¿Le suena el acelerador de partículas del CERN? El complejo, que ocupa kilómetros cuadrados cerca de Ginebra (Suiza), sirve para explorar el mundo de lo infinitamente pequeño para buscar los elementos fundamentales de la materia. Los físicos están tratando de usar el grafeno para fabricar una especie de acelerador en miniatura. "En un fragmento de grafeno de un único centímetro cuadrado es posible realizar muchos de los experimentos que hasta ahora requerían laboratorios como el del CERN".

Si se convierte en realidad, los científicos podrían buscar el Bosón de Higgs, una partícula elemental hipotética, que aún no ha sido observada, y conocida como la partícula Dios, en un laboratorio que cabe en la yema del dedo.

Pero ¿qué es el grafeno?, el grafeno es una capa de átomos de carbono 200 veces más resistente que el acero y en la que los electrones tienen una movilidad 100 veces superior a la que les ofrece el silicio, está cerca de convertirse en el material del futuro.

El grafeno es carbono en estado puro. Muchos investigadores lo han estudiado de manera teórica durante más de 50 años. Nadie creía que se podían fabricar dispositivos con este material hasta que, en 2004, científicos de la universidad de Manchester (Gran Bretaña) descubrieron cómo obtener grafeno del grafito, el material de la mina del lápiz.

En abril, investigadores de la Universidad de Texas publicaban en Science que habían logrado producir la primera muestra de grafeno de un centímetro de longitud y esta semana, también en Science, investigadores del Georgia Institute of Technology y el National Institute of Standards and Technology (EEUU) publican una medición del espectro energético de este compuesto de carbono de propiedades exóticas. Una de estas características, a la que los electrones pueden deber su gran movilidad dentro del grafeno, es que estas y otras partículas que transportan cargas eléctricas se comportan como si no tuviesen masa.

Con propiedades entre semiconductor y metal, este nuevo material de una sola capa atómica de espesor revolucionará las telecomunicaciones y la informática al permitir la fabricación de microprocesadores, sensores y sistemas de comunicación mucho más veloces que los actuales. Uno de los paradigmas de la electrónica es incrementar la frecuencia de las señales eléctricas, para fabricar ordenadores cada vez más rápidos o móviles capaces de transmitir datos a mayor velocidad. Si con los chips de silicio podríamos llegar como máximo a los 100 GHz de velocidad, usando transistores de grafeno se alcanzaría el terahercio (1 THz). Si todo va bien, en dos años saldrán versiones comerciales de estos chips avanzados al mercado.

Un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), liderado por el español Tomás Palacios, está fabricando alguno de los primeros aparatos y circuitos electrónicos basados en grafeno, descubierto en 2004 por los científicos Andre Geim y Kostya Novoselov de la Universidad de Manchester.

El equipo de Palacios aprovecha las propiedades del grafeno para desarrollar aparatos electrónicos que no se podrían fabricar con ningún otro material. Por ejemplo, un multiplicador de frecuencia que mejorará las comunicaciones inalámbricas y la electrónica de silicio actual, duplicando la capacidad de transmisión de cada chip al que se le añada el multiplicador.

Enlaces:

• Noticia "Llega el chip de grafeno" publicada en  El País
• Noticia "El material donde vuelan los electrones" publicada en publico.es