¿Cómo aumentar la velocidad de Internet?, el grafeno tiene la respuesta

En un estudio publicado en 'Nature Communication' por expertos de reconocido prestigio como Andre Geim y Kostya Novoselov, ganadores del Premio Nobel de Física el año pasado por sus investigaciones sobre el grafeno, se ha presentado un hallazgo novedoso.

Geim y Novoselov manipularon dispositivos de grafeno para usarlos como fotodetectores en las comunicaciones ópticas de alta velocidad del futuro. Optaron por combinar el grafeno con nanoestructuras metálicas y consiguieron que captase hasta 20 veces más luz.

Este hallazgo en el que colaboraron expertos de las Universidades británicas de Manchester y Cambridge podría suponer un importante avance para el mundo de la información en alta velocidad como internet o las comunicaciones ópticas.

El grafeno es un material compuesto sólo de carbono, igual que el diamante o el grafito de la mina de los lápices, que a pesar de su distinto aspecto no son más que formas de carbono puro. Lo que hace que cada uno de ellos sea diferente es su estructura interna, el modo en que se 'colocan' los átomos de carbono que lo componen.

En el caso del grafeno, éste se trata de una lámina de un espesor mínimo formada por una única fila de átomos de carbono. Las propiedades que esta estructura confiere al grafeno ofrecen un enorme abanico de aplicaciones prácticas. Por ejemplo, aunque sólo tiene un átomo de espesor, su resistencia es hasta 100 veces superior a la del acero. Además, es sumamente flexible y un magnífico conductor de electricidad.

Desde que este material consiguió 'fabricarse en laboratorio' hace unos pocos años, se ha convertido en el producto de moda. Miles de científicos de todo el mundo investigan sus posibilidades y muchos lo consideran el material del siglo XXI, pues a sus grandes rendimientos físicos añade la virtud de su abundancia, ya que el carbono es uno de los elementos químicos que más abundan en la Tierra.

Un estudio internacional

Uno de los campos donde el grafeno ha despertado más expectación es el de las telecomunicaciones. "Muchas compañías líderes en el sector de la electrónica están pensando utilizar el grafeno para la próxima generación de aparatos", recalca el científico ruso Novoselov.
Una investigación anterior ya había demostrado que se podía generar energía eléctrica colocando dos alambres de metal encima de una estructura de grafeno y proyectando una luz brillante sobre ese dispositivo.

Hasta ahora, el principal obstáculo de estos aparatos era su baja eficiencia, ya que el grafeno absorbía poca luz (alrededor del 3%). Esto implica que el 97% restante se escapaba, una gran pérdida en términos de energía eléctrica.

Para evitar esa 'fuga' de luz, los investigadores utilizaron ciertas nanoestructuras metálicas, conocidas como nanoestructuras plasmónicas. A continuación, colocaron las diminutas estructuras en la parte superior del grafeno. Esto mejoró la capacidad del grafeno para captar luz sin sacrificar su velocidad. Los expertos no descartan que esta rapidez se multiplique en el futuro.

Dispositivos superrápidos

Según explicaron los científicos, los dispositivos de grafeno pueden ser increíblemente rápidos para transmitir información, decenas y, posiblemente, cientos de veces más rápidos que los cables de Internet más veloces. Esto se debe a la naturaleza única de los electrones en el grafeno, a su movilidad y a su velocidad.

"Esperábamos que las nanoestructuras plasmónicas mejorasen la efectividad de los aparatos de grafeno", ha asegurado Alexander Grigorenko a la agencia Reuters. Sin embargo, confiesa que no pensaban que "la mejora fuese tan espectacular". "Parece un compañero natural de la plasmónica", concluye Grigorenko.

Andrea Ferrari, miembro del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge también colaboró en el estudio y asegura que "el hallazgo demuestra el importante potencial del grafeno en la fotónica y la optoelectrónica".