Hacia la era del grafeno

Todos los aparatos que tenemos como las PC, teléfonos celulares, televisores, video juegos y miles más de aplicaciones son producto del uso de los semiconductores de silicio. Los semiconductores son materiales que están entre los conductores eléctricos, como el cobre y los aislantes como la porcelana. Desde hace mas de 50 años se construyen una serie de circuitos semiconductores que son la base de todos los equipos que poseemos o que poseen una serie de fábricas, hospitales, estaciones de radio, televisión y telecomunicaciones. Pero como el silicio es la materia prima de esta gran variedad de aparatos, se ha dado en llamar a esta época, “la era del silicio”. Pero desde hace mas de una década, ha surgido otro material que tiene mejores características y propiedades que el silicio, llamado grafeno a pesar que este material fue descubierto en la década del 30 del siglo pasado. El grafeno es un material de carbón puro, conformado por átomos arreglados de acuerdo a un patrón regular de tipo hexagonal con un espesor de 1 átomo. Por este nano espesor muchos dicen que el grafeno es un material de solo dos dimensiones. Es tan liviano que 1 metro cuadrado de grafeno solo pesa 0.77 miligramos. Su nombre se deriva del grafito, que es una variedad del carbón. Además es extremadamente duro, muy flexible, transparente y consume menos electricidad que el Silicio. Este material es fundamental en la producción de todo dispositivo electrónico a tal punto que su presencia inunda todos nuestros equipos electrónicos. Pero en el 2010 los físicos rusos Andrey Gueim y Konstantin Novosiolov recibieron el premio Nobel de Fisica, por sus revolucionarios descubrimientos sobre potenciales aplicaciones del Grafeno. En este corto lapso de 4 años este material tiene un gran futuro industrial en todas las areas de la producción de equipos y artefactos electronicos. Pero una de las restricciones era que no se podía hasta hace poco fabricar grafeno a escala industrial. Sin embargo en estos días, la firma sudcoreana Samsung ha logrado conseguir este objetivo, que puede revolucionar toda la industria electrónica. Actualmente todos los componentes principales de los equipos electrónicos están compuestos por chips o microchips de silicio. El chip, es un circuito electrónico de silicio, que es semiconductor, de forma de un microcubo, que combinado con otros componentes forma un sistema integrado más complejo y realiza una función electrónica especifica en relojes digitales, video juegos, televisores, etc. En todo tipo de computadores y celulares, es emplea el microprocesador, que es un chip que efectúa operaciones lógicas y aritméticas. Sin embargo el Silicio, presenta ya una serie de limitaciones en lo relativo a la micro miniaturización de los microchips y en el consumo de electricidad. Por eso los fabricantes de equipos electrónicos han visto como una gran alternativa, reemplazar el silicio por el grafeno, por las grandes ventajas que tiene con respecto al tradicional silicio semiconductor. Muchas corporaciones electrónicas de todo el mundo han estado trabajando para obtener el grafeno en cantidades industriales. La gran competencia finalmente ha dado resultados positivos con Corea del Sur, donde los investigadores de una gran empresa electrónica junto con científicos de la Universidad de Sungkyunkwan han logrado esta hazaña. El anuncio no se hizo esperar y han confirmado que han desarrollado un método para sintetizar grafeno a grandes escalas, por medio de una práctica industrial similar a la del silicio. Si esto se concreta a nivel masivo, se pondría fin a la era del silicio, a mediano plazo. Estaríamos frente a un gran cambio de paradigma industrial electrónico, dentro de la industria tecnológica mundial. El proceso industrial para producir grafeno, sería capaz de crear obleas similares a las utilizadas para los chips de silicio, pero disminuyendo el costo relacionado al cambio de material, pero usando gran parte del proceso industrial aplicado a los chips de silicio. Con el uso de grafeno se daría un gran salto en la producción de computadoras, celulares, tablets y muchos otros equipos que usan dispositivos electrónicos. Se ganaría con esto un mejor rendimiento, más confiabilidad, mejor capacidad de memoria, reducción de las dimensiones de todos los equipos y un menor gasto de electricidad. Con el uso del grafeno se puede construir nano chips que serian mil veces más pequeños que cualquier microchip de silicio ahora en uso. Esta disminución de sus dimensiones haría posible una nueva generación de miles de equipos que todavía no están ni siquiera al alcance de nuestra imaginación. Cabe comentar que solo estamos hablando de las aplicaciones electrónicas del grafeno. Por sus singulares características, este carbono puede ser usado en múltiples aplicaciones industriales de todo tipo. Sus propiedades lo potencian como un elemento que puede ser usado para fabricar desde preservativos, envases, automóviles, aviones y naves espaciales. Por eso muchos centros de investigación y universidades de diferentes partes del mundo dedican muchos recursos financieros y de personal calificado para poner en práctica este revolucionario material. Por Manuel J. Villanueva Consultor Internacional Blog: www.majevic.blogspot.com