Las antenas de grafeno permitirían descargas inalámbricas de terabits en segundos

Es un volumen de ancho de banda gigante. Ahora mismo, si intentas copiar todo de un ordenador a otro de forma inalámbrica, tardas horas. Si tuvieras esto, puedes hacerlo todo en un segundo, ¡bum!", afirma Ian Akyildiz, director del laboratorio de redes de banda ancha inalámbrica en Georgia Tech.

Un terabit por segundo se podría conseguir a una distancia de aproximadamente un metro usando una antena de grafeno, con lo que podrías trasferir 10 películas en alta definición pasando tu teléfono por delante de otro aparato durante un segundo. Akyildiz y sus compañeros también han calculado que a distancias más cortas, unos centímetros, por ejemplo, en teoría se pueden conseguir tasas de transferencia de datos de hasta 100 terabits por segundo.

El grafeno es una lámina de carbono de solo un átomo de espesor con una estructura de panal de abeja que tiene muchas propiedades electrónicas deseables. Los electrones se mueven a través del grafeno sin apenas resistencia, de 50 a 500 veces más rápido de lo que lo hacen en el silicio.

Según el grupo, para fabricar una antena, se podría dar al grafeno la forma de estrechas bandas de entre 10 y 100 nanómetros de anchura y un micrómetro de largo, lo que la permitiría transmitir y recibir en la frecuencia de terahercios, que corresponde aproximadamente a esas escalas de tamaño. Las ondas electromagnéticas en la frecuencia de terahercios interactuarían así con las ondas plasmónicas -oscilaciones de los electrones en la superficie de la tira de grafeno- para enviar y recibir información.

Un artículo detallando el diseño y los cálculos correspondientes aparecerá en la revista Journal of Selected Areas in Communication del IEEE este año. El artículo se basa en otras investigaciones sobre las propiedades electrónicas del grafeno, pero es el primero en calcular la configuración óptima de las antenas.

"Esto señala y proporciona una serie de cálculos clásicos sobre estimaciones de tamaño y rendimiento: señala que hay algo que merece la pena en esto", afirma Phaedon Avouris, investigador de IBM que dirige la investigación en tecnología de grafeno y otras tecnologías a nanoescala en IBM Research en Yorktown Heights, Nueva York (EE.UU.). "No resuelve todo el problema, pero señala la existencia de una oportunidad".

Además de facilitar la comunicación a altas velocidades entre aparatos, las antenas de grafeno podrían permitir conexiones inalámbricas más rápidas entre los componentes a nanoescala en los chips. "Las antenas hechas de grafeno se pueden hacer mucho más pequeñas en todas las dimensiones que una antena de alambre metálico. Se pueden hacer del tamaño de un micrómetro o varios nanómetros", sostiene Avouris. "la importancia que tiene es que permite que la antena se incorpore a un objeto muy pequeño".

Evidentemente, hay muchos retos por delante. Las antenas no funcionan solas, dependen de muchos otros componentes -generadores y detectores de señales, amplificadores, filtros- y todos se tendrían que producir a una escala parecida y con velocidades parecidas para poder fabricar un aparato completo.

Los investigadores también tienen que dilucidar cómo llevar a cabo la producción puesto que trabajar con este material es tremendamente complicado, dado que sus propiedades cambian cuando entra en contacto con otros materiales.

Sin embargo, el grupo de Georgia Tech espera poder hacer un prototipo de antena a lo largo del próximo año, según Akyildiz, y después de eso otros componentes.

Estos cálculos son la penúltima confirmación de las impresionantes posibilidades del grafeno, que se ve como el futuro de los transistores, la fotovoltaica y otros aparatos de alta tecnología.