¿El grafeno insignia de la UE cumplió sus objetivos a 10 años?
diciembre 23, 2022
En la primavera de 2010, el físico Jari Kinaret recibió un correo electrónico de la Comisión Europea. El poder ejecutivo de la UE estaba buscando propuestas de científicos para nuevos megaproyectos ambiciosos. Conocidas como Iniciativas emblemáticas, las iniciativas se centrarían en las innovaciones que tienen el potencial de transformar el panorama científico e industrial de Europa.
Kinaret, profesor de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, revisó las propuestas iniciales.
«No estaba muy impresionado», dijo el hombre de 60 años a TNW. «Pensé que podrían tener mejores ideas».
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En este caso, Kinaret tuvo su propia idea: cultivar grafeno. Decidió someter el tema a consideración.
Esta propuesta sentó las bases para la Buque insignia de grafeno: el mayor programa de investigación europeo jamás llevado a cabo. Lanzado en 2013 con un presupuesto de 1.000 millones de euros, el proyecto tenía como objetivo dar a conocer el «material milagroso» al gran público en un plazo de 10 años.
En la víspera de esa fecha límite, TNW habló con Kinaret sobre el progreso del proyecto durante la última década y sus esperanzas para la próxima.
El grafeno llega a Europa
Los científicos han estado buscando la hoja única de átomos de carbono que forman el grafeno desde 1859, pero su existencia no se confirmó hasta 2004. El gran avance fue provocado por un producto sorprendentemente simple: la cinta adhesiva.
Andre Geim y Konstantin Novoselov, dos físicos de la Universidad de Manchester, organizaban regularmente «experimentos de viernes por la noche», en los que exploraban ideas extravagantes. En una de esas sesiones, se usó cinta para extraer pequeñas escamas de una pieza de grafito. Después de separar repetidamente los fragmentos más finos, crearon copos de solo un átomo de espesor.
Los investigadores han aislado el grafeno, el primer material bidimensional jamás descubierto.
El mundo científico estaba en crisis. El grafeno era el material más delgado conocido en el universo, el más fuerte jamás medido, más suave que el caucho y más conductor que el cobre.
En 2010, Geim y Novoselov ganaron el Premio Nobel por su descubrimiento. El comité del premio imaginó infinitas aplicaciones: pantallas táctiles, paneles de luz, celdas solares, satélites, meteorología y, eh, hamacas virtualmente invisibles para gatos.
Kinaret reconoció el potencial. Tres años más tarde, estaba liderando una campaña europea para llevar el grafeno del laboratorio al mercado.
Exageración versus realidad
Comercializar grafeno nunca iba a ser sencillo. Los estudios sugieren que las innovaciones suelen tardar entre cinco y siete décadas en evolucionar de invenciones a productos con cuotas de mercado significativas. La evolución sería lenta, pero los observadores ya estaban impacientes.
Como director del buque insignia, Kinaret tuvo que manejar tales expectativas. Durante las conversaciones, se refirió con frecuencia a Ciclo de exageración de Gartneruna representación de la evolución de las nuevas tecnologías.
La línea de tiempo comienza con un avance que entusiasma a los medios. En el caso del grafeno, los periodistas se apresuraron a afirmar que el material estaba destinado a reemplazar al silicio.
«El grafeno no puede reemplazar al silicio», dice Kinaret. “El grafeno es un semimetal; no es un semiconductor.
Cuando la realidad no cumple con las expectativas tan infladas, el interés disminuye y las inversiones disminuyen. Gartner describe este paso como el «abrevadero de la desilusión». El grafeno parece haber surgido de este período peligroso, gracias en parte al compromiso a largo plazo de la UE.
Los patrocinadores que se quedan tienden a ser más prácticos y persistentes. Ahora su objetivo es la adopción generalizada.
“Es algo que prometimos y entregamos.
Inicialmente, muchos socios comerciales fueron frugales con sus inversiones. Una empresa europea muy grande tenía un presupuesto de solo 20 000 € para 30 meses, «lo suficiente para comprar café para las personas que trabajaban allí, pero no lo suficiente para hacer nada sustancial», recuerda Kinaret.
Para aumentar su participación, Flagship necesitaba su confianza, lo cual era difícil porque las marcas rivales tenían que trabajar juntas. Nokia, por ejemplo, debería colaborar con Ericsson.
«Una de las dimensiones de la confianza que la gente necesitaba era creer que era real», dice Kinaret. «La otra es que los participantes tenían que confiar unos en otros».
La composición actual del Flagship sugiere que la confianza ahora está asegurada. La proporción de empresas ha aumentado del 15% a alrededor del 50% en la actualidad. La otra mitad son organizaciones de investigación o universidades.
Kinaret describe el creciente compromiso de la industria como el desarrollo clave de Flagship.
«Es algo que prometimos y es algo que cumplimos», dijo.
Del laboratorio a la fábrica
Del Graphene Flagship han surgido alrededor de 100 productos. La gran mayoría son tecnologías de empresa a empresa, como revestimiento térmico para coches de carreras y ecológico embalaje para dispositivos electronicos. Los productos de consumo han tardado más en llegar al mercado.
Kinaret destaca algunos de sus favoritos. Uno es Qurvuna spin-off española que fabrica sensores basados en grafeno, que los automóviles pueden usar para detectar peatones en la niebla y la lluvia.
“Hay detectores hoy en día que hacen lo mismo, pero pueden costar alrededor de $500 cada uno”, dice Kinaret. “Los detectores de grafeno podrían costar alrededor de $1 cada uno. Esto cambiaría totalmente la situación en este sector.
Otro punto destacado de Kinaret es Neuroelectrónica cerebral. La startup está desarrollando implantes basados en grafeno capaces de monitorear señales cerebrales y tratar trastornos neurológicos.
Los dispositivos podrían potencialmente estimular el cerebro para controlar los temblores causados por la enfermedad de Parkinson. Los electrodos tradicionales pueden lograr esto, pero son mucho más rígidos que el grafeno altamente flexible.
«El cerebro es como un trozo de gelatina: sigue moviéndose», explica Kinaret. «Si le pones un electrodo rígido, deja cicatrices.
Kinaret también está entusiasmado con las perspectivas de la ciencia básica. En 2018, los socios de Graphene Flagship revelaron que pueden existir más de 2000 materiales en forma 2D. No todos son estables, pero varios de ellos están bajo investigación activa.
“Puedes hacer materiales superconductores.
Algunos investigadores están explorando qué se puede lograr apilando las sustancias en capas múltiples.
“Puedes hacerlas crecer para que haya un ángulo de giro muy específico entre las diferentes capas, lo que significa que están ligeramente desalineadas. Este ángulo de desalineación es un nuevo parámetro muy importante”, dice Kinaret.
“Al ajustar este ángulo de desalineación, se pueden fabricar materiales superconductores que tienen propiedades ópticas muy interesantes. Solo se ha explorado durante unos cuatro años, en términos de investigación básica, y todavía está bastante lejos de las aplicaciones. Pero ofrece perspectivas interesantes para el futuro.
¿Misión cumplida?
Kinaret se enorgullece de los logros de Flagship. Él cree que la iniciativa ha excedido sus objetivos por márgenes significativos.
Los datos parecen respaldar sus afirmaciones. La Comisión Europea pretende convertir cada 10 millones de euros invertidos en una única solicitud de patente. El buque insignia, dice Kinaret, tiene más de 10 veces ese requisito. Los objetivos de publicaciones científicas, añade, se han superado por un factor similar.
Aún quedan retos por superar. En electrónica, por ejemplo, el grafeno de alta calidad debe transferirse desde el sustrato sobre el que crece hasta el sistema en el que se utiliza. Flagship puede hacerlo manualmente, pero la automatización del proceso a escala industrial ha resultado más difícil.
No obstante, Kinaret le recuerda al equipo que se mantenga positivo.
«Los ingenieros son generalmente optimistas a corto plazo y pesimistas a largo plazo», dice. «Esperan que el progreso sea mucho más rápido inicialmente de lo que será, pero finalmente subestiman los impactos de las nuevas tecnologías».
En el futuro, Kinaret espera que Europa se convierta en una potencia de grafeno. The Flagship le dio al continente una ventaja sobre los Estados Unidos en la carrera por la corriente principal.
Admite, sin embargo, que los legos todavía se preguntan qué es y qué puede hacer el grafeno.
«Si llegamos a una situación en la que un ‘¿qué? ha sido reemplazado por ‘¿y qué?’ porque se volvió omnipresente o convencional… entonces tendremos.
