Al físico Aitor Mugarza (Oñati, 1974), y al equipo que dirige, los resultados de sus investigaciones sobre el grafeno nanoporoso le valieron en 2018 La Molécula del Año, uno de los premios científicos más reconocidos que otorga la American Chemical Society (ACS), institución referente en química a nivel mundial. Este trabajo, que previamente fue publicado en la prestigiosa revista “Science”, fue el más votado de los ocho que optaban al galardón.

Licenciado y doctorado por la UPV-EHU, Mugarza se formó como investigador en California antes de recalar en Barcelona, donde se incorporó al Institut Catalá de Nanociència i Nanotecnología (ICN2). Desde 2015 es profesor de ICREA (Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados), análoga a Ikerbasque. Políglota, habla euskara, castellano, inglés, italiano y catalán, este último «mucho menos de lo que debería para el tiempo que llevo en Catalunya», remarca. Aunque la sesión fotográfica se realiza en los Jardines de Lazarraga, en el pueblo de Oñati, para la charla nos cita en Arantzazu, en la tranquilidad matinal del restaurante Goiko-Benta, un lugar en el que se siente en casa.

¿Por qué ha elegido Arantzazu para esta entrevista?

Porque es un sitio especial para muchos oñatiarras, también para mí. Y en Goiko-Benta, porque me parece precioso. Oteiza se hospedaba aquí; en estas mesas se han escrito libros... Es un sitio que inspira.

¿Tiene algo que ver Oteiza con el grafeno nanoporoso?

Oteiza trabajaba el concepto del vacío y la materia, y la relación entre los dos. Esculpiendo la materia se puede también ver cómo construir el vacío. De la misma manera, nuestro material se caracteriza por combinar vacío y materia –los poros y las nanotiras–. Lo importante es la combinación de ambos, porque la materia le da propiedades mecánicas y electrónicas, pero el vacío lo hace un filtro excelente.

¿Qué es exactamente el grafeno nanoporoso?

El grafeno es una capa atómica de lo que es el grafito –carbón como el de los lápices– que se puede delaminar, como las piedras que se rompen en capas. Parece el material del futuro por excelencia: es el más duro, cientos de veces más que el acero; el mejor conductor electrónico pero también térmico. Tiene solo una capa atómica de espesor pero es totalmente impermeable. Parece que lo tiene todo pero hay cosas que le faltan. Nosotros intentamos manipularlo, hacer tiras de solo un nanómetro de anchura –la milmillonésima parte de un metro–. Hemos conseguido poner muchas de estas tiras, de manera que lo que queda entre ellas son poros. Al final queda una lámina de grafeno llena de agujeros.

Es como hacer alquimia, porque se convierte en otro material. El grafeno tiene problemas para entrar en la electrónica pero hemos logrado, haciéndole unos agujeritos, que esa lámina de carbono, uno de los materiales más abundantes de la tierra, actúe como el silicio, un conductor de metal que nos permite, por ejemplo, hacer un transistor.

De los materiales que han sintetizado, es el que más repercusión ha tenido.

Sí, por ahora con ventaja. En nuestro grupo exploramos materiales nuevos o los creamos buscando las propiedades, siempre a nivel cuántico, porque son materiales que tienen esa dimensión del nanómetro. Cuando vamos a esas escalas lo que domina es la física cuántica, que la utilizamos continuamente en las aplicaciones electrónicas y para hacer nuevos dispositivos.

Aplicaciones, incluso, que podrían desalinizar el agua y conseguir agua potable a partir del agua de mar con menos costo que el actual.

Ya hay materiales que desalinizan el agua, el caso es cuánto mejor se puede hacer. Si tienes solo una capa atómica, el proceso va más rápido, más selectivo y es más preciso. Con los filtros de ahora puedes llegar a tener agujeros similares en tamaño pero siempre son miles de veces más gordos. Con el grafeno nanoporoso para filtrar no tiene que pasar por todos esos poros, no hace falta tanta energía, ni tanto tiempo para que el agua pase.

También está trabajando en la desalinización del agua un equipo del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts). ¿Qué les hace diferentes?

Los grupos más potentes que están trabajando en esto son el MIT y la Universidad de Manchester, que están invirtiendo mucho en cómo aplicar el grafeno en membranas. Los del MIT utilizan una tecnología descendente, que es coger el material, la piedra, y hacer los agujeros con máquinas. Pero nunca pueden llegar a hacerlos del tamaño que los hacemos nosotros, por debajo de los cinco nanómetros, ni con precisión atómica, que los átomos sean iguales, que es nuestra táctica. Digamos que para filtrar agua nuestros nanoporos serían más efectivos. De hecho, estamos colaborando con Manchester para hacer membranas.

¿Cuál es su técnica?

Nosotros utilizamos el método ascendente. Es como montar un lego. Nuestros colaboradores diseñan ciertas moléculas, todas las piezas son iguales, las ponemos en una superficie, la calentamos y esas piezas se autoensamblan y hacen su estructura.

¿Y en qué otros campos podría aplicarse el grafeno?

La desalinización del agua es una de las aplicaciones más claras, pero también dentro del agua están los metales pesados. Se pueden separar los isótopos de hidrógeno que forman el agua pesada que se usa en centrales nucleares, o en los equipos de resonancia magnética en un hospital. O en biología, porque nuestros cuerpos están compuestos por muchos tipos de membranas para filtrar, por ejemplo, la sangre (diálisis). Aunque todavía estamos lejos, puede ser muy potente.

Como aplicación general, como membrana, queremos explorar más aplicaciones: separar gases pequeños, como el monóxido de carbono; los tóxicos, los gases que dañan la capa de ozono. Con los de Manchester colaboramos para hacer filtros de gases y con un grupo del ICN2, para ver cómo podemos hacer transistores de grafeno. La mayor diferencia con los que hay ahora es que podrían ser flexibles o transparentes. En nuestro centro, están realizando transistores de grafeno para hacer sensores en el ojo y poder solventar problemas que se puedan tener o transmitir información del ojo al cerebro porque es biocompatible.

El grafeno se descubrió hace más de medio siglo. En 2010 a Geim y Novoselov, que consiguieron aislarlo, les otorgaron el Premio Nobel de Física. A partir de entonces, se dice que ha tenido muchas aplicaciones en electrónica.

Geim y Novoselov son los primeros que pueden aislarlo y demostrar sus propiedades, predichas mucho antes. Actualmente en Europa hay una apuesta financiera muy fuerte, proyectos de diez años para toda la comunidad que hace grafeno de mil millones de euros. Se trataría de que el grafeno entrara en el mercado, pero todavía no hay tantas aplicaciones como se dice. En realidad, solo se han hecho raquetas de padel, zapatillas, quizás algunos esquíes, algún casco y este año se han anunciado los primeros móviles con grafeno, pero no como transistor sino en la pantalla. Lo que es la electrónica está costando mucho. La tecnología lleva su tiempo. Es muy prometedora, pero le está costando entrar y aún hay que demostrar que se puede controlar de la manera que se controlan otras tecnologías.

Al incorporarse a los aparatos electrónicos, ¿podría ser una alternativa a la controvertida explotación de las minas de coltán?

Seguramente no, porque es difícil ser mejor en todos los aspectos que lo que existe. Se podrán hacer cosas diferentes, pero todavía hay mucha tecnología que hay que demostrar.

El fallecido Eduard Punset dijo que, aunque ya se sabe cómo manipular el nanomundo –el de los átomos y las moléculas–, queda mucho para comprenderlo en su integridad. Una vez conseguido, según él, se abrirá un gran potencial para aplicarlo en la investigación, el transporte, el ocio y la medicina.

Ahora parece que el ocio es electrónica, pero la electrónica es mucho más que ocio porque está en todo. Nosotros utilizamos moléculas y átomos que intentamos hagan lo que queramos, sin que sean tan complejas como las moléculas de la vida, porque en la naturaleza los procesos son muy complicados. En medicina, la nanotecnología para curar y prevenir, sobre todo prevenir, es la próxima revolución.

Trabaja en el Institut Català de Nanociència i Nanotecnología (ICN2), a donde llegó como investigador Ramón y Cajal, unas becas para las que hay que hacer méritos y tener un buen currículum.

La ciencia, en general, es un filtro de selección muy potente. Hay mucha gente que empieza pero luego no hay tanta cabida como en la industria porque la financiación pública tiene sus límites y sus tiempos. Los méritos de currículum se basan en la exposición internacional, la producción se mide principalmente por artículos que se publican en revistas importantes, charlas, invitaciones… Sin irte fuera es difícil seguir este proceso de selección y que sigas vivo, porque es uno de los requisitos. Hay centros muy importantes, por ejemplo en Catalunya, que son comparables a otros internacionales, pero sigue siendo un requisito el haber estado formándote en centros en el extranjero. Es verdad que salir a otros países para ver cómo funciona la ciencia en diferentes condiciones es algo necesario. También estar en otros grupos, hacer conexiones… para crecer como investigador autónomo. Si te quedas solo y en tu sitio, no avanzas.

Usted no se quedó. Durante tres años se formó como investigador postdoctoral en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de California. ¿Qué tal la experiencia?

Muy bien. A nivel personal rompió con muchos de los mitos que tenía y confirmó otros sobre los americanos. Científicamente confirmé que son los que llevan el motor, ¡o llevaban! Se nota que hay mucha calidad, no solo por ellos, porque la mayoría de la gente que trabajaba allí es de otros lugares. En mi grupo, por ejemplo, de veinte personas había solo un americano. Estados Unidos tiene tanto éxito en algunas universidades y centros de investigación de ciencia porque hay gente de todo el mundo y buena, muy buena, que sabe hacer ciencia.

¿Cuántas personas integran el grupo que lidera en el ICN2?

Ahora somos seis, pero oscilamos entre unos seis y diez. El estudio del grafeno nanoporoso está enmarcado dentro de un proyecto de investigación, financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades español, en el que colaboran distintos equipos como un grupo de químicos de Santiago de Compostela, que son los que diseñan los legos, una de las partes importantes. Nosotros, el equipo del ICN2, coordinamos el estudio del grafeno, sintetizamos, estudiamos el material, descubrimos sus propiedades. En el grupo está el vizcaíno César Moreno, primer autor y el que ha realizado la investigación, y también el guipuzcoano Markos Paradinas. En Donostia está Aran García Lekue, quien se encargó de la teoría para que esto se pudiera entender mejor.

¿La presencia de varios vascos significa que tenemos un pequeño sitio en el mundo de la física?

Sí, en nuestro campo Donostia es potente a nivel internacional. El clúster que se ha creado en torno a Pedro Etxenike y a otros ha podido atraer talentos, que son competentes en cada uno de los campos, entre ellos muchos vascos que han estado fuera y han vuelto.

¿Qué recorrido tiene el proyecto, se puede comercializar?

Con este proyecto llevamos cinco años y, seguramente, nos dará, por lo menos, para cinco más. En comercializar no tengo tanta experiencia, lo mío es ir tocando átomos uno a uno. Estamos aplicando una patente, nos contactan empresas de móviles, empresas para desalinizar o filtrar agua... es un tema difícil pero estamos dando pasos.

Han obtenido importantes reconocimientos: en 2018, se llevaron la Molécula del Año y, posteriormente, quedaron entre los mejores del premio La Vanguardia de la Ciencia.

Son premios en los que no hay dinero, pero sí te animan y te dan visibilidad.

¿Les hace falta visibilidad?

A todos nos hace falta visibilidad. Igual tenemos que transmitir un poco más lo que hacemos y acercarlo a una sociedad que no se da cuenta de todo lo que hacemos y que, además, lo hacemos con su dinero.

¿Tan poco caso le hacemos a la ciencia?

Es triste que te utilicen como la vanguardia de la economía. La ciencia tiene que impulsar la tecnología, pero la realidad es que no se le dedica dinero. A veces hacemos milagros. Este es un proyecto que tiene uno o dos ceros menos de lo que pueden tener otros internacionales. Pero a nivel personal son vidas y es lo que hace falta. Sin recursos te inventas algo, pero si no hay gente con carreras científicas… Antes para hacerlas bastaba con un ‘me gusta’, ahora los estudiantes que tengo, casi todos muy buenos, se van a la industria, no porque no les gusta, sino porque ven cómo estamos y dicen ‘yo no quiero pasar por todo esto’.

¿El mundo de la investigación es polémico?

Creo que la ciencia, en general, es una disciplina muy honesta y muy autocrítica, aunque la competición que hay ahora lo está cambiando un poco. Muchos de los artículos que se escriben en algún momento se contradicen, esa es la manera de avanzar de la ciencia. Puedes escribir un artículo diciendo algo y basándote en las pruebas que tienes; posteriormente, si vuelves a revisarlo y descubres que no es correcto puedes desmentirlo. Hay que ser humilde. Eso es legal, lo que no es legal es hacer trampas: en la política esas cosas duran cinco minutos, aquí anulan una carrera científica.

Según Punset, hay más posibilidades de acertar en las decisiones con la intuición que con la razón.

Ahí es cuando se sale de la ciencia. La intuición utiliza todas las experiencias; hay ciertas cosas para las que la intuición va mejor pero sin razonamiento no demuestras cosas.