Algunas de las partes más deliciosas de las películas de Harry Potter incluyen la portada del Daily Prophet, el periódico mágico con fotografías que se mueven como gifs.
"En Harry Potter, eso es magia", dice Jonathan Coleman, científico de materiales en el Trinity College de Dublín. "Pero para nosotros, eso es tecnología".
Coleman y su equipo han creado los primeros transistores impresos hechos completamente de nanomateriales 2D. En otras palabras, han fabricado productos electrónicos totalmente planos que pueden imprimirse de manera extremadamente económica. Estos productos electrónicos impresos pueden tener cualquier número de usos. Podrían, por ejemplo, usarse para reemplazar las etiquetas de precios tradicionales en un supermercado. En lugar de tener un empleado con una pistola de etiquetas caminando alrededor de los precios cambiantes, las etiquetas electrónicas podrían actualizarse automáticamente. Podrían hacer pasaportes que se renueven o botellas de vino que le indiquen cuándo se almacenan a una temperatura demasiado alta. Al igual que en el escenario de Harry Potter, podrían usarse para hacer periódicos, carteles y fundas de libros en movimiento.
Coleman ve que esta tecnología se fusiona con el Internet de las cosas para conectar incluso los elementos más comunes. Su caja de leche ahora podría tener conexión a Internet a través de su etiqueta, hablando directamente a su teléfono inteligente para decirle cuándo se está agotando o si se daña. La ventana de su habitación podría ofrecer actualizaciones continuas del clima.
"Si puede imprimir productos electrónicos a un precio muy bajo, puede imaginar cosas que son casi inimaginables", dice Coleman.
La electrónica impresa ha existido de alguna forma durante aproximadamente 30 años. La ventaja que estos nuevos transistores tienen sobre la electrónica impresa más antigua tiene que ver con sus materiales de construcción. Si bien la mayoría de los productos electrónicos impresos están hechos de polímeros, esta nueva invención está hecha de grafeno. El grafeno, un nanomaterial muy animado, es una red de panal de carbono bidimensional de un solo átomo de espesor. Es fuerte, ligero y un conductor extremadamente bueno, además, y quizás lo más importante, es barato.
"Está hecho de grafito y el grafito es algo que se extrajo del suelo", dice Coleman.
Además de ser más barato, la nueva electrónica impresa en 2D tiene una calidad mucho mejor que las versiones actuales, dice Coleman. Los tipos existentes tienen una serie de limitaciones de rendimiento que tienen que ver con la estabilidad y la conversión de energía.
Los transistores se imprimieron usando nanohojas de grafeno como electrodos, con diselenuro de tungsteno y nitruro de boro (otros dos nanomateriales) como las otras partes del transistor. Los nanomateriales se producen en líquido, un método desarrollado por Coleman. Las nanoshojas resultantes son planas y (relativamente) anchas, y pueden ser conductoras, aislantes o semiconductoras dependiendo del material.
La investigación fue publicada este mes en la revista Science .
Coleman estima que podría pasar una década más o menos antes de que los productos que incorporan esta tecnología sean lo suficientemente buenos como para llegar al mercado. Esta es una línea de tiempo relativamente corta, dice, porque hay mucho interés global en nanomateriales como el grafeno, y por lo tanto, muchos científicos trabajan para optimizar productos como estos. Su propia investigación es parte de Graphene Flagship, una iniciativa financiada por la UE de mil millones de euros para promover las innovaciones de grafeno con posibles usos para el público.
"Está a poca distancia", dice. "Sabemos lo que hay que hacer, es solo cuestión de hacerlo y el dinero está en su lugar".
La electrónica impresa en 2D es solo un uso potencial de nanomateriales como el grafeno. Otros usos bajo investigación incluyen baterías de carga extremadamente rápida, esponjas para limpiar derrames de petróleo y paneles solares que funcionan incluso bajo la lluvia.
"Los nanomateriales tienen una gran cantidad de propiedades maravillosas, que creo firmemente que cambiarán el mundo al permitirnos hacer que las cosas y las aplicaciones sean mejores, más rápidas y más baratas", dice Coleman. "Tenemos una revolución tecnológica que está comenzando a ver los primeros frutos, y creo que vamos a ver cosas increíbles en la próxima década más o menos".
