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Astronomía para terrícolas¿Viajaremos a las estrellas usando velas solares de grafeno?
Un reciente trabajo con esponjas de grafeno genera expectativas muy poco realistas
El grafeno está de moda, la lista de "posibles" aplicaciones para este material 2D crece casi semanalmente desde que entrara en escena en 2004, por lo que no es de extrañar que hace dos años la UE se decidiera a invertir 2.000 millones de euros en proyectos que lo investigaran. ¿Va a ser entonces la panacea? Probablemente no. Tal y como sucedió con las células madre, para las que imaginábamos terapias de rápida aplicación en casi cualquier tipo de enfermedad, el éxito del grafeno (un material indudablemente prometedor) va a llegar más lento de lo que sus entusiastas quisieran. El último ejemplo de hipérbole sobre el grafeno se ha visto hace apenas unos días, cuando la conocida web Wired anunció que tal vez nos ayudara a volar a las estrellas, mencionando como base para este titular un trabajo de investigadores chinos de la Universidad Nankai publicado en Arxiv. Pese al entusiasmo que provocó la noticia entre quienes sueñan con métodos de propulsión que nos permitan viajar a las estrellas, lo cierto es que hay poco (o nada) que celebrar.
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Vamos a tratar de explicar brevemente el trabajo de los investigadores chinos, que se encontraban experimentando con una esponja de grafeno (o aerogel), que es una estructura compuesta por copos de este material, extraordinariamente ligera (7 veces menos densa que el aire en el vacío). Mientras cortaban porciones de este aerogel de grafeno con la ayuda de láseres, los científicos de la Universidad Nankai en Tianjin, descubrieron que aparecía un empuje. Tras colocar trozos de esta esponja en un tubo sellado al vacío, y aplicarles desde abajo láseres (e incluso luz solar concentrada), observaron que la esponja se elevaba en contra de la gravedad hasta 40 centímetros.
Inmediatamente, la opción más sencilla para explicar el fenómeno era que la esponja de grafeno se comportaba como una vela solar, es decir, que la presión del momento (movimiento) que transportan los fotones (a pesar de que no tienen masa) se transfería a la superficie de la esponja, provocando por acción-reacción el movimiento del aerogel. Incluso en el texto del propio artículo de los chinos, se menciona a la sonda espacial nipona IKAROS, esencialmente una cometa solar gigante lanzada en 2010. Por tanto, no es de extrañar que antes mencionado apunte de Wired, sostuviera que en base al descubrimiento de los chinos, se podría crear una vela solar con este aerogel de grafeno, y así aprovechar el empuje generado por el láser para viajar al espacio incluso a velocidades relativistas.
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Mientras tanto, en uno de los centros especializados en grafeno más prestigiosos del mundo, el Instituto Nacional de Grafeno de Manchester, en cuya web se pueden ver varios descubrimientos, no se aprecia ni una triste mención a una nave espacial interestelar accionada por velas de grafeno. ¿Pudiera ser entonces que el fenómeno apreciado por los chinos no tenga mucho que ver con el principio de la vela solar? Es más que probable.
De hecho los propios chinos lo apuntan en su trabajo que realizaron otros experimentos que les permitieron entender lo que le sucede a la esponja de aerogel. No es que los fotones transfieran su momento a los electrones presentes en la superficie del grafeno, como sucede en las velas solares, sino que la energía de la luz se transfiere en forma de energía cinética a los electrones que se ven expulsados por la excitación que les provoca absorber la luz.
¿Podríamos entonces viajar a las estrellas con una vela gigante creada con esta esponja de grafeno? Me temo que no, ya que un material tiene los electrones que contiene y ninguno más, por lo que si en el espacio no se pudieran transferir más electrones a la esponja, la vela terminaría por adquirir carga positiva, lo cual "pararía el carro". En fin, una lástima que la idea no sea factible, aunque tal y como apuntan en el Washington Post, deberíamos dejar de soñar con los superpoderes del grafeno y comenzar a investigar con él en cosas más sencillas y de inmediata aplicación, como bombillas o baterías.
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Me enteré leyendo Nextbigfuture, Neofronteras y Washington Post.
