010. Gracias a ese hecho, hoy puedo ofrecerte en la Pizarra de Yuri la primera entrevista exclusiva a un Nobel concedida a un blog en castellano (corrígeme si me equivoco y ha habido alguna antes; me interesaría mucho saberlo). La edición en papel de Público sacó un resumen el domingo pasado, pero esta es la versión completa.

Entrevistar a un premio Nobel es siempre un desafío y uno teme no acertar con las preguntas. Así pues, en esta ocasión consulté a más personas amables, que aportaron preguntas inteligentes. Entre estas personas se encuentran Pablo García Risueño (físico, Instituto Max Planck / Instituto de Química Física Rocasolano – CSIC / European Theoretical Spectroscopy Facility – Spanish node), Dani Torregrosa (químico, autor del blog Ese punto azul pálido) o David (doctor en química, Universidad de Valencia); lo que hago constar con mi agradecimiento. Así, yo creo que ha quedado una entrevista mucho más chula. ;-) Si hay algún error en este post, es mío; si hay algún acierto, es de ellos.

Konstantin, que se hace llamar por el diminutivo Kostya, nació en Nizhny Tagil (URSS) siendo 1974. Actualmente investiga en el Laboratorio de Física de la Materia Condensada de la Universidad de Manchester, en el Reino Unido; tiene la doble nacionalidad ruso-británica. Ha trabajado en una diversidad de campos y muy notablemente en procesos magnéticos. Es coinventor de la cinta de salamanquesa (gecko tape), que sólo pega en un sentido, con diversos usos en nanocirugía, robótica y tecnologías aeroespaciales. Pero Kostya recibió el Nobel en 2010, junto al profesor Andrei Gueim, por sus “experimentos revolucionarios sobre el material bidimensional grafeno”. ¿Y qué es el grafeno?

Grafeno.

Estructura del "material bidimensional" grafeno.

No es rigurosamente bidimensional, aunque así lo describa la Fundación Nobel y todo el mundo, incluso el propio Kostya. :-P A fin de cuentas, un átomo tiene espesor. Pero ese es todo su espesor: el grafeno es una estructura laminar compuesta por átomos de carbono en disposición hexagonal, unidos mediante enlaces covalentes producidos por hibridación sp². Se trata de una alotropía del carbono, distinta del carbono amorfo, el vítreo o el diamante. Tampoco es exactamente un fullereno o un nanotubo (aunque el grafeno podría utilizarse para crear nanotubos, plegándolo en forma de cilindro).

Más parecido es al grafito, hasta el punto de que se podría considerar al grafito como una serie de capas superpuestas de grafeno; de hecho, al pintar líneas con un lápiz (cuya mina es de grafito) aparecen trazas de grafeno. No obstante, este no es un buen procedimiento para producirlo en cantidades significativas.

¿Y qué tiene de particular este grafeno? Muchas cosas. Por ejemplo, es el material más resistente medido jamás: 200 veces más que el acero. Pero, al mismo tiempo, es mucho más ligero y tan elástico como el caucho. En palabras de Andrei Gueim, “el grafeno es más fuerte y más tenaz que el diamante, y sin embargo puede estirarse en un cuarto de su longitud, como el caucho. El área que puede cubrir es la mayor que se conoce para el mismo peso.” Otros investigadores, como Ali Reza Ranjbartoreh (Universidad de Wollongong, Australia), dicen “No sólo es más ligero, más fuerte, más duro y más flexible que el acero; también es un producto reciclable, que se puede fabricar de manera sostenible, ecológico y económico.” En opinión de Ranjbartoreh, esto permitirá desarrollar coches y aviones que usen menos combustible, generen menos polución, sean más baratos de operar y resulten menos dañinos al medio ambiente.

Sus propiedades eléctricas y electrónicas resultan igualmente extraordinarias. Por ejemplo, los nanotubos de grafeno podrían reemplazar al silicio como semiconductor en los circuitos microelectrónicos avanzados; en 2008, el equipo de Gueim y Novoselov ya fueron capaces de construir con él un transistor de un nanometro, que tiene un solo átomo de espesor y diez de anchura. Ya por entonces Kostya declaró que esto podría muy bien hallarse en el límite físico absoluto de la Ley de Moore y añadió: “Está en torno a lo más pequeño que se puede hacer. Desde el punto de vista de la Física, el grafeno es una mina de oro. Podrías estudiarlo durante eras.” Conduce el calor tan bien como el diamante y es más transparente. También se le cree capaz de generar efecto Casimir. Muchos lo consideran el primer material del futuro. Pero será mejor que te lo cuente él. ;-)

Kostya Novoselov durante la conferencia de aceptación del Premio Nobel. Imagen: nobelprize.org

El material de los sueños de Kostya Novoselov.

Kostya Novoselov (centro) con Mikhail Trunin (decano del FOPF-MFTI, izda.) y Yuri Samarskiy (rector del MFTI, dcha.). Foto: Sergei Vladimirov. (Clic para ampliar)

Dr. Novoselov, quiero darle muchas gracias por responder a nuestras preguntas. Es muy raro tener la oportunidad de entrevistar a un premio Nobel. Y además a uno tan joven, con 36 años. Mientras, la mayoría de nosotros ni siquiera podemos imaginar lo que se siente cuando alguien te dice: “Kostya, te han concedido el premio Nobel”. Por cierto, ¿qué se siente en un momento semejante?

Fue impresionante. Estaba muy impresionado y te das cuenta de que esto cambia tu papel para siempre. Y de que vas a tener que trabajar mucho para que no cambie también tu vida. Esto fue todo lo que se me ocurrió, que tenía que intentar que no cambiase mi vida.

¿Y lo consiguió?

Sí. De hecho, conseguí regresar a la normalidad y mi vida no es muy diferente ahora de como era antes.

Por cierto, ¿quién le dijo que le habían concedido el Nobel?

Me llamaron por teléfono. No estoy seguro de quién llamó exactamente, porque estaba verdaderamente impresionado. No lo recuerdo pero probablemente fue uno de los secretarios de la Fundación o el presidente de la Fundación.

Kostya, cuénteme el secreto: ¿cómo se gana un premio Nobel antes de los cuarenta?

No hay un secreto. La mejor receta, probablemente, me la dio un buen amigo y colega hace mucho tiempo: “si quieres ganar un premio Nobel, no pienses en ello”. Así que esa es una de las recetas: nunca pienses en ello y limítate a trabajar y divertirte con lo que haces.

A usted le han concedido el premio Nobel junto al Dr. Geim por realizar “experimentos revolucionarios sobre el material bidimensional grafeno”. ¿Qué es un grafeno?

Imagínate el material de tus sueños, el más fuerte, el más conductor, el más duradero… es increíble. El mejor camino a la teoría; eso es el grafeno. En la práctica es uno de los pocos tejidos bidimensionales que se pueden hacer con carbono y tiene todas estas propiedades fantásticas como conductividad, transparencia, fortaleza imperecedera…

¿Y qué hizo usted con este grafeno exactamente?

Estudiamos sus propiedades. Estudiamos principalmente sus propiedades electrónicas pero también algunas otras.

Sin embargo, originalmente usted estudiaba el electromagnetismo, ¿no?

He trabajado en varios campos distintos a lo largo de mi vida, así que cuando me lié con el grafeno no me supuso una gran diferencia. He trabajado en procesos magnéticos, superconductores, semiconductores… así que los grafenos sólo fueron otra cosa más.

Convénzame: ¿por qué debería invertir mi dinero en las investigaciones sobre el grafeno? ¿De qué manera va a cambiar nuestras vidas este nuevo nanomaterial?

Hay varias propiedades de este material que son únicas, mucho mejores que las de cualquier otro. Ya se puede pensar en sustituir todos los materiales existentes por grafenos, para conseguir mejores resultados en todas las aplicaciones avanzadas. Por ejemplo, a los materiales estructurales se les puede añadir unas fibras de carbono para hacerlos mucho más fuertes. O usarlo para las láminas conductoras de las pantallas táctiles: esa es otra área donde el grafeno puede resultar muy beneficioso. Pero las más importantes serán aquellas que no somos capaces de concebir todavía porque no teníamos los materiales adecuados. El grafeno es muy diferente de cualquier otro material, así que podemos ponernos a pensar en estas nuevas aplicaciones.

De todas estas posibles aplicaciones, ¿cuál cree usted que se desarrollará primero?

Ya hay varias aplicaciones en las que se está utilizando. Puedes comprar grafeno en varias empresas de Rusia, Europa, Asia… por ejemplo, para microscopios electrónicos de transmisión. Aunque esto es una aplicación menor. Probablemente, la primera aplicación a gran escala será en las pantallas táctiles.

¿Qué aproximación le parece más prometedora para producir grafenos industrialmente a buen precio?

Ya hay técnicas para producirlos en grandes cantidades. Por ejemplo, mediante crecimiento por CVT [deposición de vapor químico asistida por agua]… se está produciendo en grandes cantidades para muchas aplicaciones.

Con la crisis energética actual, y la energía nuclear comprometida a raíz de los sucesos de Fukushima, ha aumentado el interés en las energías renovables. ¿Serviría el grafeno para desarrollar nuevas células solares mucho más eficientes y baratas que las actuales? ¿Podría sentar las bases de una revolución energética?

El grafeno es sólo una parte de las células solares del futuro. Hay otras muchas partes que deben desarrollarse también. Queda un camino muy, muy largo para que se desarrollen células solares significativamente más eficientes.

Algunas personas han expresado su preocupación por los posibles riesgos para la salud, y especialmente los riesgos para la salud laboral, de esta clase de nanomateriales. ¿Qué opina?

Se puede observar mi vida y ver la evolución de mi salud. Probablemente, soy un conejillo de indias en estos experimentos. Me estoy exponiendo a estos materiales en el laboratorio todos los días, con bastante intensidad, así que podéis experimentarlo conmigo si queréis.

Por cierto, he oído que quiere usted cambiar de campo porque ya ha pasado mucho tiempo en este…

Sí. Te vas ralentizando. Estoy pensando en hacer alguna otra cosa.

¿Como por ejemplo…?

Eso prefiero guardármelo.

Tenía que intentarlo. ;-) Dr. Novoselov, a menudo se considera a los ganadores del premio Nobel como “heraldos de la ciencia” de cara al mundo, a la sociedad. ¿Se siente cómodo en este papel?

Todos tenemos la oportunidad de educar al público en materia científica. Esta es una de las muchas posibilidades que se incrementan cuando ganas el premio Nobel, y también una responsabilidad. Por ejemplo, es una pena ver cómo la gente sobrerreacciona con este asunto de Fukushima. Por desgracia, la gente que gana el premio Nobel , aunque tenga mejores posibilidades de educar al público, no tiene necesariamente la capacidad para hacerlo.

En algunos ámbitos existe una percepción de que la creatividad se está perdiendo en la ciencia moderna por un exceso de rigidez en la práctica cotidiana. ¿Cómo se puede aumentar la creatividad en el entorno de la ciencia moderna? ¿Se puede enseñar creatividad a las personas?

No se puede enseñar la creatividad a las personas. Cuando las personas vienen al laboratorio, intentamos liberar sus mentes para que hagan cualquier cosa que deseen hacer, con los únicos límites de su naturaleza y su imaginación. Y no creo que falte creatividad en estos momentos. Creo que recientemente se han logrado algunos de los mejores resultados científicos. No me parece que haya un problema con ese tema.

He oído hablar de sus “experimentos de los viernes”. ¿Puede decirnos en qué consisten?

Hacemos cosas raras que queremos hacer, intentamos cosas que no son convencionales. Cosas que probablemente parezcan bastante extrañas al principio, pero que pueden terminar convirtiéndose en algo grande. Simplemente, tratamos de liberar la mente.

¿Qué es más importante en estos “experimentos de los viernes”: la creatividad o el conocimiento guiado por la experiencia?

Nunca me planteo qué es lo más importante. Simplemente hago lo que me resulta interesante a mí.

Vamos a ir un poco más lejos. ¿Qué caminos le parece que está tomando la ciencia? ¿Qué grandes avances espera en el futuro próximo?

Yo sólo soy capaz de predecir el pasado, no el futuro. Pero el futuro está ahí y siempre es capaz de superar nuestras predicciones más descabelladas. Hay un montón de cosas ahí fuera donde podemos encontrar nuevas realidades.

Kostya, como usted sabrá, hay gente que piensa que la ciencia y la tecnología están avanzando demasiado, demasiado rápido. Temen los posibles efectos adversos sobre la gente, el medio ambiente y la vida en general. ¿Le gustaría decir algo a estas personas?

No se puede detener el progreso. No se puede detener la ciencia porque es parte de nuestra naturaleza, de nuestra curiosidad. Necesitamos a la ciencia, pero tenemos que asegurarnos de estudiar su impacto adecuadamente antes de usarla. Y esto se puede hacer siempre mejorando la ciencia, haciendo mejor ciencia. Hacer menos ciencia resulta mucho más peligroso que hacer más ciencia.

Yo suelo comentar que cuando una sociedad deja de avanzar, no sólo se estanca, sino que de inmediato comienza a retroceder; y que esto es especialmente cierto para el progreso científico. ¿Está de acuerdo conmigo? :-D

A las personas nos encantan las cosas nuevas. Siempre nos obligamos a usar cosas nuevas, a pensar en cosas nuevas. Es absolutamente inevitable. Si se deja de utilizar la ciencia, estas cosas nuevas no serán científicas, y esto es mucho más peligroso que utilizar las nuevas respuestas científicas.

No quiero robarle más tiempo, doctor. Por cierto, ¿llegó a conocer al hamster Tisha? ;-)

Sí. Era un hamster bastante metomentodo.

Tengo entendido que nació usted en Nizhny Tagil, ¿no?

Sí, así es.

Nació en Nizhny Tagil y desde allí salió al mundo para estudiar el material de sus sueños y con ello ganar el premio Nobel. Me parece algo fabuloso.

Muchas gracias.

Muchas gracias a usted de nuevo, Kostya. Большое спасибо.

Entrevista anterior: Sergei Krásnikov, astrofísico de Pulkovo, proponente de los tubos de Krásnikov para casiviajar en el tiempo.

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