Campo débil, corriente fuerte: el efecto Nernst en el grafeno multicapa

Original: "Large Nernst effect in chemically derived multilayer graphene at millitesla magnetic fields"
arXiv:2609.05898v1 · 2026-09-05 · CC BY 4.0 · 2 min
En películas baratas de grafeno multicapa, la termoEMF transversal alcanza 270 µV/K ya con un campo de 315 mT.

Un trozo común de grafito cultivado a partir de gas no sirve para obtener electricidad del calor. En su interior hay dos tipos de cargas: electrones y huecos. Se mueven en direcciones opuestas y se anulan mutuamente, por lo que no hay corriente. Pero si colocamos este trozo en un campo magnético y lo calentamos por un lado, las cargas comienzan a moverse en una sola dirección. Es como una multitud que un agente de tránsito dirige hacia una única salida. Este fenómeno se llama efecto Nernst. Antes se pensaba que en las películas baratas de carbono este efecto era demasiado débil.

Los científicos cultivaron una película de grafeno multicapa de 20 a 100 nanómetros de espesor. Es como una pila de láminas muy delgadas de carbono. La película se calentaba con un láser, y el campo magnético se generaba con pequeños imanes permanentes. Resultó que incluso un campo débil hace que las cargas se muevan en una sola dirección, y aparece un voltaje. Con un campo de 315 militeslas (similar al de un imán de nevera), el voltaje alcanzó 270 microvoltios por kelvin. Esto es varias veces mayor que el de los mejores semiconductores.

El secreto está en que las capas de grafeno están giradas unas respecto a otras de manera aleatoria. Esto permite que las cargas se muevan casi libremente, sin quedarse atascadas en los bordes de las capas.

Antes se creía que el grafeno barato no podía producir un efecto Nernst fuerte. Ahora resulta que sí puede. Esto significa que se pueden fabricar dispositivos baratos que recolectan el calor residual y lo convierten en electricidad. Por ejemplo, el calor de la palma de la mano o del tubo de escape. El campo magnético, como un agente de tránsito, hizo que las cargas se movieran en una sola dirección, y el trozo de grafito se volvió útil.

Un campo magnético de solo 4 mT, generado por un pequeño imán permanente, ya es suficiente para que el voltaje transversal en la película de grafeno se iguale al longitudinal. Este campo es cientos de veces más débil que el de un imán típico de nevera.