El grafeno tiene propiedades ideales para ser utilizado como componente en circuitos integrados. El grafeno tiene una alta movilidad de portadores, así como un bajo nivel de ruido, lo que permite que sea utilizado como canal en transistores de efecto de campo (FET). La dificultad de utilizar grafeno estriba en la producción del mismo material, en el substrato adecuado. Los investigadores están buscando métodos como la transferencia de hojas de grafeno desde el grafito (exfoliación) o el crecimiento epitaxial (como la grafitización térmica de la superficie del carburo de silicio - SiC).

Las publicaciones especializadas bullen con artículos que presentan a esta estructura de carbono como la Panacea universal en la tecnología y el reemplazo de dispositivos de Silicio por Grafeno; pero no toda la comunidad científica comparte este optimismo por el Grafeno. El célebre físico holandés Walt De Heer afirma que "el grafeno nunca reemplazará al silicio". "Nadie que conozca el mundillo puede decir esto seriamente. Simplemente, hará algunas cosas que el silicio no puede hacer. Es como con los barcos y los aviones. Los aviones nunca reemplazaron a los barcos".

Los procesadores, que podrían alcanzar una velocidad de cientos de gigaherzios (en silicio, el máximo –no comercial– es de 100 GHz, aunque el PC de tu casa es de 3, como mucho) tardarán un poco más. ¿Por qué? Porque el grafeno es demasiado buen conductor y deja pasar todos los electrones, sin más. El silicio, en cambio, es un semiconductor; es decir, admite que se le “diga” cuándo transmitir corriente y encender los millones de transistores que forman el procesador, y cuándo no. Francisco Guinea, profesor de investigación del Instituto de Ciencia de los Materiales de Madrid (CSIC), ha publicado en Science, junto a tres universidades estadounidenses, cómo variar la conductividad del grafeno deformándolo: “Si aprendemos a guiar los electrones a un lugar concreto, podremos fabricar circuitos. Es la gran diferencia con el silicio: a este le hacen falta contactos metálicos entre las partes del circuito. Pero con el grafeno se puede hacer todo de una sola pieza. Es un avance considerable”. De paso, se aprenderá a doblar las pantallas sin que sufra el funcionamiento.

Así que toda la investigación se centra ahora en aprender a dirigir electrones, y de un modo que pueda reproducir la industria. Porque prototipos de transistores de 100 GHz (IBM, en febrero de 2010) y hasta 300 (la Universidad de California en Los Ángeles, hace pocas semanas) ya hay. Pero no se comercializan, son joyas de laboratorio. El español Tomás Palacios,profesor de Ingeniería Eléctrica y Computación del todopoderoso Massachusetts Institute of Technology (MIT) habla de “controlar la conductividad del grafeno usando dos capas de este material, una encima de otra, y en una orientación determinada”. Así se logra abrir y cerrar el paso de corriente a placer, “y se pueden fabricar excelentes transistores (o interruptores) con él; eso permite su uso en numerosas aplicaciones, incluyendo microprocesadores y células solares”, explica. Y un último método es el llamado “dopaje químico”: añades una sustancia (hidrógeno, oxígeno...) que convierta la plancha de grafeno en aislante (que no conduzca), y quitas esas sustancias solo de las “rutas” por las que quieras que circule la corriente.

Aparte de enrollado, sensible
Pero Palacios y su equipo están trabajando en otras aplicaciones innovadoras: “Ya que el grafeno está formado por una única capa de espesor, los transistores son muy sensibles a cualquier molécula que se deposite en su superficie. Por eso, es un material idóneo para fabricar sensores químicos y biológicos, de ADN, por ejemplo”. Y continúa: “Mi grupo de investigación acaba de fabricar un sensor para detectar hidrógeno, y estamos trabajando en otros detectores de explosivos y células biológicas”. ¿Más? “También estamos diseñando detectores de infrarrojos que permitan la fabricación de cámaras de visión nocturna con una resolución mucho mejor que la de las actuales”, nos cuenta este jefe de investigadores de solo 30 años.

Otra fuente de alegrías va a estar en su capacidad de multiplicar la señal que sea: para entendernos, que cualquier conexión, inalámbrica o no, llegue con toda su potencia a los dispositivos que reciban datos de ella, porque tendrán una especie de “repetidor”. Algunos de estos inventos combinarán la “sensibilidad” del grafeno con la “habilidad” del silicio. Porque todos coinciden en que el material que dio nombre a Silicon Valley lleva 40 años de ventaja en cuanto a industrialización e investigación; así que puede ser un buen complemento del grafeno, más que un competidor.