La investigación en física cuántica y el desarrollo de materiales avanzados han dado lugar a un descubrimiento fascinante: la rotación de láminas de grafeno del espesor de un átomo, con un mínimo giro, genera un 'ángulo mágico' que posibilita la creación de materiales con propiedades extraordinarias. Este avance, liderado por científicos como Pablo Jarillo-Herrero, está revolucionando el campo de la twistrónica.
El grafeno, compuesto por una sola capa de átomos de carbono en un patrón hexagonal, es un material bidimensional conocido por su resistencia y ligereza. El descubrimiento de que un ligero desplazamiento entre capas de grafeno, apenas superior a un grado, crea un patrón de Moiré y modifica sustancialmente el comportamiento de los electrones, dando lugar a propiedades inesperadas, fue publicado inicialmente en Nature en 2009.
La teoría matemática desarrollada por Allan McDonald determinó que este 'ángulo mágico' (aproximadamente 1,1 grados) es crucial. Con este giro, el material puede volverse superconductor, y con otros ángulos, podría exhibir propiedades aislantes o magnéticas. Este hallazgo, publicado en PNAS en 2011, tardó años en ser validado experimentalmente debido a la dificultad de fabricar las capas desacopladas.
El término 'twistrónica' se acuñó en 2016 para describir la electrónica basada en la rotación de materiales. El espaldarazo definitivo llegó en 2018, cuando Pablo Jarillo-Herrero y su equipo del MIT demostraron en dos artículos simultáneos en Nature la capacidad de fabricar grafeno multicapa con distintas condiciones de rotación, obteniendo materiales superconductores o aislantes según el ángulo. Esto viralizó la twistrónica en la comunidad científica.
Jarillo-Herrero ha descrito la twistrónica como una 'antipiedra filosofal', ya que permite que un solo material, el grafeno, se comporte como muchos otros simplemente cambiando su configuración. Este enfoque, similar al de los metamateriales, ha impulsado la investigación hacia estructuras de tres capas, multicapas y materiales tridimensionales.
El fenómeno se está estudiando en otros materiales como los dicogenuros de metales de transición (TMD) para optoelectrónica, el nitruro de boro hexagonal (h-BN) para memorias ultradelgadas, y óxidos complejos de estructura perovskita para computación cuántica. Estos materiales son prioritarios para la Unión Europea en sus transiciones tecnológicas.
El principal desafío actual es el escalado industrial de estas tecnologías, que requerirá años. Sin embargo, la irrupción de la Inteligencia Artificial en este campo podría acelerar la aplicación de estos avances en nuestra vida cotidiana, cubriendo áreas como la computación cuántica, la electrónica de bajo consumo y los sensores magnéticos de alta precisión.
