Alejandro Balandín

Profesor de Ingeniería Eléctrica
Cátedra, Ciencia e Ingeniería de Materiales

Universidad de California, Riverside
Programa de Ciencia e Ingeniería de Materiales
Laboratorio de Nanodispositivos (NDL) 
Riverside, California, Estados Unidos

Educación:

• Maestría en Física Aplicada, Instituto de Física y Tecnología de Moscú
• Maestría en Ingeniería Eléctrica, Universidad de Notre Dame
• Ph.D., Ingeniería Eléctrica, Universidad de Notre Dame
   

Enfoque de trabajo:

Balandin lleva a cabo investigaciones experimentales y teóricas relacionadas con la nanotecnología en el Laboratorio de Nanodispositivos, que organizó en 2000.

Consejos para estudiantes:

“El consejo que tengo para los niños que están en la escuela secundaria ahora es el siguiente: vayan a un campo de ingeniería y luego obtengan un título avanzado: una maestría o mejor un doctorado”.

Enlaces:

  – Universidad de California, Riverside - Laboratorio de nanodispositivos

Entrevista:  

P: ¿Cuándo descubrió por primera vez que su carrera profesional se centraba en la nanotecnología?
Balandin: Comencé a centrarme en la nanotecnología en 1993, cuando me uní a la Universidad de Notre Dame como estudiante de posgrado. Antes de eso, en Moscú, trabajaba en electromagnetismo. Cuando llegué a los EE. UU., me dieron una opción: puedo continuar con el electromagnetismo o puedo cambiar a un tema diferente, y el tema diferente fue la nanotecnología y las nanoestructuras, más específicamente, los cables cuánticos.   

P: ¿En qué aplicaciones actuales de nanotecnología está trabajando?  
Balandino:Mis actividades de investigación más recientes se centran en el grafeno y sus aplicaciones en dispositivos. El grafeno es una única capa atómica de átomos de carbono. Estamos intentando utilizar grafeno para construir transistores de alta frecuencia y bajo ruido, y para crear compuestos altamente conductores térmicamente, que podrían usarse como materiales de interfaz térmica para quitar el calor de los circuitos electrónicos. También trabajamos con un nuevo sistema de materiales llamado aislante topológico. Entré en el campo de los aisladores topológicos casi accidentalmente porque mi motivación original era diferente. Le sugerí a mi alumno que exfoliara el telururo de bismuto, un material termoeléctrico en capas, siguiendo la analogía del grafeno. Cuando logró esta tarea nos dimos cuenta de que estas estructuras, con espesores nanométricos, también pueden funcionar como aislantes topológicos, recién descubiertos. También he trabajado con puntos cuánticos, usándolos para células solares y aplicaciones termoeléctricas. Los miembros de mi grupo continúan con estas actividades.      

P: ¿Qué es lo más gratificante de trabajar con nanotecnología?
Balandino: Es gratificante porque combina la física con la tecnología. Para mí, la física es algo más divertido y, al mismo tiempo, la tecnología es algo más práctico. También es más fácil obtener financiación hablando de aplicaciones prácticas en tecnología que hablando de cosas divertidas de la física.

P: ¿Hay algún ejemplo que pueda dar que muestre cómo algo en lo que ha trabajado ha impactado positivamente al mundo?
Balandino: Creo que he impactado positivamente al mundo al producir muy buenos doctorados, que se convirtieron en personas felices. Después de graduarse con un doctorado, encontraron trabajos excelentes, bien remunerados y muy seguros.     

P: ¿Cuál cree que es el mayor impacto que la nanotecnología ha tenido en el mundo hasta ahora?  
Balandino: La respuesta a esta pregunta depende de la definición de nanotecnología que utilice. En términos de tecnología convencional, que es el CMOS de silicio, la nanotecnología está en todas partes en los chips de computadora desde aproximadamente el año 2000. Esto se debe a que la definición común de nanotecnología es tecnología que trata con estructuras de 100 nm o menos, a lo largo de al menos una dimensión. En la nueva generación de transistores CMOS, el tamaño de la característica ya es de 22 nanómetros. En este sentido, la nanotecnología está en computadoras, teléfonos celulares y otras aplicaciones comunes. Ése es el mayor impacto hasta el momento.   

P: Por favor, dé un ejemplo de hacia dónde imagina que conducirán las aplicaciones de la nanotecnología en el futuro. 
Balandin: Me gustaría mencionar la tecnología no convencional, ya sea de abajo hacia arriba o de autoensamblaje, esta tecnología aún está en desarrollo. Creo que tendrá un gran impacto en la energía. La energía es un tema importante, particularmente la energía renovable. Disponemos de tecnología para producir energía mediante células solares fotovoltaicas y dispositivos termoeléctricos, pero no las utilizamos mucho. ¿Por qué? Esto se debe a que la eficiencia de la conversión de energía fotovoltaica o termoeléctrica es muy baja. Esta eficiencia está determinada por los materiales que utilizamos. Con la nanotecnología se pueden adaptar las propiedades de los materiales, por ejemplo, la forma en que la luz interactúa con un material, o la forma en que los electrones interactúan con los fonones (cuantos de vibraciones reticulares que transportan calor). Ahí es donde creo que se producirá el mayor impacto de la nanotecnología. Las aplicaciones médicas también se verán afectadas, pero no soy un experto en el campo médico para dar ejemplos específicos.    

P: ¿Te encuentras trabajando más en equipo o más solo?
Balandino: Para mi propio trabajo y el de mis alumnos, siempre intento encontrar un equilibrio entre el trabajo individual y el trabajo en equipo. Sigo diciéndoles a mis alumnos que el resultado de la investigación de nuestro grupo tiene que ser mayor que la suma de los resultados individuales. Siempre les digo que hablen entre ellos y se ayuden con los proyectos de cada uno. Pero al final del día, debería haber una persona que tome la iniciativa.     

P: Si trabaja más en equipo, ¿cuáles son algunas de las otras áreas de especialización de los miembros de su equipo?   
Balandino: En mi caso, es algo inusual, porque personalmente hago tanto teoría como experimento. En cuanto a los miembros de mi grupo, muchos de ellos tienen un enfoque particular: uno es mejor en salas blancas, otro es mejor en mediciones térmicas y otro es mejor en microscopía. Lo que intento hacer es que todos tengan cierta exposición a diversas técnicas experimentales. Además, cuando realizan investigaciones experimentales, los presiono para que al menos hagan algo de simulación, utilizando herramientas comerciales adoptadas por la industria. Estoy tratando de mejorar su comerciabilidad para un trabajo futuro y al mismo tiempo brindarles una perspectiva más amplia.  

P: ¿Tu formación universitaria te ayudó en tu trabajo en nanotecnología?
Balandino: Mi experiencia universitaria en el Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MIPT) fue muy útil. Esa era una institución realmente grandiosa donde teníamos muchos estudios fundamentales, que en ese momento tal vez no hubiera apreciado completamente. Ahora entiendo lo importante que era. Aprender los fundamentos le permitirá cambiar de tema más adelante en su carrera. Una vez que comprenda los conceptos básicos, podrá aprender con relativa rapidez todas las novedades que existen. En este momento existe una desafortunada tendencia en Estados Unidos y otros países a realizar una especialización estrecha. A veces los estudiantes llegan a las escuelas de posgrado con enormes lagunas en sus conocimientos fundamentales. Es difícil investigar en nanoestructuras de semiconductores si no se conocen la física del estado sólido y la mecánica cuántica. Incluso a nivel de posgrado, los estudiantes a veces no saben matemáticas; No saben cómo sacar una integral. Si no tienes educación fundamental, es un gran problema.

P: ¿Tiene un mentor? ¿Lo hiciste en tus años universitarios?
Balandino: Tuve mentores, pero tal vez no lo suficientemente temprano como para haberme ayudado mucho. Como resultado, tuve que dar pasos adicionales y fluctuar más, en lugar de recurrir a alguien que podría haberme ayudado de inmediato. Ahora entiendo lo importante que es tener un mentor. El consejo para estudiantes: ¡consiga uno!   

P: Si tuvieras que hacerlo todo de nuevo, ¿seguirías centrándote en las aplicaciones de la nanotecnología?
Balandin: No lo sé. Es difícil saberlo, pero probablemente sí. Aunque mi mamá creía que yo tenía más potencial en campos humanitarios: literatura o teatro. Mis primeros años de escuela secundaria tuvieron otros factores que la gente tal vez no tenga ahora. 

P: ¿Qué consejo tienes para los estudiantes preuniversitarios?
Balandin: Para mí, en algún momento de la escuela secundaria comencé a leer mucha ciencia ficción. Me apasionaba la ciencia ficción, la exploración espacial y leí muchos libros. La ciencia ficción estimuló mi interés por la física, y a partir de ésta comencé a tomarme más en serio las matemáticas. En Rusia teníamos escuelas por correspondencia, que normalmente estaban organizadas por universidades. Mientras estudiaba en la escuela secundaria, aprobé los exámenes de ingreso a la escuela por correspondencia MIPT y estuve expuesto a problemas y tareas de matemáticas y física mucho más complicados. Esta experiencia me ayudó mucho y me preparó para la educación universitaria.

El consejo que tengo para los niños que ahora están en la escuela secundaria es el siguiente: vayan a un campo de ingeniería y luego obtengan un título avanzado: una maestría o mejor un doctorado.

También sugeriría mirar las especializaciones, que por alguna razón no se enfatizan lo suficiente en este país. Un buen ejemplo es el título en ciencia e ingeniería de materiales (MS&E). Tradicionalmente, la gente sabe sobre ingeniería eléctrica, informática e ingeniería mecánica. La mayoría de la gente, cuando piensa en una estación espacial o en un teléfono móvil, piensa en ingeniería eléctrica. Sin embargo, en el centro de todo lo relacionado con la alta tecnología se encuentran los materiales. 

Al planificar la educación, animaría a los estudiantes a pensar en qué trabajo van a tener. Tengo amigos cuyos hijos están ahora en la universidad. Muy a menudo, cuando les pregunto a los niños o a sus padres qué tipo de trabajo tendrán si obtienen un título o alguna especialización muy elegante que hayan elegido, tienen problemas para responder.