“El grafeno no será el único material que resolverá problemas en el futuro”: Maurice Oliva | La Crónica de Hoy
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“El grafeno no será el único material que resolverá problemas en el futuro”: Maurice Oliva

Existen otros materiales similares, con mejores propiedades para ciertas aplicaciones, señala Maurice Oliva Leyva, egresado de la UNAM y ganador del Premio Weizmann 2016

Maurice Oliva obtuvo recientemente el reconocimiento Weizmann en la AMC.

En 2013, la Comisión Europea eligió la investigación en grafeno como una de las ganadoras del concurso Tecnologías Futuras y Emergentes, en la cual invertiría mil millones de euros en 10 años. Investigaciones de los centros más importantes del mundo han realizado avances y aportaciones en lo que parece una carrera por coronar la tecnología.

Teorizado hace décadas, en 2004, los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov, de la Universidad de Manchester, Inglaterra, obtuvieron en laboratorio las primeras capas de grafeno. Seis años después fueron reconocidos con el Nobel de Física por las implicaciones tecnológicas que tendría en el futuro. 

El grafeno es una lámina formada por átomos de carbono dispuestos en vértices de una red haxagonal, tiene una forma de panal de abejas. Es el material más duro y delgado jamás hallado, es un millón de veces menos grueso que una hoja de papel. También es un buen conductor de electricidad y de calor, por lo que los científicos creen que es el material que mejorará la electrónica, procesadores, paneles solares y un conductor de electricidad resistente.

El grafeno es un material bidimensional, el cual quizá no cumpla todas estas expectativas y se ayudará de muchos otros materiales de este tipo para lograrlo, señala Maurice Oliva Leyva, egresado de posgrado del Instituto de Física de la UNAM, quien obtuvo el Premio Weizmann 2016 en Ciencias Exactas y que le fue otorgado recientemente en la Academia Mexicana de Ciencias.

TEÓRICO. El joven científico fue reconocido por su investigación en el estudio de las propiedades ópticas y electrónicas del grafeno, en un trabajo teórico que describe el comportamiento de este material cuando es deformado. Hasta antes de su investigación, en la literatura científica se describía el comportamiento electrónico del grafeno deformado, pero no a partir de sus características ópticas.

Así, bajo el asesoramiento del investigador del instituto Gerardo García Naumis, el científico llevó a cabo un trabajo teórico para explicar cómo la transmitancia óptica permitiría ver en el material el efecto que tienen las deformaciones estructurales en su  comportamiento.

En entrevista, el académico señala que también ha estudiado deformaciones uniformes, algunas en las cuales generan un efecto como si el material tuviera un campo eléctrico, pero no es así. “Eso ha permitido que el grafeno se utilice muy bien en ingeniería de tensiones que busca usar las deformaciones para modular y elegir de manera conveniente sus propiedades, como las ópticas”.

La investigación de Oliva Leyva se ha llevado a cabo de forma teórica, pero enfatiza que ayudará a los físicos experimentales a mejorar sus estudios con el material. Su trabajo de tesis doctoral, “Hamiltoniano efectivo de Dirac para el grafeno deformado: propiedades electrónicas y ópticas”, ha sido citado por físicos que hacen desde teoría cuántica y relativista hasta experimentales, apunta.

“La investigación es una combinación de ideas, propuestas y experimentos. Nuestro trabajo teórico puede ayudar a realizar una mejor caracterización de la deformación estructural del grafeno a partir de mediciones ópticas”.

ZOOLÓGICO. Hace más de diez años que se han proyectado las aplicaciones del grafeno a la tecnología y materiales, proclamarlo como el material del futuro. Pero esa idea es un poco más dinámica que monolítica, explica el físico.

“El grafeno no es el único material que se estudia, más bien abrió la puerta a muchos otros, llamados materiales bidimensionales. Ahora el grafeno forma parte de un zoológico inmenso de éstos, algunos de los cuales ya tienen un impacto tecnológico”.

Maurice Oliva menciona que el grafeno reúne muchas propiedades electrónicas, ópticas y mecánicas, pero a la vez ha abierto brecha para investigar otros materiales que tendrían mejores aplicaciones en estos campos. “Ya nadie cree que el grafeno será el único material que nos resolverá los problemas en el futuro, sino un conjunto. Sigue siendo el caballo de batalla en ciertas direcciones de la investigación, pero hay otros cuyas aplicaciones están más cerca, como en la tecnología óptica”. 

Para sus ecuaciones y trabajo teórico realizado en el Instituto de Física, empleó el grafeno como eje, como prototipo de investigación, pero la investigación también sería útil para otros materiales bidimensionales, por lo que llevará a cabo estudios en éstos. “El grafeno es el que más se ha estudiado y, por lo mismo, cuando uno quiere comenzar una investigación se inicia con éste”. Es como un ratón de laboratorio, acota, pero si se trata de analogías animales dentro de los materiales multidimensionales, se puede considerar un koala… “gracioso, simpático y llama la atención de todos, pero los tigres son otros a los que se les está poniendo más atención”.

Se trata de materiales bidimensionales, pero ya no compuestos de carbono como el grafeno, sino arreglos hexagonales de átomos de fósforo o boro que se han logrado sintetizar. También se encuentran los metales en transición y otros que entran en la misma familia porque están compuestos por una capa atómica.

“Para las cuestiones ópticas se necesita que el material tenga un gap que el grafeno no tiene, lo cual impide que sea un material listo para aplicarse o reemplazar materiales semiconductores. En cambio, hay otros materiales bidimensionales que sí, por lo que no hace falta buscar cómo modificar el grafeno para volverlo un semiconductor”.

Pero el grafeno seguirá siendo el más estudiado por el momento, debido a la oportunidad de desarrollo en la investigación básica, señala el físico. “Después de todo es nuestro ratón de laboratorio”.  

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