No es habitual que un científico español entre a formar parte de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, pero este mes lo ha conseguido Francisco Guinea. Este físico del instituto IMDEA Nanociencia investiga cómo modificar el grafeno y otros materiales bidimensionales para mejorar sus ya de por sí excepcionales propiedades.
La Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NAS, por sus siglas en inglés) ha anunciado este mes la elección de 84 nuevos miembros y 21 asociados extranjeros (ciudadanos no estadounidenses sin derecho a voto) "en reconocimiento a logros constantes en investigación original".
Entre ellos, figura un científico español: el físico Francisco Guinea (Madrid, 1953), investigador del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nanociencia). En 2015 Guinea se trasladó a este instituto, en el que encontró "un ambiente científico excelente y una buena gestión administrativa”, desde el cercano Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) donde trabajaba antes.
En IMDEA Nanociencia ha continuado con su línea de investigación principal: el grafeno (átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal regular) y otros materiales bidimensionales, como el trisulfuro de titanio (TiS3), el disulfuro de molibdeno (MoS2) y el fósforo negro.
La revista Nature Materials ha publicado este año un artículo de revisión, en el que ha participado Guinea, donde se describen las propiedades ópticas de compuestos bidimensionales novedosos, pero estos nuevos materiales ofrecen muchas más posibilidades.
“En estos momentos hay un número considerable de materiales que pueden fabricarse en láminas de espesor comparable al tamaño de un átomo, y pueden ser semiconductores, superconductores, elementos magnéticos o de otros tipos”, destaca a Sinc el investigador.
Aspecto del grafeno a nivel molecular. Todos los átomos son de carbono. / Imdea Nanociencia
“Y cuando un material, como el grafeno, se convierte en una lámina extraordinariamente delgada se puede deformar de muchas maneras –añade–, adquiriendo así propiedades excepcionales de conducción eléctrica y térmica”.
Uno de los últimos artículos científicos de Guinea, publicado en mayo en la revista Physical Review B en colaboración con investigadores de la Universidad de California, analiza los efectos que tiene la relajación (recuperación magnética) del espín en átomos de grafeno corrugado, es decir, con ondulaciones o estrías regulares.
Ventajas de las arrugas
“Las presencia de arrugas y otras modificaciones pueden cambiar considerablemente algunas propiedades del grafeno, como la conducción electrónica”, explica Guinea, que añade: “Trabajamos en estos temas –con aplicaciones potenciales en electrónica–, en colaboración con grupos de investigación de otros países, ccomo Reino Unido, Estados Unidos, Países Bajos…, así como con diversas instituciones de nuestro país".
El físico español reconoce que hay centros de mucho nivel investigando posibles aplicaciones del grafeno en todo el mundo: “En Asia (Singapur, Corea, Japón, China) se trabaja mucho y de forma muy productiva, pero también hay una inversión considerable en países europeos como Reino Unido y Alemania”.
En Europa, el magaproyecto Graphene Flagship de la UE es el que lidera las investigaciones y el desarrollo del considerado material del futuro. “Esta iniciativa avanza razonablemente y está cambiando el énfasis de la ciencia fundamental a las aplicaciones”, señala Guinea, quien forma parte del proyecto como investigador.
“Graphene Flagship ha publicado un estudio detallado de los posibles avances que se podrán conseguir con el grafeno en los próximos diez años –concluye Guinea–, y sus aplicaciones abarcan muchos campos, pero las más prometedoras a corto plazo son la fabricación de sensores muy precisos y el desarrollo de nuevas baterías”.
Francisco Guinea se licenció en Física en 1975 en la Universidad Complutense de Madrid y obtuvo su doctorado en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) en 1980. Después estuvo en la Universidad de California en Santa Bárbara entre 1982 y 1984 con una beca Fullbright.
De regreso a España, entró de profesor ayudante en la UAM y consiguió la plaza de investigador en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas en 1987. Ha sido profesor e investigador visitante en diversas universidades e instituciones de EE UU y Europa. Tras su paso por el Instituto de Ciencias de Materiales del CSIC, se incorporó a IMDEA Nanociencia en enero de 2015.
Guinea ha publicado más de 400 artículos científicos (con un índice h de 75) y más de 50 artículos citados más de 100 veces por otros investigadores. Ha recibido varios premios, entre ellos el Premio Nacional de Física y la Medalla de Oro de la Sociedad Española de Física. Desde ahora también ha entrado a formar parte de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
Este científico liderara a partir de 2026 el mayor laboratorio de física de partículas del mundo. Mark Thomson tendrá el reto de impulsar proyectos de enorme envergadura, como la posible construcción de un nuevo acelerador de casi 100 kilómetros de longitud, que transformaría el panorama de la física.
Investigadores del Instituto de Física Corpuscular han logrado medir en el laboratorio la formación de un elemento clave en la evolución de la composición química de los elementos pesados. Un isótopo de este elemento, el Plomo-204, se produce en estrellas gigantes rojas, responsables de la creación de la mitad de los elementos más pesados que el hierro en la naturaleza.
