1
00:00:15,389 --> 00:00:21,029
Los nanomateriales y las nanoestructuras
están por todo nuestro mundo natural.

2
00:00:21,239 --> 00:00:24,080
Miren las alas de la libélula.

3
00:00:24,320 --> 00:00:28,105
Si ampliamos la imagen 100 000 veces

4
00:00:28,465 --> 00:00:31,046
y miramos la membrana transparente,

5
00:00:31,236 --> 00:00:33,782
podemos ver las nanoestructuras,

6
00:00:33,982 --> 00:00:37,128
que son invisibles a simple vista.

7
00:00:37,668 --> 00:00:40,037
El grafeno es transparente.

8
00:00:42,987 --> 00:00:45,769
Este es un modelo molecular de grafeno.

9
00:00:45,929 --> 00:00:48,398
Para que sea visible, fue ampliado

10
00:00:48,398 --> 00:00:52,307
más de 280 millones de veces.

11
00:00:53,497 --> 00:00:56,478
El grafeno consta de
un solo elemento:

12
00:00:57,838 --> 00:00:58,959
carbono.

13
00:00:59,779 --> 00:01:01,211
Es así de simple.

14
00:01:01,471 --> 00:01:05,062
Pero el grafeno tiene muchas
propiedades especiales.

15
00:01:06,152 --> 00:01:11,798
Es el material más fino; tiene
solo el grosor de un átomo.

16
00:01:12,478 --> 00:01:15,776
Es el material más resistente
que se haya medido.

17
00:01:16,416 --> 00:01:19,424
El enlace de carbono en
el plano es más resistente

18
00:01:19,494 --> 00:01:23,177
que el enlace de carbono
tetraédrico en un diamante.

19
00:01:24,337 --> 00:01:28,397
Al mismo tiempo, es
flexible y elástico.

20
00:01:29,187 --> 00:01:34,183
El grafeno se puede doblar por
completo y estirar hasta un 20 %.

21
00:01:34,883 --> 00:01:40,572
Tiene la conductividad térmica más alta
entre los materiales, incluido el cobre.

22
00:01:41,282 --> 00:01:46,095
Puede soportar la densidad de corriente
más alta a temperatura ambiente;

23
00:01:46,745 --> 00:01:49,878
tiene la movilidad intrínseca más alta,

24
00:01:49,878 --> 00:01:53,163
que es 100 veces más que la del silicio.

25
00:01:54,423 --> 00:01:57,148
Es el material más impermeable;

26
00:01:58,068 --> 00:02:02,821
ni siquiera los átomos más chicos
de helio lo pueden atravesar.

27
00:02:04,501 --> 00:02:06,635
El grafeno cambiará el mundo.

28
00:02:06,995 --> 00:02:11,607
Sin dudas, habrá una sociedad
inteligente totalmente diferente

29
00:02:11,777 --> 00:02:14,041
dentro de 10 o 20 años.

30
00:02:14,451 --> 00:02:18,199
Tomémonos un momento para
pensar sobre el futuro.

31
00:02:19,079 --> 00:02:22,815
Imaginen si todas las
ventanas de vidrio transparente

32
00:02:22,985 --> 00:02:27,059
pudieran generar electricidad
constante bajo la luz del sol

33
00:02:27,659 --> 00:02:30,912
y suministrar energía
a todos los edificios.

34
00:02:31,692 --> 00:02:36,087
Imaginen si todos los vehículos
y aparatos eléctricos

35
00:02:36,367 --> 00:02:40,922
pudieran cargarse en 10 minutos
y durar con carga por varios días.

36
00:02:41,582 --> 00:02:46,889
Imaginen si se pudiera desalinizar
el agua de mar con un aparato de bolsillo

37
00:02:47,259 --> 00:02:50,807
para convertirla en agua
potable en todos lados.

38
00:02:51,307 --> 00:02:57,472
Imaginen si se pudieran incorporar
aparatos electrónicos en la ropa,

39
00:02:57,642 --> 00:03:01,466
y algunos, incluso,
implantar bajo la piel.

40
00:03:02,516 --> 00:03:06,034
Imaginen si los materiales
compuestos livianos

41
00:03:06,154 --> 00:03:08,032
pudieran ser más resistentes que nunca,

42
00:03:08,172 --> 00:03:12,175
y se conviertan en el
material estructural principal

43
00:03:12,175 --> 00:03:16,498
para el casco de los barcos,
vehículos y aviones.

44
00:03:17,288 --> 00:03:21,733
Imaginen si los chips electrónicos
pudieran hacer cálculos

45
00:03:21,733 --> 00:03:23,818
mil veces más rápido

46
00:03:24,038 --> 00:03:27,464
con plasmones en vez de electrones.

47
00:03:27,694 --> 00:03:33,208
Un día todos estos sueños se harán
realidad y revolucionarán la sociedad;

48
00:03:33,852 --> 00:03:36,836
y creo que esto sucederá
en nuestros tiempos,

49
00:03:37,076 --> 00:03:40,765
gracias al estudio de este
nuevo nanomaterial.

50
00:03:41,605 --> 00:03:45,079
Pero cómo producir grafeno
es un problema serio.

51
00:03:46,009 --> 00:03:49,589
Aunque se sabe que el grafeno
se encuentra en el grafito,

52
00:03:49,809 --> 00:03:53,061
la mayoría de los científicos
creía que era imposible

53
00:03:53,211 --> 00:03:55,620
aislar un grafeno estable.

54
00:03:55,880 --> 00:04:00,120
En los 30, Landau y Peierls afirmaron

55
00:04:00,270 --> 00:04:04,572
que los cristales 2D serían
termodinámicamente inestables,

56
00:04:04,782 --> 00:04:06,779
por lo tanto no podrían existir.

57
00:04:07,039 --> 00:04:11,987
30 años después, Mermin presentó
los resultados analíticos

58
00:04:12,117 --> 00:04:15,577
que reafirmaban esa hipótesis.

59
00:04:16,036 --> 00:04:18,976
Hasta 2004, cuando 2 científicos,

60
00:04:19,176 --> 00:04:21,615
Andre Geim y Kostya Novoselov,

61
00:04:21,714 --> 00:04:25,074
usaron cinta adhesiva
para producir grafeno.

62
00:04:25,644 --> 00:04:30,131
Al poner cinta en láminas
de grafito varias veces,

63
00:04:30,641 --> 00:04:33,466
cada vez despegando una capa,

64
00:04:35,196 --> 00:04:38,174
el grafito se hace cada vez más delgado.

65
00:04:38,514 --> 00:04:42,720
Aunque casi toda el área consta
de láminas delgadas de grafito,

66
00:04:43,500 --> 00:04:46,282
algunas pequeñas partes de
una capa individual de grafeno

67
00:04:46,282 --> 00:04:48,784
pudieron ser aisladas.

68
00:04:49,024 --> 00:04:52,826
Desde entonces, miles de científicos
empezaron a investigar

69
00:04:53,026 --> 00:04:56,594
en base a esta pequeña parte
de capa individual de grafeno

70
00:04:56,814 --> 00:04:59,211
usando el método de la cinta adhesiva.

71
00:04:59,571 --> 00:05:03,752
¿Pueden creer que
el Premio Nobel de Física de 2010

72
00:05:03,972 --> 00:05:06,308
fue entregado a estos 2 científicos

73
00:05:06,398 --> 00:05:11,155
por el experimento innovador
de la cinta adhesiva? (Risas)

74
00:05:11,155 --> 00:05:13,993
Claro que no es un método práctico

75
00:05:13,993 --> 00:05:17,673
para producir grafeno en masa
y crear productos útiles.

76
00:05:18,103 --> 00:05:21,749
Hoy en día, toneladas de pequeñas
láminas de múltiples capas de grafeno,

77
00:05:21,749 --> 00:05:25,160
estrictamente hablando,
láminas delgadas de grafito,

78
00:05:25,160 --> 00:05:29,231
se pueden producir usando
el método de exfoliación química.

79
00:05:29,511 --> 00:05:33,257
Puede ser usado en raquetas
de tenis o cubiertas de bicicleta

80
00:05:33,497 --> 00:05:37,409
para mejorar la resistencia y reducir
el peso de los componentes.

81
00:05:37,809 --> 00:05:41,176
Sin embargo, el material
producido es negro,

82
00:05:41,326 --> 00:05:45,864
lo que es contradictorio con
la propiedad transparente del grafeno.

83
00:05:46,444 --> 00:05:51,156
Si es negro, significa que
las láminas son muy gruesas.

84
00:05:52,266 --> 00:05:54,976
Al mismo tiempo,
las láminas son muy chicas

85
00:05:54,976 --> 00:05:59,246
para hacer todas esas
cosas asombrosas que les dije.

86
00:06:00,398 --> 00:06:04,091
Como investigador experimental
que trabaja con grafeno,

87
00:06:04,401 --> 00:06:08,042
necesito muchas capas individuales
de grafeno de gran tamaño

88
00:06:08,132 --> 00:06:10,163
para mis experimentos.

89
00:06:10,363 --> 00:06:13,386
Pero no pude encontrar
ningún grupo de investigadores

90
00:06:13,416 --> 00:06:16,670
que pueda proveerme de
grafeno de alta calidad

91
00:06:16,800 --> 00:06:18,884
en los Países Bajos en ese momento.

92
00:06:19,144 --> 00:06:23,609
Viajaba de la universidad de Leiden
a la de Delft todos los días,

93
00:06:23,909 --> 00:06:29,434
y trataba de descubrir cómo podía
crear muestras grandes de grafeno.

94
00:06:30,554 --> 00:06:33,294
Con las instalaciones
existentes disponibles,

95
00:06:33,294 --> 00:06:36,345
no pude aislar grafeno de alta calidad,

96
00:06:36,745 --> 00:06:41,460
ya fuera porque el equipo tenía
un muy mal control del flujo de gas,

97
00:06:41,550 --> 00:06:45,770
o porque el área de
calentamiento era muy chica

98
00:06:45,770 --> 00:06:48,507
para crear muestras
más grandes de grafeno.

99
00:06:49,097 --> 00:06:51,887
Ni siquiera la potencia del
calentador era suficiente

100
00:06:51,887 --> 00:06:54,838
para alcanzar los 1000 °C.

101
00:06:56,378 --> 00:06:59,708
Todos los días, me despertaba a las 6

102
00:06:59,828 --> 00:07:02,009
y volvía a casa a media noche.

103
00:07:02,339 --> 00:07:06,059
Intenté todas las posibilidades
que se me ocurrían.

104
00:07:06,479 --> 00:07:12,175
Pero lo único que conseguía era
frustrarme y repetir los problemas.

105
00:07:12,435 --> 00:07:14,934
Pensé: "Si sigo así,

106
00:07:15,044 --> 00:07:17,584
nunca terminaré
mi investigación doctoral".

107
00:07:18,624 --> 00:07:22,139
Después de 4 meses, decidí
dejar de perder tiempo

108
00:07:22,209 --> 00:07:24,129
y yo mismo construir un horno.

109
00:07:24,579 --> 00:07:27,366
Gracias a mi director de tesis
y al cuerpo docente,

110
00:07:27,466 --> 00:07:30,513
recibí un presupuesto
extra para los equipos.

111
00:07:30,963 --> 00:07:35,536
Al mismo tiempo, también gané
el premio Young Wild Idea,

112
00:07:35,536 --> 00:07:37,733
que es de 10 000 EUR,

113
00:07:38,053 --> 00:07:42,695
lo que me permitió gastar
libremente la plata en el material.

114
00:07:46,535 --> 00:07:52,989
Todavía recuerdo ese martes
17 de abril de 2012.

115
00:07:53,400 --> 00:07:56,137
Luego de todo un año de
largas jornadas de trabajo,

116
00:07:56,257 --> 00:07:59,476
empecé la primera prueba
de mi propio equipo.

117
00:07:59,806 --> 00:08:03,376
La bomba de vacío que tomé
de algún lugar del laboratorio

118
00:08:03,456 --> 00:08:09,088
tenía más de 8 años y había
funcionado por más de 29 000 horas.

119
00:08:09,948 --> 00:08:13,747
Y no solo eso, sino
que dejaba de funcionar

120
00:08:13,747 --> 00:08:17,815
cuando la temperatura superaba los 40 °C.

121
00:08:19,335 --> 00:08:23,282
Así que compré un ventilador
chico de 30 EUR,

122
00:08:23,332 --> 00:08:27,183
que servía para enfriar la bomba.

123
00:08:29,433 --> 00:08:33,284
Este es el horno que construí.

124
00:08:34,614 --> 00:08:38,344
Explicaré las ventajas
de este equipo casero.

125
00:08:39,274 --> 00:08:42,192
El horno puede calentar
el tubo de cuarzo de 2,5 cm

126
00:08:42,212 --> 00:08:45,280
a más de 1000 °C

127
00:08:45,280 --> 00:08:49,970
con una fluctuación de
temperatura de menos del 1°C.

128
00:08:51,310 --> 00:08:56,160
Tiene una cubierta Lexan
transparente a prueba de balas,

129
00:08:56,220 --> 00:09:00,153
que puede proteger contra
cualquier posible explosión de gas

130
00:09:00,393 --> 00:09:03,180
y garantizar la
seguridad del investigador.

131
00:09:03,700 --> 00:09:09,084
Tiene un pequeño volante que controla,
a distancia, el movimiento del horno

132
00:09:09,974 --> 00:09:11,173
a la izquierda

133
00:09:12,153 --> 00:09:13,286
y a la derecha,

134
00:09:14,346 --> 00:09:17,214
con un engranaje y una cadena,

135
00:09:17,604 --> 00:09:20,533
como las cadenas en las bicicletas.

136
00:09:21,043 --> 00:09:26,140
Con este diseño, pude calentar
y enfriar la muestra

137
00:09:26,390 --> 00:09:29,986
10 veces más rápido que
con un equipo comercial.

138
00:09:30,606 --> 00:09:36,786
El costo de esta instalación
es de menos de 20 000 EUR,

139
00:09:37,006 --> 00:09:42,029
7 veces más barato que cualquier
equipo comercial disponible.

140
00:09:43,369 --> 00:09:47,048
Se pueden optimizar todos los
componentes, y son fáciles de usar.

141
00:09:47,228 --> 00:09:50,211
Tiene un rendimiento mucho mejor.

142
00:09:50,771 --> 00:09:54,536
Disfruté llevar a cabo
el experimento con mi propio equipo.

143
00:09:55,426 --> 00:09:58,033
Este es el grafeno que creé.

144
00:09:58,323 --> 00:10:01,783
Los cristales de grafeno se crean
como los cristales de nieve.

145
00:10:02,173 --> 00:10:03,726
El gas metano,

146
00:10:04,696 --> 00:10:10,115
que representa cerca del 80 % del
gas natural que se usa para cocinar,

147
00:10:10,715 --> 00:10:13,759
puede descomponerse en átomos de carbono

148
00:10:17,259 --> 00:10:20,119
sobre un sustrato de cobre

149
00:10:23,419 --> 00:10:28,347
a los 1000 °C en un
ambiente de gas inerte.

150
00:10:32,963 --> 00:10:36,005
Los átomos de carbono se unirán entre sí

151
00:10:36,125 --> 00:10:40,037
y formarán anillos de carbono
con estructura alveolar,

152
00:10:40,287 --> 00:10:42,109
como en el grafito.

153
00:10:42,579 --> 00:10:46,981
Puedo usar el isótopo de carbono
para marcar el proceso de creado.

154
00:10:47,931 --> 00:10:52,847
¿Pueden creer que el tamaño
de un solo cristal de grafeno

155
00:10:52,857 --> 00:10:55,953
sobrepasó unos cuantos milímetros,

156
00:10:56,143 --> 00:11:02,921
lo que es un millón de veces más grande
que el tamaño del átomo de carbono?

157
00:11:06,911 --> 00:11:11,946
¿Pueden creer que esta muestra
se hizo hace 6 meses,

158
00:11:12,814 --> 00:11:19,263
y que la capa individual de grafeno aún
puede proteger al cobre de la oxidación?

159
00:11:20,263 --> 00:11:23,778
Los cristales de grafeno
se harán cada vez más grandes,

160
00:11:24,598 --> 00:11:27,156
y se conectarán con cristales
de grafeno cercanos,

161
00:11:27,326 --> 00:11:30,191
hasta formar una película continua.

162
00:11:30,891 --> 00:11:33,374
Una vez que no queda más cobre desnudo,

163
00:11:33,374 --> 00:11:35,871
la creación de grafeno se detendrá.

164
00:11:37,051 --> 00:11:42,395
Finalmente, tendremos una película de
grafeno de una capa y de alta calidad.

165
00:11:43,449 --> 00:11:46,414
Con mi colega demostramos,
por primera vez,

166
00:11:46,414 --> 00:11:49,613
que la calidad de ese grafeno sintético

167
00:11:49,613 --> 00:11:53,108
es tan buena como la del
método de la cinta adhesiva;

168
00:11:53,138 --> 00:11:56,767
sin embargo, es bastante más grande.

169
00:11:58,237 --> 00:12:02,910
Para producir grafeno en masa
y reducir su costo considerablemente,

170
00:12:03,520 --> 00:12:08,045
se diseñó y construyó
un horno más grande y mejor.

171
00:12:08,945 --> 00:12:11,474
El horno tiene un tubo
de cuarzo más grande,

172
00:12:11,474 --> 00:12:15,459
y siempre mantiene
una temperatura constante.

173
00:12:15,929 --> 00:12:18,598
Una vez que se terminó
la creación del grafeno,

174
00:12:18,598 --> 00:12:23,945
lo único que tengo que hacer
es separar el horno del tubo

175
00:12:24,185 --> 00:12:26,352
y tomar la muestra de grafeno.

176
00:12:26,502 --> 00:12:30,814
Y puedo comenzar el segundo ciclo
de creación de grafeno de inmediato.

177
00:12:31,644 --> 00:12:34,342
La eficiencia de la creación
de grafeno de alta calidad

178
00:12:34,362 --> 00:12:37,179
puede mejorar entre 10 a 20 veces,

179
00:12:37,179 --> 00:12:40,617
y el consumo de energía
será mucho más bajo.

180
00:12:41,127 --> 00:12:43,803
Si construimos cientos
de hornos más grandes,

181
00:12:43,943 --> 00:12:47,895
la producción masiva de grafeno
pronto será posible.

182
00:12:51,325 --> 00:12:56,539
Acá hay una capa de grafeno
en un sustrato transparente.

183
00:12:58,169 --> 00:13:00,578
Puedo verlos a través de esta.

184
00:13:04,828 --> 00:13:07,459
Pero tiene algo especial.

185
00:13:19,644 --> 00:13:21,520
Es conductora

186
00:13:25,260 --> 00:13:26,831
y flexible.

187
00:13:29,841 --> 00:13:32,886
(Aplausos)

188
00:13:40,771 --> 00:13:46,236
Imaginen todos los tipos de
aplicaciones futuras con este grafeno.

189
00:13:51,312 --> 00:13:54,258
Actualmente, el costo de este
pequeño pedazo de grafeno

190
00:13:54,258 --> 00:13:56,984
es de 1000 EUR.

191
00:13:58,174 --> 00:14:03,532
Creo que el costo de este grafeno
se reducirá a menos de 1 EUR

192
00:14:03,572 --> 00:14:05,044
en unos años,

193
00:14:05,414 --> 00:14:08,624
porque el material que usamos
para producir grafeno,

194
00:14:09,344 --> 00:14:10,523
como

195
00:14:11,773 --> 00:14:15,292
el gas natural y la lámina de cobre,

196
00:14:15,878 --> 00:14:17,884
son muy accesibles.

197
00:14:18,754 --> 00:14:22,912
Todos tendremos acceso
al grafeno en un futuro cercano,

198
00:14:23,425 --> 00:14:25,335
y cumpliremos este sueño.

199
00:14:25,477 --> 00:14:29,586
Recuerden que les dije que
vamos a tener un mundo mejor.

200
00:14:30,598 --> 00:14:33,698
Ahora, no puedo mostrarles las 
ventanas de vidrio transparente

201
00:14:33,708 --> 00:14:36,065
que podrían generar electricidad,

202
00:14:36,585 --> 00:14:40,766
y no puedo mostrarles
la electrónica en mi ropa.

203
00:14:41,776 --> 00:14:45,700
Pero puedo mostrarles algo
que nunca han visto.

204
00:14:47,469 --> 00:14:53,477
Acá hay un grafeno transparente
con estructura de cables

205
00:14:54,615 --> 00:14:57,525
sobre esta ala de polímero transparente.

206
00:14:58,966 --> 00:15:01,406
El grafeno es tan especial

207
00:15:01,456 --> 00:15:05,596
que cuando le aplicamos un pequeña
cantidad de energía, se contrae.

208
00:15:06,486 --> 00:15:10,136
Y el grafeno es tan fuerte
que puede levantar

209
00:15:10,136 --> 00:15:13,936
esta ala de polímero, 
que es mil veces más pesada,

210
00:15:14,216 --> 00:15:18,516
e imitar el aleteo de un biorobot.

211
00:15:23,835 --> 00:15:28,315
Miren lo que he hecho y
logrado en estos pocos años.

212
00:15:29,785 --> 00:15:32,295
Con ustedes involucrados con mi esfuerzo

213
00:15:32,315 --> 00:15:35,965
de producir de forma masiva grafeno
de alta calidad y en gran escala,

214
00:15:35,965 --> 00:15:39,965
creo que juntos podemos
hacer este sueño realidad.

215
00:15:40,315 --> 00:15:41,485
Gracias.

216
00:15:41,485 --> 00:15:44,335
(Aplausos)