Nobel para la ciencia muy buena, pero no aburrida

En palabras del propio Andre Geim, el mayor de los dos galardonados con el Premio Nobel de F¨ªsica 2010: "La ciencia no tiene por qu¨¦ ser aburrida para ser buena"... Ese leitmotiv, que podr¨ªamos completar con "pero s¨ª tiene que ser buena", ha sido una constante en su carrera que contagi¨® a su disc¨ªpulo, con quien ahora comparte el Premio Nobel, Kostya Novoselov. Y desde luego que la ciencia que han venido haciendo Geim y Novoselov es buena, muy buena.

La hoy famosa levitaci¨®n de la rana por la que Geim fue galardonado con un premio IgNobel hace una d¨¦cada no era sino una manera original de mostrar que, al contrario de lo que ocurre con imanes u otros sistemas fuertemente magn¨¦ticos, se puede conseguir la levitaci¨®n estable de un diamagneto (o sea, de cualquier cosa casi no magn¨¦tica, como un ser vivo) mediante la aplicaci¨®n de fuertes campos magn¨¦ticos. Geim, entonces en la Universidad de Nimega (Holanda), complet¨® la t¨ªpica publicaci¨®n t¨¦cnica en una revista especializada con coloristas grabaciones en video del fen¨®meno -disponibles en la web- haciendo levitar fresas, grillos, nueces... y ranas.

A?os despu¨¦s, ya como catedr¨¢tico en Manchester (Reino Unido) Geim propuso la fabricaci¨®n de una cinta adhesiva que imitase el m¨¦todo de adherencia de las patas de las salamanquesas. La cinta consiste en una superficie microfabricada con multitud de min¨²sculos pelitos que optimizan la adherencia gracias a fuerzas moleculares. Esta cinta-salamanquesa (gecko-tape en ingl¨¦s) ser¨ªa capaz de soportar grandes pesos, incluso de permitirnos emular a Spiderman sin demasiados esfuerzos. Este tema de investigaci¨®n est¨¢ muy activo y en crecimiento, y sus aplicaciones abren un campo con amplias perspectivas econ¨®micas, aunque Geim lo abandon¨® hace unos a?os... para dedicarse entre otras cosas al grafeno, su tercer gran impacto en ciencia. Si el primero con las ranas le vali¨® un premio IgNobel de F¨ªsica en 2000, el tercero le acaba de otorgar el Nobel de F¨ªsica 2010.

El otro galardonado, Kostya Novoselov, es, en una primera impresi¨®n, un cient¨ªfico t¨ªmido. Cuando visit¨® Espa?a con ocasi¨®n de la Reuni¨®n del Grupo de F¨ªsica de Estado S¨®lido de la Real Sociedad Espa?ola de F¨ªsica que se celebr¨® en Zaragoza, en febrero de 2010, se mostr¨® muy sorprendido de que fu¨¦semos a buscarle a la estaci¨®n. Es de suponer que el Nobel acabar¨¢ por acostumbrarle. Hay que aclarar que un cient¨ªfico de 36 a?os, tras cuatro o cinco de carrera, otros cuatro de tesis doctoral y alguno m¨¢s de postdoc es realmente alguien profesionalmente muy joven, tanto para codirigir un laboratorio como para recibir el Nobel. Sin embargo, su soltura y claridad sorprenden al interlocutor cuando habla de f¨ªsica. Cient¨ªficamente, tiene las ideas muy claras. Ante la pregunta de en qu¨¦ contribuy¨® cada uno de ellos al primer experimento que los llevar¨ªa al Nobel, Kostya afirma sin tapujos que la idea de buscar la capa met¨¢lica m¨¢s fina del mundo usando grafito fue de Geim, pero la idea de c¨®mo aislarla, el ahora famoso m¨¦todo del exfoliado de grafito con cinta de celo y posterior dep¨®sito sobre un sustrato, fue suya. Es decir, ambos consiguieron combinar sus habilidades para elegir y domar el caballo ganador. Y esta compenetraci¨®n se nota entre ambos y en su manera de dirigir su ahora famoso laboratorio en la Universidad de Manchester.

Nunca viajan juntos a los m¨²ltiples congresos internacionales y dem¨¢s eventos cient¨ªficos en los que se los reclama, uno de ellos siempre se queda al mando del laboratorio, pues sus experimentos son lo m¨¢s importante, m¨¢s que la fama, ya que ambos son verdaderos apasionados de su trabajo. Y a sus 36 a?os Kostya ha sabido absorber muy bien algunas de las caracter¨ªsticas de su mentor, Geim: En ciencia merece la pena intentar cosas a primera vista estramb¨®ticas. Casi siempre saldr¨¢ mal, pero cuando salga bien, se habr¨¢ encontrado algo que realmente valga la pena, que no ser¨¢ m¨¢s de los mismo, ni ciencia de manivela. El grafeno es un ejemplo casi exagerado de esto: es tan prometedor en distintas ramas de la ciencia y la tecnolog¨ªa que puede llegar a abrumar.

En ciencia de materiales, las potenciales aplicaciones del grafeno son inmensas. Se pueden generar capas semiconductoras de alt¨ªsima movilidad electr¨®nica, que probablemente extender¨¢ la electr¨®nica tradicional a mayores frecuencias y por tanto velocidades. Se puede utilizar como electrodo transparente, resistente y flexible en pantallas t¨¢ctiles y c¨¦lulas solares. Es posible que las bater¨ªas del futuro est¨¦n hechas de grafeno, pues ya existen prototipos de supercapacitadores que se recargan en milisegundos. Por ser una l¨¢mina muy densa, que ni siquiera el helio puede atravesar, es posible que se llegue a usar para empaquetar alimentos y medicinas que quedar¨¢n perfectamente aislados del exterior. Debido a su sensibilidad electr¨®nica local ante cualquier ¨¢tomo cercano, se habla de que podr¨ªa usarse para la secuenciaci¨®n de ADN.

Para la f¨ªsica b¨¢sica tambi¨¦n parece un regalo del cielo: hay modos de vibraci¨®n de electrones en grafeno que son estrictamente part¨ªculas relativistas de masa cero, por lo que el grafeno puede servir como banco de pruebas para la f¨ªsica de altas energ¨ªas. La paradoja de Klein, un "super-efecto t¨²nel" de la f¨ªsica cu¨¢ntica relativista predicho hace mucho pero nunca observado, ha sido corroborada por Novoselov y Geim en grafeno, en unos de sus resultados de mayor recorrido desde el aislamiento de copos de grafeno utilizables. Desde entonces, el grafeno es la ni?a de los ojos, no solo la comunidad de f¨ªsica de estado s¨®lido, sino tambi¨¦n la de la f¨ªsica te¨®rica. Por si fuera poco, el grafeno presenta efecto Hall cu¨¢ntico a temperatura ambiente, lo que podr¨ªa revolucionar la metrolog¨ªa de precisi¨®n; se han propuesto qubits de grafeno, lo que podr¨ªa ser relevante en computaci¨®n cu¨¢ntica, otro El Dorado de la f¨ªsica actual, etc¨¦tera.

No deja de sorprender tanta novedad en una capa de carbono de un ¨¢tomo de espesor, pero efectivamente el tema est¨¢ que arde. Una revisi¨®n publicada en 2009 del trabajo en grafeno que Geim y Novoselov firmaron con otros tres cient¨ªficos, entre los que se cuenta Paco Guinea, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, del CSIC, ha recibido m¨¢s de mil citas en un a?o en otras tantas publicaciones cient¨ªficas.

Hace m¨¢s de una d¨¦cada, Geim acab¨® una charla sobre levitaci¨®n diamagn¨¦tica en el congreso americano de magnetismo mostrando una carta de una ni?ita holandesa, decorada con una hermosa rana flotante, en la que le dec¨ªa que ella de mayor quer¨ªa ser cient¨ªfica para hacer experimentos tan chulos como ¨¦se. Y Geim concluy¨® su charla diciendo que generar esa ilusi¨®n era "su mejor motivaci¨®n para hacer ciencia".

Fernando Bartolom¨¦ es investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de Arag¨®n (CSIC-UZ) y Elsa Prada es investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC)