Qué fue de las promesas del grafeno: ¿Y si lo interesante de este supermaterial está llegando tras su burbuja?

Conchi Serrano recuerda el día en que sus neuronillas de roedor empezaron a trepar por un andamio de grafeno. “¡Está respondiendo! ¡Esto está lleno de neuritas!, empezamos a gritar”. Aquel acontecimiento, en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid-CSIC, tuvo eco inmediato en el Hospital de Parapléjicos de Toledo. Porque aquellas neuronas que estiraban sus brazos eran de una rata a quien habían seccionado la médula.

Nuestras espumas de grafeno han permitido la reconexión de una médula seccionada con el cerebro

El equipo de Serrano, en colaboración con el centro toledano, había diseñado una espuma de grafeno que, en última instancia, pretendía reconectar extremidades y cerebro de una rata de laboratorio paralizada. Y estaba consiguiéndolo. “Vimos que estimulando por debajo de la lesión, el cerebro responde. Está conectado”.

El grafeno no ha conseguido revertir la parálisis aún, pero este es sólo uno de los ejemplos de uso actual del material prometido. Esta sustancia, hecha de carbono, vivió una época dorada hace 15 años, cuando se desató un hype o “burbuja de expectativas desmesuradas”, confirma por su parte Leni Bascones, compañera de Serrano en el ICMM-CSIC, pero ajena a este experimento. Entonces, se presentó al grafeno como un material delgado, resistente, flexible, casi transparente y perfecto conductor de la electricidad. Un santo grial para la industria de consumo. Pero, 15 años y un Nobel después, definitivamente no está por todos lados, como se planteó.

“El grafeno sigue sorprendiéndonos día a día”, matiza desde el laboratorio Bascones. “Tiene unas propiedades que lo hacen muy especial. Un material en dos dimensiones (el más fino del mundo, con el espesor de un átomo de carbono), que se puede apilar, ha abierto la posibilidad de observar muchos efectos cuánticos que no se habían visto hasta ahora”.

De un pedazo de celo al ángulo mágico del grafeno

La historia del grafeno siempre ha tenido un pie en lo lúdico y otro en lo disruptivo. Andre Geim, antes de ganar el Nobel, obtuvo un premio IgNobel por hacer levitar a una rana viva usando imanes. En 2004, aplicando ese mismo espíritu, descubrió que podía obtener láminas de carbono de un solo átomo de espesor usando simplemente cinta adhesiva sobre grafito. Así nació el primer material bidimensional de la historia, rompiendo lo que se consideraba un teorema entonces: nada podía tener un espesor de un solo átomo.

Hoy, la frontera de ese conocimiento la lidera Pablo Jarillo-Herrero, físico del MIT y descubridor de un fenómeno inesperado conocido como ángulo mágico. Si la alquimia antigua buscaba convertir cualquier cosa en oro, Jarillo-Herrero practica una “alquimia a la inversa”, en sus propias palabras: “Algo así como que utilizamos un solo material (el grafeno) para intentar replicar cualquier propiedad de la materia”, explica a Newtral.es en su visita a Madrid antes de participar en el evento Metafuturo.

Su gran descubrimiento llegó en 2018. Al apilar dos láminas de grafeno y girarlas exactamente 1,1 grados, el material cambia radicalmente su naturaleza. De repente, se convirtió en superconductor de la electricidad, abriendo la puerta a un mundo de eficiencia energética total, por ejemplo. Pero también otras cosas que aún “nos resultan desconocidas”, asegura Bascones, quien trabaja también girando varias capas de este material.

¿Por qué no tenemos ya móviles de grafeno?

A pesar de estos hitos en el campo puramente científico básico, los focos se apagaron en la gran industria. Tras años de proliferación de start-ups, rondas de financiación impensables y hasta un programa europeo propio, ni una sola de las grandes promesas del grafeno ha llegado a manos del consumidor final.

Cree Jarillo-Herrero que, de algún modo, la industria ha chocado con la ley de Amara: tendemos a sobreestimar los efectos de una tecnología a corto plazo y a subestimarlos a largo plazo. “Es muy normal que pasen 40 años desde un hito científico hasta que es ubicuo“, recuerda el investigador del MIT, que pone el ejemplo del silicio. Fue el material prometido en los años 50, cuando despegaron los transistores. No fue hasta los ochenta o noventa en que se propagó por los hogares con la revolución de la informática de consumo.

Hace más de una década, se habló de baterías que se recargan en segundos, pantallas flexibles, trenes levitando gracias a materiales superfuertes. Al material milagroso no le bastó con “ser bueno. Tiene que ser bonito y barato”, señala Jarillo-Herrero. Lo que funciona en condiciones de laboratorio no siempre escala con facilidad a productos masivos.

Y dicho esto, “no hace falta grafeno para todo”, ni siquiera para tener móviles con pantalla flexible, como ya ocurre. “Surgieron otros materiales de grosor atómico“. Ahora estamos “en un momento diferente, en el que ha surgido un nuevo ámbito cuando ya no esperábamos sorpresas tan grandes”, añade Bascones.

El grafeno (y sus primos) sigue siendo un misterio

Curiosamente, “nadie sabe al 100% exactamente por qué funciona tan bien“, admite Conchi Serrano, por ejemplo, en aplicaciones biológicas. “Tenemos algunos indicios” sobre las propiedades mecánicas, la conductividad, la absorción de proteínas… El grafeno “es inerte”, no nos puede hacer daño, aclara Jarillo-Herrero. ”Está hecho de carbono, no es tóxico. Nosotros estamos hechos de carbono, sobre todo de carbono y agua”, añade.

Ni grafeno ni chips en las vacunas

Durante la pandemia de COVID-19, el grafeno se convirtió en uno de los mantras favoritos de los movimientos antivacunas. Circularon vídeos de personas que afirmaban que cucharas, tenedores, tijeras e incluso móviles se quedaban pegados a su brazo después de vacunarse. La supuesta explicación: las vacunas contenían grafeno con propiedades magnéticas. Según los autores de los bulos, esta sustancia estaba presente en las vacunas y era responsable de trombosis, asesinatos y magnetización vía 5G y de que se pegaran las cucharas en los brazos recién vacunados.

A Pablo Jarillo-Herrero, algunas personas le consultaron sobre estos rumores. Su respuesta fue rotunda: “Te aseguro al 100% que no tienen grafeno. Pero aunque lo tuvieran, el grafeno está hecho de carbono, que es biocompatible y biodegradable. Aunque lo tuviera, no pasaría nada”.

La realidad es que el grafeno ni siquiera podría inyectarse fácilmente en una vacuna. Diego Peña (USC) ha aclarado a Newtral.es que el grafeno no es una sustancia soluble. De serlo, “las inyecciones serían turbias, la composición es carbono”. El grafeno tampoco tiene propiedades magnéticas en su estado natural.

Paradójicamente, sí existen investigaciones legítimas sobre el uso de grafeno y nanomateriales en el organismo humano, pero con fines terapéuticos y bajo rigurosos protocolos científicos. Ahí están los trabajos de Conchi Serrano o de Carolina Aguilar (que te contamos en el pódcast Tampoco es el fin del mundo, con sus implantes de grafeno para el cerebro de personas con párkinson). Hay grupos trabajando en sensores nanométricos para detectar tumores o con nanobots, como los de Samuel Sánchez (ICN2), quien explicaba a Newtral.es que, lejos de inyectarse como una vacuna, “pueden introducirse en la vejiga a través de un catéter para combatir tumores de forma localizada”.

En el ámbito de la física cuántica, los descubrimientos del ángulo mágico han abierto más preguntas que respuestas. Para Leni Bascones, el gran misterio sigue siendo otro, más antiguo: ”La superconductividad a alta temperatura”… sin fraudes. El grafeno prometió un camino para conseguir materiales que condujesen la electricidad sin resistencias ni pérdidas. Y eso ocurre, pero en condiciones de extremo frío o de presión no ambiental.

“El grafeno del ángulo mágico precisamente nos dio la sorpresa porque era superconductor”, explica Bascones. “Y últimamente también tenemos otras estructuras de grafeno que están dando lugar a estados novedosos y que no entendemos”. Pero, una vez más, son necesarias ciertas condiciones para que la magia surja. No lo verás en los trenes.

Leni Bascones coincide en que la presión por las aplicaciones inmediatas a veces nubla lo fascinante del proceso: “Estamos observando efectos cuánticos completamente en la frontera del conocimiento“. Mientras tanto, al lado, en el laboratorio de Conchi Serrano “recibimos un mensaje tras otro, del tipo: Tengo una lesión así. Soy tu conejillo de indias, si hace falta. Ponme eso del grafeno en lo que estás trabajando”. ¿Llegará el levántate y anda para personas con lesiones medulares? “Con los avances tan esperanzadores que estamos teniendo, estoy convencida de que vamos a conseguirlo”.

▣ ENTREVISTA

Jarillo-Herrero: “Es probable que con el pensamiento nos comuniquemos con el móvil, que nos responderá directamente en el cerebro”