El grafeno es un material de muchos de superlativos. En particular, es el mejor conductor de la electricidad a temperatura ambiente y el material más fuerte jamás probado. Recientemente, tan sólo seis años después de su trabajo pionero, los dos científicos que realizaron los primeros experimentos sobre el material de carbono de un solo átomo de espesor, Andre Geim y Konstantin Novoselov, ambos en el departamento de física de la Universidad de Manchester, han recibido el Premio Nobel 2010 de Física.

Tal vez una de las razones por las que el premio les fue otorgado tan pronto después de la labor es que los científicos de materiales ya han llevado el grafeno de los experimentos de ciencias básicas a los prototipos de nuevos dispositivos. En un ejemplo notable de este año, un equipo de investigadores de IBM creó unas matrices de transistores de grafeno que operan a 100 gigahertz--encendiéndose y apagándose 100 mil millones de veces cada segundo, alrededor de 10 veces más rápido que los transistores de silicio más veloces existentes. Otro trabajo en Samsung aprovechó la conductividad y la flexibilidad del grafeno para desarrollar pantallas táctiles flexibles.

Los dispositivos electrónicos flexibles avanzan

Este año, también hubo otros materiales flexibles para la electrónica que registraron avances. Trabajando con nanotubos de carbono, unos investigadores de la Universidad Northwestern y de la Universidad de Minnesota crearon el circuito electrónico impreso más rápido jamás creado. Los circuitos electrónicos impresos son prometedores puesto que pueden hacer posible la fabricación de de dispositivos flexibles a gran volumen y bajo coste. Un equipo de investigadores de HP continuó su trabajo sobre la escalabilidad de los conductores de visualización flexibles a partir de películas delgadas de silicio sobre rollos de plástico. Mientras tanto, varios grupos de Stanford y de la Universidad de California, Berkeley, imprimieron sensores de presión con tanta sensibilidad como la piel humana.

Además, este año, una nueva empresa con sede en Cambridge, Massachusetts, tomó los primeros pasos hacia la comercialización de circuitos eletrónicos impresos de alto rendimiento. MC10 anunció una colaboración con Reebok y Diagnostics for All encaminada a lograr integrar sus matrices elásticas de circuitos integrados, LEDs y otros dispositivos de silicio en productos.

El método de impresión de silicio de MC10, desarrollado originalmente por John Rogers en la Universidad de Illinois, funciona con una variedad de sustratos, incluyendo la seda. Los circuitos electrónicos de silicio en seda--una faceta de una de nuestras diez tecnologías emergentes del 2010--deberían hacer posible el desarrollo de implantes médicos más inteligentes y más biocompatibles. El trabajo en electrónica implantable utiliza seda de gusano de seda como tejido sustrato. La seda de araña es ligera y más resistente que el acero, pero los científicos de materiales no han sido capaces de obtenerla en cantidades lo suficientemente grandes para poder realizar su potencial para aplicaciones industriales. Dos avances del 2010 en la fabricación de criaturas transgénicas productoras de seda, E. coli y gusanos de seda, podrían cambiar esto.

Las pantallas del futuro 

Mientras que los enamorados de los gadgets se deleitaban con el nuevo iPad, los geeks de la ciencia de los materiales se lamentaban del dominio continuo de las pantallas de cristal líquido que consumen mucha energía y utilizan piezas de vidrio muy pesantes. Una ligero prototipo de pantalla de muñeca desarrollado para el Ejército de los EE.UU. emplea unos nuevos diodos orgánicos emisores de luz más eficientes. Además, dos empresas que están desarrollando los puntos cuánticos se asociaron con el fabricante de pantallas LG para mejorar la eficiencia de retroiluminación de las LCD y crear un nuevo tipo de pantalla, uno a base de diodos de puntos cuánticos emisores de luz.

Los nuevos materiales también impulsaron las pantallas más allá de la tecnología 3D que fatiga los ojos e obliga a usar gafas especiales. Un equipo de investigadores de la Universidad de Arizona y de Nitto Denko Technical utilizó una mezcla de polímeros de dispersión de luz responsivos a la electricidad para desarrollar un sistema de videoconferencia holográfico. La pantalla holográfica se actualiza cada dos segundos; si se sigue mejorando, alcanzará tasas de vídeo.

Las tierras raras en el radar 

Este año muchas personas se encontraron torciendo la boca por primera vez a causa de nombres como praseodimio y neodimio, a medida que la fila de los lantánidos de la tabla periódica irrumpió en las noticias. Muchos dispositivos de alta tecnología y de tecnologías limpias, tales como los ligeros imanes permanentes de los discos duros de ordenador y las turbinas de viento, requieren metales del grupo de las tierras raras, y su demanda va en aumento. Actualmente, China suministra el 95 por ciento de las tierras raras utilizadas en todo el mundo, y algunas personas están preocupadas sobre el futuro de los suministros de estas materias primas críticas. Algunas empresas como GE e Hitachi están trabajando en tecnologías alternativas que requieren una menor cantidad de elementos de tierras raras o incluso que no requieran en absoluto. Mientras tanto, la empresa estadounidense Molycorp y la empresa australiana Lynas tienen planes detallados para empezar sendas operaciones mineras de extracción de tierras raras en Mountain Pass, California, y en Perth.