La madre (o el padre) de todos los lápices

Como todos los procesos en los que hay que elegir entre muchas opciones, la adjudicación de los Premios Nobel tiene, muchas veces, resultados que sorprenden a los que no conocemos sus entresijos. En lo que concierne a este año, no deja de ser sorprendente que, por un lado, se conceda el Premio Nobel de Medicina a un señor (Robert G. Edwards), nacido hace ya 85 años, por un descubrimiento con el que la gente lleva un cuarto de siglo solucionando sus problemas de infertilidad, mientras que, por otro lado, se de el Nobel de Física a dos investigadores de origen ruso, aunque trabajan en Manchester, uno de los cuales tiene sólo 36 añitos de nada. Y, además, por el descubrimiento de un material en el que se tienen depositadas muchas esperanzas pero que, hoy por hoy, la mayoría de sus potenciales posibilidades a escala práctica y accesible al personal están por demostrar. No parece, por tanto, que los criterios de los jurados sean comparables. Pero como decía un buen amigo mío, dejadme elaborar un baremo y, como resultado, selecciono a quien querais. En todo caso, el Nobel de Física me va a servir como excusa para una entrada.

En un día tan lejano como el 4 de mayo de 2006, colgaba yo otra entrada en la que os hacía ver las diferencias entre un tipo de carbón similar al que extraen los mineros (pero mucho más puro), al que se denomina grafito, y el diamante. Con grafito se hacen muchas cosas pero es conocido popularmente por constituir las minas de los lápices. Con el diamante también se hacen muchas cosas pero, también popularmente, se liga su nombre con la imagen de mujeres ricas o de alta alcurnia. Aclarábamos también en aquella entrada el origen geológico y las razones estructurales de tales diferencias. El grafito es la acumulación, o apilamiento en capas, de redes de dos dimensiones, constituidas por hexágonos integrados por átomos de carbono unidos por enlaces covalentes (como la que se ve en la figura) de arriba, en la que podeis picar para verla mejor. Las diferentes capas se mantienen unidas por simples fuerzas físicas que no implican enlaces químicos entre los átomos que las constituyen. En el diamante, por el contrario, hay uniones covalentes entre esas capas propagándose así el conjunto en todas las direcciones del espacio en forma de redes tridimensionales.

Cuando esas láminas bidimensionales de la figura de arriba se enrollan en forma de tubos tenemos los famosos nanotubos de carbono. Si se cierran en forma de esferas, tenemos los fulerenos. Por tanto, esas redes bidimensionales son la madre de los fulerenos, de los natubos y del grafito (y, por extensión, la madre de todos las minas de lápiz). Cuando consideramos esas capas aisladamente tenemos lo que, ya hace algún tiempo, recibió el nombre de grafeno. Y gracias a este grafeno André K. Geim (el más viejo de la pareja de rusos) y Konstantin Novoselov (el imberbe) se van a repartir los diez millones de coronas suecas del Nobel.

El que el grafito fuera una acumulación de redes bidimensionales de grafeno sin muchas fuerzas que las mantuvieran juntas, ya se conocía desde hace tiempo. Pero en lo que se había fallado es en aislarlas individualmente, por más que se intentara por procedimientos más o menos sofisticados. La tarea no era fácil, porque una capa de ese tipo tiene, tal y como se ve en la mencionada figura, el espesor correspondiente a un minúsculo átomo de carbono, lo que viene a ser aproximadamente tres veces inferior a un nanómetro. Y en esa ardua tarea andaba mucha gente, hasta que a estos dos ciudadanos les dio por jugar en sus ratos libres (particularmente los viernes a la tarde, según han confesado) con las humildes minas de los lápices.

El link que aquí os pongo os llevará a un número de marzo de 2008 de la revista Scientific American en el que, en una serie de diapositivas, se explica cómo pueden obtenerse láminas de grafeno de un cierto tamaño, mediante el pedestre procedimiento de machacar minas de lápiz y jugar con ellas, pegándolas y despegándolas con una simple cinta adhesiva tipo Cello o Scotch. Todo ello llevado a cabo, eso si, con mucho miramiento, no hay más que ver los gorros que llevan los investigadores.

Una vez que consiguieron minúsculas cantidades del mencionado material, los privilegiados que podían disponer de ellas se encontraron con que el grafeno era de una extraordinaria dureza, químicamente estable incluso por encima de la temperatura ambiente y capaz de conducir la electricidad a velocidades mucho más altas que cualquier otra sustancia conocida. En base a sus propiedades, como decía arriba, los ingenieros de los mejores laboratorios del mundo están explorando las posibilidades de fabricar con grafeno productos como nanocomposites ultratenaces, pantallas inteligentes, transistores ultrarrápidos o nuevas generaciones de ordenadores. Y los físicos teóricos andan encantados con el grafeno porque les permite chequear modelos y teorías para las que antes necesitaban los resultados de carísimos experimentos de astrofísica o desarrollados en laboratorios de partículas de alta energía.

El descubrimiento del grafeno no es sólo peculiar por haber empleado cosas tan humildes como una cinta adhesiva o los ratos libres del friday afternoon. André G. Geim es también un tipo muy especial. En el año 2000 le dieron el Premio Ig Nobel, divertido Nobel alternativo del que ya os hablé en una entrada el año pasado, por un experimento en el que usaba imanes para conseguir que las ranas levitasen. Al año siguiente, en una revista bien conocida como Physica B, el mismo Geim publicó un artículo titulado “Detection of earth rotation with a diamagnetically levitating gyroscope”. El segundo firmante del artículo era H.A.M.S. ter Tisha, un nombre que parece holandés (en aquella época Geim estaba en el país de los tulipanes) pero que, en realidad, encubría a su hámster de nombre Tisha.

P.D. para una gozosa buena nueva. Jorge Ruiz ha hecho caso de nuestras lamentaciones y ha vuelto a publicar lamargaritaseagita. Así que, ahí a la derecha, seguirá figurando entre mis Blogs favoritos.