Premio Fronteras por descubrir el ‘ángulo mágico’ que permite controlar el comportamiento de nuevos materiales
El “trabajo pionero” de ambos investigadores, en palabras del jurado, ha logrado tanto la fundamentación teórica como la comprobación experimental de un nuevo campo, hoy conocido como twistrónica, que permite transformar y controlar el comportamiento de nuevos materiales bidimensionales.
Allan MacDonald, investigador de la Universidad de Texas, anticipó en 2011 una propiedad inesperada del grafeno, un material compuesto por una capa de carbono de un solo átomo de grosor. El hallazgo predecía que, al rotar una capa de grafeno sobre otra a un ángulo muy preciso, los electrones (que, en materiales convencionales, se mueven a miles de kilómetros por segundo) frenaban su velocidad hasta quedarse casi quietos. Esta ralentización tan radical abría la puerta a enormes cambios en el comportamiento del grafeno casi inimaginables hasta entonces. El investigador galardonado llamó al ángulo de 1,1º entre las capas de grafeno “ángulo mágico”.
Una verificación experimental que parecía ciencia ficción
Sin embargo, aquel descubrimiento no tuvo una gran repercusión inmediata, y hubo que esperar a que se verificara en el laboratorio para apreciar su valor real. “A la comunidad no le interesaría tanto mi área de investigación si no existiera un programa de experimentos que concretara aquella visión original”, apunta MacDonald, que insiste en que el logro del valenciano Pablo Jarillo-Herrero es “casi ciencia ficción”.
“Fue una sorpresa grande, porque la técnica que empleamos, que era conceptualmente sencilla, fue difícil de llevar a cabo en el laboratorio. Cogimos una lámina, como si fuera de plástico transparente de cocina pero hecha de un material que es cien mil veces más fino que un pelo. La partimos en dos trozos y, sin provocar ninguna arruga, pusimos un trozo encima de otro de manera que estuvieran perfectamente orientados”, explica el físico español que trabaja en el MIT desde hace casi veinte años.
Jarillo-Herrero constató que el grafeno de ángulo mágico se vuelve o bien aislante o bien superconductor, y es posible además modificar su comportamiento con una precisión nunca vista. La técnica que desarrollaron permite hoy superponer capas de materiales bidimensionales a cualquier ángulo elegido, dando lugar a todo tipo de propiedades físicas novedosas.