Tomas Palacios nanotecnologia

Tomás Palacios, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT, es un reconocido investigador  reconocido con múltiples premios, como el Premio Presidencial de Carrera Temprana para Científicos e Ingenieros. Su reciente visita a los ciclos informativos de la Fundación Ramón Areces, donde ha hablado de sus estudios sobre nuevos dispositivos electrónicos y aplicaciones para “materiales extremos” ha dado pie a una entrevista donde ha hablado de lo que denomina como “la etapa más apasionante y creativa de la electrónica en los últimos 50 años”.

“Es la etapa más apasionante y creativa de la electrónica en los últimos 50 años porque, hasta ahora, estaba muy claro lo que había que hacer: fabricar transistores cada vez más pequeños para conseguir circuitos integrados con más complejidad”, explica Palacios. Y eso es lo que se ha hecho durante el último medio siglo. Pero ese paradigma de la electrónica de ser cada vez más pequeña ha terminado. 

Según él, ya es muy difícil continuar esa tendencia. “Eso significa que tenemos mucha más libertad para innovar. Ahora no es solamente hacer transistores más pequeños, sino que podemos traer nuevas aplicaciones a la electrónica, nuevos dispositivos electrónicos, podemos traer nuevos materiales a estos circuitos electrónicos. Yo creo que ha sido la mejor noticia que los ingenieros electrónicos han recibido en décadas. Tenemos muchísima más libertad”, incide. 

“La nanotecnología podría ser clave para el ahorro energético”

Por ello, Tomás Palacios se ha centrado en el estudio de la nanotecnología con materiales extremos. Lo explica así: “La inmensa mayoría de la electrónica que tenemos hoy en día está hecha de silicio. Es el semiconductor que se utiliza para la gran mayoría de los circuitos electrónicos. Pero el mundo lleva trabajando en silicio e invirtiendo en silicio 60 años. Si queremos cambiar de manera radical, o ampliar de manera radical, es importante utilizar materiales que traigan nuevas propiedades a la electrónica. Eso es lo que yo llamo materiales extremos”. 

El grafeno, por ejemplo, es un material con el que trabajan muy a menudo, ya que es el material más delgado que existe. Está hecho únicamente de una capa atómica. “Y aunque es el material más delgado, también es el material más fuerte y con mejores propiedades electrónicas”. 

También trabajan con nitruro de Galio, el material que se utiliza para todas las lámparas de LED. “Al final, cuando usamos semiconductores y electrónica lo que queremos hacer son interruptores de electricidad. Lo que permite el nitruro de Galio es hacer interruptores de la electricidad que funcionen a un voltaje muy elevado –’10.000 voltios, 20.000 voltios’, apunta–, más del que podemos tener con el silicio. Eso significa que tenemos más flexibilidad para desarrollar un nuevo tipo de electrónica que, por ejemplo, controle la red eléctrica”.

Tomás Palacios cree, por otro lado, que la red eléctrica, a nivel mundial, no se ha beneficiado de los avances de la nanotecnología. La red eléctrica de hoy en día es muy parecida a la red eléctrica que había hace 30 años. Pero, según él, gracias a la utilización de nuevos materiales con propiedades extremas, como el nitruro de Galio, de pronto la electrónica no solamente se va a utilizar para los teléfonos móviles y los ordenadores, sino que también puede revolucionar áreas tan diferentes como la distribución de la energía eléctrica a nivel mundial, “que podría ser algo clave para el ahorro energético e impedir el efecto invernadero, entre otros”. 

“Uno de los nuevos paradigmas en electrónica va a ser intentar copiar a la naturaleza”

Ahí esta primera relación entre la naturaleza y la nanotecnología, una cuestión “muy interesante” para el desarrollo de la electrónica. “La clave es que, gracias a la tecnología y a la electrónica, hemos podido cambiar nuestra sociedad. Aunque, si miramos a nuestro alrededor, tenemos electrónica en un número muy concreto de aplicaciones”. 

“Hay mucha electrónica en nuestros ordenadores, teléfonos móviles, en los coches… Pero el 99 % de los objetos que nos rodean no tienen ninguna electrónica, no tienen componentes electrónicos. Y no solo eso, sino que todos los sistemas electrónicos que tenemos son relativamente grandes. Yo no creo que haya ninguna aplicación a gran volumen con dispositivos de electrónica que sean menor de un milímetro cúbico. Es decir, toda la electrónica que tenemos tiene un tamaño mayor de unos pocos milímetros cúbicos”, comienza.

“Por otra parte, la naturaleza hace las cosas de manera muy distinta. Los seres vivos estamos basados en células, células biológicas que son miles de veces más pequeñas que el dispositivo electrónico más pequeño que podamos hacer. Creo que uno de los nuevos paradigmas en electrónica va a ser intentar copiar a la naturaleza e intentar fabricar sistemas electrónicos que tengan el tamaño de los sistemas biológicos, el tamaño de las células vivas, tamaño molecular. Y yo creo que eso puede proporcionar un sinfín de nuevas aplicaciones para la electrónica”. 

“Tendremos sistemas electrónicos tan pequeños que podremos introducirlos dentro del cuerpo humano"

¿Y cuáles son ese “sinfín” de nuevas aplicaciones”. “En un futuro, cuando tengamos una electrónica del tamaño de células biológicas, será posible esparcir estos sistemas electrónicos en el aire para que, constantemente, estén monitorizando la calidad del aire. Por ejemplo, se podrá incorporar estos sistemas electrónicos con los materiales de construcción, como puede ser el cemento o el hormigón, para edificios y puentes y que monitoricen cómo se están comportando o si hay grietas o va a haber algún problema de seguridad”. 

"Será posible introducir electrónica en tejidos y en ropa. Y, en el ejemplo más extremo, aunque todavía falta mucho para que esto ocurra [reitera dos veces], tendremos sistemas electrónicos tan pequeños que podremos introducirlos dentro del cuerpo humano para que nos ayuden a diagnosticar enfermedades y, en un futuro, hasta a curar enfermedades”, asegura. Aún así, Tomás Palacios subraya que “todavía estamos muy lejos de poder hacerlo. De todos modos, yo creo que será uno de los nuevos paradigmas de la electrónica”.

El profesor del MIT ya cuenta con ciertos prototipos en su laboratorio que funcionan para algunas aplicaciones. “Por ejemplo, el tema de esparcir los sistemas electrónicos en el aire y que queden flotando en el aire midiendo la contaminación ya lo tenemos. Estamos desarrollando una nueva generación de dispositivos electrónicos que, en un plazo de un par de años, debería tener ya el tamaño de células biológicas y, a partir de ahí…”. Y aunque insiste en que siempre es difícil predecir cuándo se van a llevar a cabo innovaciones relacionadas con el cuerpo humano predice que, "de aquí a diez años, estoy seguro de que vamos a a poder crear sistemas que combinen electrónica y células biológicas”.

“Es fundamental que España se toma muy en serio las posibilidades de la ciencia, la tecnología y la educación”

Tomás Palacios cree de verdad que España tiene “un potencial tremendo”. “España, a lo largo de su historia, ha demostrado que los españoles pueden estar explorando los límites del conocimiento humano. Pero es fundamental que España, en su conjunto, se tome muy en serio las posibilidades de la ciencia, la tecnología y la educación”.

Según él, la clave está en la educación y en saber que el futuro de un país depende de la educación y de la innovación. “Lo hemos visto con la pandemia, es algo terrible. Y no puede ser que un país como España dependa de innovación que esté ocurriendo en EEUU o en Alemania para salir de esta pandemia. Hay que colaborar con todos los países, pero es fundamental que haya un tejido científico y tecnológico que permita evitar este tipo de problemas”, afirma.

De hecho, desde el punto de vista concreto de la nanotecnología, hay empresas muy potentes en España. “Por ejemplo, yo trabajo con una empresa del País Vasco llamada Grafenea, uno de los líderes mundiales en la fabricación de grafeno y materiales nanotecnológicos. Lo mismo pasa con la empresa española Tolsa, que tiene productos muy interesantes que usan nanotecnología. Me encantaría que hubieran muchas más…”, se lamenta. 

“Y desde aquí, desde el punto de vista de los españoles que estamos en el extranjero, estamos encantados de ayudar en lo que podamos. Porque, sinceramente, creemos que España tiene un potencial inmenso y que lo que necesita es un pequeño empujón.

“Una crisis es una oportunidad”

La clave, según Tomás Palacios está en que “la curiosidad humana es insaciable y es parte de lo que nos hace humanos”. Razona que siempre hay que estar intentando entender el mundo que nos rodea, de una manera mejor, e intentar cambiarlo o redefinirlo al límite de lo que sabemos y de lo que podemos hacer. “La clave está en que ese ansia de conocimiento –reitera–, esa redefinición de los límites no puede ocurrir únicamente en el campo científico y tecnológico, también tiene que ocurrir en el campo ético, filosófico, moral, etcétera. “Es importante que la sociedad en su conjunto continúe explorando el límite de todos estos temas y los científicos, los tecnólogos, los ingenieros, no actúen en aislamiento. Tiene que haber un diálogo constante con todas las partes de la sociedad”. 

Y es que, para él, siempre que hay una crisis hay una oportunidad. “La crisis de la pandemia es terrible. Pero tenemos una oportunidad para redefinir cuáles son los objetivos como país. Confío en que los próximos diez años sean importantes para ello”.

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