Bajo un microscopio en el laboratorio de Radha Boya, un canal casi imperceptible atraviesa el centro de una fina lámina de carbono. La joven detalla: "Quería crear los canales fluidos más pequeños posibles". Su solución: identificar los mejores bloques de construcción para una estructura con capilares inimaginablemente estrechas. Se decidió por el grafeno, una forma de carbono que tiene el grosor de un único átomo.

Boya coloca dos láminas de grafeno (una lámina tiene tan solo 0,3 nanómetros de grosor) separadas por un pequeño hueco lateral entre medias. A esas láminas se les añaden después dos placas de grafito, un material formado de muchas capas de grafeno apiladas, colocadas alrededor de las láminas a modo de sándwich, formando así un canal de 0,3 nanómetros de profundidad y 100 nanómetros de ancho. Al colocar más capas de grafito, puede ajustarse el tamaño del canal a incrementos de 0,3 nanómetros.

Pero, ¿qué cabrá por un canal tan estrecho? Una molécula de agua, que en sí mide unos 0,3 nanómetros de ancho, no puede pasar por el canal sin presión externa. Pero con dos capas de grafito y un hueco de 0,6 nanómetros, el agua pasa por el canal a una velocidad de un metro por segundo. "La superficie del grafeno es ligeramente hidrofóbica, por lo que las moléculas de agua se adhieren entre sí en lugar de [adherirse a] las paredes", explica Boya. Eso facilita que el líquido atraviese el canal fácilmente.

Puesto que los huecos tienen un tamaño tan regular, podrían resultar útiles para desarrollar sistemas de filtrado altamente precisos. Boya ha realizado experimentos que demuestran que sus canales podrían filtrar iones de sal del agua, o separar grandes compuestos orgánicos volátiles de moléculas más pequeñas de gas. Debido a la regularidad del tamaño del canal, su tecnología es capaz de filtrar con mayor eficacia que otras.

Boya actualmente trabaja en el Instituto de Investigaciones de Grafeno de la Universidad de Manchester (Reino Unido), un edificio monolítico de granito negro inaugurado en 2015 para industrializar las investigaciones básicas sobre el material. Se autodenomina "el hogar del grafeno", algo que parece apropiado dado el hecho de que el despacho de Boya comparte pasillo con los de Andre Geim y Kostya Novoselov, que ganaron el Premio Nobel por descubrir el material. 

Por Jamie Condliff