¡°El megaproyecto del grafeno no me parece una buena idea¡±

Javier Llorca recuerda c¨®mo a principios del siglo XX algunas luminarias como Lord Kelvin pensaban que todo lo que pod¨ªa saberse en f¨ªsica ya se hab¨ªa averiguado. Era una ¨¦poca en la que los cient¨ªficos y la sociedad rebosaban confianza en el progreso. Ten¨ªan motivos. En menos de doscientos a?os hab¨ªan organizado dos revoluciones industriales que cambiaron el mundo.

Llorca, director cient¨ªfico del Instituto IMDEA Materiales, recuerda que estas dos revoluciones se basaron en una ciencia y unos materiales. ¡°En la primera la ciencia fue la qu¨ªmica, que nos permiti¨® crear aleaciones y que podemos decir que tiene como principal material el acero, que da lugar a la m¨¢quina de vapor y otros artefactos. En la segunda, la ciencia es la f¨ªsica, con el electromagnetismo o la termodin¨¢mica y todos los avances tecnol¨®gicos asociados. Y cuando ya parec¨ªa que estaba todo acabado, a principios del siglo XX se desarrolla la mec¨¢nica cu¨¢ntica, la mec¨¢nica relativista y aparece el silicio y todo da lugar a la revoluci¨®n de la informaci¨®n.

Llorca, que acaba de ser elegido fellow de la Materials Research Society, la principal sociedad en ciencia de materiales del mundo, trabaja ahora en su instituto en los materiales con los que se construir¨¢ el futuro, en las bater¨ªas que har¨¢n posible abandonar los combustibles f¨®siles y piensa en el material que ser¨¢ la base de la pr¨®xima revoluci¨®n industrial: las prote¨ªnas.

Pregunta. ?C¨®mo se empieza a desarrollar un nuevo material?

Desarrollamos dispositivos capaces de aprovechar la vibraci¨®n de un coche o los movimientos que hacemos con nuestro m¨®vil para generar energ¨ªa

Respuesta. Hay dos maneras de desarrollar materiales. Una es porque uno se encuentra con ellos, como pas¨® con la magnetorresistencia gigante [un efecto de la mec¨¢nica cu¨¢ntica que ha permitido el dise?o de lectores de discos duros de ordenadores y la miniaturizaci¨®n de estos dispositivos], porque los f¨ªsicos se encontraron con esas estructuras y vieron que pod¨ªa tener una aplicaci¨®n. Otra manera de descubrir un nuevo material es desarrollarlo progresivamente para que tenga una aplicaci¨®n. Eso es lo que hacemos con los materiales compuestos para aviones, por ejemplo, que los vamos mejorando por ensayo y error. Y este sistema se est¨¢ mejorando con sistemas de simulaci¨®n por ordenador, que abarata y acelera todo este proceso.

P. ?En qu¨¦ materiales trabajan?

R. En el IMDEA Materiales nos organizamos en programas de investigaci¨®n para resolver retos sociales en colaboraci¨®n con la industria. Desarrollamos nuevas metodolog¨ªas de fabricaci¨®n de materiales, vemos c¨®mo se rompen o c¨®mo cambian sus estructuras cuando les sometemos a distintas pruebas y vemos si tienen las propiedades que buscamos. Empezamos con materiales como el aluminio, aceros, aleaciones y despu¨¦s ampliamos nuestro ¨¢rea de estudio para afrontar el tema de la energ¨ªa y buscamos nuevos materiales que sirvan desde la construcci¨®n de c¨¦lulas solares a biomateriales que pueden emitir luz. Tambi¨¦n estamos desarrollando bater¨ªas m¨¢s eficientes, que sean capaces de cargarse y descargarse m¨¢s r¨¢pidamente o de durar m¨¢s.

Uno de los temas en los que estamos trabajando son los materiales estructurales, que sean capaces de aprovechar la vibraci¨®n de un coche o los movimientos que hacemos con nuestro m¨®vil para generar energ¨ªa. Esto tiene mucha importancia en el mundo del autom¨®vil, donde la conducci¨®n aut¨®noma hace necesario instalar una gran cantidad de sensores y con este sistema no ser¨ªa necesario utilizar gran cantidad de cobre para alimentar estos sensores y se ahorrar¨ªa energ¨ªa, dinero y peso. Imagina que le puedes poner un material al lado del sensor que solo con la energ¨ªa de la vibraci¨®n es capaz de generar energ¨ªa el¨¦ctrica y alimentar el sensor.

La ciencia en la que se basar¨¢ la pr¨®xima revoluci¨®n industrial ser¨¢ la gen¨¦tica y el material ser¨¢n las prote¨ªnas

Adem¨¢s de estos materiales para la energ¨ªa y para el transporte, estamos empezando a desarrollar materiales para la salud, otro reto social inmenso por el envejecimiento de la poblaci¨®n. Acabamos de empezar un proyecto de pr¨®tesis que servir¨ªan para sustituir los andamios met¨¢licos que se utilizan ahora para hacer crecer alrededor de ellos tejidos con los que reconstruir huesos. Ahora queremos hacerlos de magnesio, para que una vez que se hayan hecho crecer los huesos con c¨¦lulas madre a su alrededor, se puedan absorber en el organismo y no sea necesario volver a abrir para extraer el andamio.

P. ?Por qu¨¦ ser¨¢n las prote¨ªnas el material del futuro?

R. La ciencia en la que se basar¨¢ la pr¨®xima revoluci¨®n industrial ser¨¢ la gen¨¦tica y el material ser¨¢n las prote¨ªnas. El resultado ser¨¢n tejidos, ¨®rganos e incluso se podr¨¢ crear vida. El problema es que de gen¨¦tica sabemos muy poco, es una ciencia muy moderna.

Espa?a y una buena parte del mundo podr¨ªa alimentarse de renovables si tuvi¨¦semos buenas bater¨ªas

Para entender esta revoluci¨®n que est¨¢ por venir hay que entender que el sistema con el que fabricamos los chips, que son el componente m¨¢s complicado de nuestras industrias, es secuencial. Un chip tiene millones y millones de transistores uno encima de otro, organizados en una estructura extremadamente complicada. Cuando uno construye de esa manera secuencial, basta con que una de las capas falle para que el dispositivo se estropee. Y eso limita mucho la complejidad de los chips que uno puede fabricar. La naturaleza no fabrica as¨ª, coge toda la informaci¨®n, la mete en unos genes y luego esos genes van fabricando un ser vivo que es infinitamente m¨¢s complejo que cualquier cosa que fabricamos los hombres y si algo falla y no puede crecer por un lado, crece por otro. Es mucho m¨¢s eficiente.

Utilizando t¨¦cnicas de ingenier¨ªa gen¨¦tica vamos a poder fabricar estructuras mucho m¨¢s complicadas con muchas funcionalidades. Vamos a poder fabricar nuevos sistemas y en alg¨²n momento fabricar vida. Nos falta que ocurra en la gen¨¦tica lo que pas¨® en la f¨ªsica entre 1905 y 1930, el desarrollo de la mec¨¢nica cu¨¢ntica y relativista, pero aplicado al conocimiento de la gen¨¦tica. Si yo fuese joven ahora, estudiar¨ªa ingenier¨ªa gen¨¦tica.

P. Estamos viendo que el impacto humano sobre el medio ambiente es cada vez mayor. Adem¨¢s de los cambios de h¨¢bitos, ?puede la ciencia ayudarnos a evitar un desastre global?

R. Yo soy muy optimista, sobre todo porque los predicadores de desastres se han equivocado siempre. Los informes del club de Roma hablaban hace muchos a?os del crecimiento exponencial de la humanidad, de que no se iba a poder dar de comer a la humanidad¡­ Ahora con las nuevas semillas, las nuevas tecnolog¨ªas, la capacidad de producci¨®n de alimentos se ha incrementado por ¨®rdenes de magnitud. Si se mira a la energ¨ªa, las renovables son un 30% del consumo de Espa?a y no utilizamos m¨¢s porque para poder utilizarlas hay que almacenarlas. Espa?a y una buena parte del mundo podr¨ªa alimentarse de renovables si tuvi¨¦semos buenas bater¨ªas. Se est¨¢ trabajando, por ejemplo, en bater¨ªas de zinc, de calcio, de sodio, que ocupan m¨¢s espacio, pero pueden enterrarse delante de una casa y hacer que sea autosuficiente.

P. ?Cree que es una buena idea un gran proyecto con una inversi¨®n de m¨¢s de 1.000 millones de euros para desarrollar aplicaciones de un material, como ha hecho la Uni¨®n Europea con el grafeno?

R. Invertir tanto dinero en el megaproyecto del grafeno no me parece una buena idea. El grafeno es un material muy interesante, con unas propiedades ¨²nicas que va a dar lugar a muy buena ciencia, pero a lo largo de mi carrera cient¨ªfica he asistido a revoluciones de materiales que iban a resolver todos los problemas de la sociedad y no se materializaron. Pas¨® con los superconductores de alta temperatura, que merecieron un Nobel, se dijo que nos iban a proporcionar energ¨ªa gratis¡­ Son materiales interesantes, con un par de aplicaciones nicho, pero no han revolucionado nada. Luego llegaron los fullerenos y con ellos se hizo buena ciencia, pero aplicaciones, cero. Luego los nanotubos de carbono, elementos estructurales, un ascensor hasta el espacio¡­ Y el grafeno, m¨¢s de lo mismo. Ya ha pasado bastante tiempo y no hay aplicaciones con grafeno. Esos dineros del grafeno se podr¨ªan haber utilizado de una manera m¨¢s eficaz.