Pablo Jarillo-Herrero recibe el Premio BBVA a la Frontera del Conocimiento por sus avances en grafeno

Pablo Jarillo-Herrero, profesor de física en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), ha sido galardonado con el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA en la categoría de Ciencias Básicas por sus innovadoras investigaciones sobre el “ángulo mágico” que permite transformar y controlar el comportamiento de nuevos materiales.

El premio, dotado con 400,000 euros, lo comparte con Allan MacDonald, de la Universidad de Texas en Austin. La Fundación BBVA ha destacado que “el trabajo pionero de ambos físicos ha establecido tanto la base teórica como la validación experimental de un nuevo campo donde se pueden obtener propiedades como superconductividad y magnetismo al rotar nuevos materiales bidimensionales como el grafeno.” Este último es una capa única de átomos de carbono dispuestos en una estructura hexagonal similar a un panal.

Innovaciones en física

En un modelo teórico publicado en 2011, MacDonald predijo que al torcer dos capas de grafeno a un ángulo específico, alrededor de 1 grado, la interacción entre electrones generaría nuevas propiedades emergentes. En 2018, Jarillo-Herrero confirmó experimentalmente este “ángulo mágico” al rotar dos láminas de grafeno, transformando así el comportamiento del material y dando lugar a propiedades novedosas como la superconductividad.

El trabajo conjunto de estos físicos “ha abierto nuevas fronteras en la física al demostrar que rotar materia a un ángulo determinado nos permite controlar su comportamiento, obteniendo propiedades que podrían tener un gran impacto industrial,” explicó María José García Borge, miembro del comité del premio y profesora investigadora en el Instituto para la Estructura de la Materia. “La superconductividad, por ejemplo, podría permitir una transmisión eléctrica mucho más sostenible, con prácticamente ninguna pérdida de energía.”

Un descubrimiento sorprendente

A pesar del impacto significativo que tendría más tarde, el descubrimiento inicial de MacDonald tuvo poca repercusión inmediata. No fue hasta años después que Jarillo-Herrero lo confirmara en laboratorio y revelara su verdadera importancia.

“La comunidad nunca habría mostrado tanto interés en mi tema si no hubiera existido un programa experimental que hiciera realidad esa visión original,” comentó MacDonald, quien califica el logro de su co-premiado como “casi ciencia ficción.” Jarillo-Herrero había estado intrigado por los posibles efectos de superponer dos láminas de grafeno con una alineación rotacional precisa, ya que “era territorio inexplorado, más allá del alcance de la física tradicional, por lo que estaba destinado a producir resultados interesantes.”

No obstante, el científico aún tenía dudas sobre cómo llevarlo a cabo en el laboratorio. Durante años había apilado capas del material ultradelgado sin poder especificar el ángulo entre ellas. Finalmente logró idear un método para hacerlo, reduciendo progresivamente el ángulo hasta alcanzar los 1.1 grados “mágicos”, donde el grafeno mostró comportamientos extraordinarios.

“Fue una gran sorpresa porque la técnica que utilizamos, aunque conceptualmente sencilla, era difícil de ejecutar en el laboratorio,” afirmó Jarillo-Herrero, quien también está vinculado al Laboratorio de Investigación de Materiales.

Desde 2009, la Fundación BBVA ha otorgado premios Fronteras del Conocimiento a más de una docena de miembros del cuerpo docente del MIT. Estos premios reconocen investigaciones y creaciones culturales excepcionales y buscan celebrar y promover el valor del conocimiento como bien público global. La Fundación BBVA trabaja para apoyar la investigación científica y cultural, difundir conocimiento y cultura, así como reconocer talento e innovación.

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