El grafeno es una película de carbono de exactamente un átomo de espesor. Dos láminas de este material, colocadas una sobre otra con una ligera rotación, se comportan de manera muy distinta a una sola lámina. Con un ángulo de aproximadamente 1,1 grados, los electrones en ellas se ralentizan tanto que el material puede convertirse en superconductor o aislante, según las condiciones. Este ángulo se denomina «mágico».
El problema es que apilar dos láminas con una rotación precisa a mano es casi imposible. Unos científicos de China han encontrado la manera de cultivar grafeno retorcido directamente sobre un sustrato de platino. Observaron que los diferentes granos de platino (regiones con distinta orientación de los átomos) tienen diferente actividad catalítica: en unos el grafeno crece más rápido y en otros más lento. Si se eligen granos vecinos con actividades muy distintas, la capa de grafeno en crecimiento se pliega o se rompe por sí sola en el lugar adecuado, formando una rotación con un ángulo predeterminado.
Los investigadores utilizaron la deposición química de vapor (CVD), un método en el que el carbono del metano gaseoso se deposita sobre platino caliente y forma una película de grafeno. Al observar el crecimiento en tiempo real, descubrieron que la orientación del grafeno depende del microrelieve de la superficie del grano de platino. Los escalones atómicos en la superficie actúan como guías: el grafeno crece a lo largo de ellos y, al pasar a otro grano, puede cambiar de dirección y plegarse.
Así se lograron obtener no solo capas retorcidas con ángulos arbitrarios, sino también con el ángulo mágico, en el que las bandas electrónicas se vuelven planas. Esto significa que los electrones dejan de acelerarse y se mueven a la misma velocidad, lo que intensifica la interacción entre ellos y da lugar a estados cuánticos inusuales.
El método es adecuado para la producción en masa: no es necesario transferir y alinear las capas manualmente, todo ocurre en un solo proceso de crecimiento. Esto acerca la creación de dispositivos electrónicos basados en grafeno retorcido, desde sensores ultraprecisos hasta componentes de computadoras cuánticas.
El platino no es solo un sustrato, sino un catalizador. Descompone el metano en carbono e hidrógeno, y es precisamente el carbono el que se ensambla en la red de grafeno. Además, las distintas caras del cristal de platino trabajan a velocidades diferentes, lo que permite controlar el crecimiento.
En la ciencia ficción abundan los materiales con propiedades programables que cambian según la rotación de sus capas. Por ejemplo, en la novela de Neal Stephenson «La era del diamante» se describen materiales inteligentes que reaccionan a la estructura. El grafeno retorcido es un paso real hacia tales tecnologías.