Imagen del sistema. Fuente: Northwestern University.
Dado que los dispositivos electrónicos se construyen cada vez más pequeños, los materiales con los que se hacen los circuitos comienzan a perder sus propiedades y a ser controlados por los fenómenos de la mecánica cuántica. Para superar esta barrera física, los científicos han comenzado a diseñar y construir circuitos en múltiples dimensiones, con componentes apilados unos encima de otros.
Un equipo de investigadores de la Northwestern University ha contemplado un enfoque diferente a los que ha habido hasta ahora. Los científicos han hecho que los materiales electrónicos sean reconfigurables, es decir, que pueden reorganizarse para satisfacer diferentes necesidades computacionales en diversos momentos, según publica dicha Universidad en un comunicado.
"Nuestra tecnología ‘conductora’ permite aplicar un flujo directo de corriente a un trozo de material continuo", ha señalado Bartosz A. Grzybowski, director de la investigación. "Es como redirigir un río, donde las corrientes de electrones pueden ser dirigidas en múltiples direcciones a través de un bloque de material, e incluso pueden reconducirse múltiples flujos que fluyen en direcciones opuestas al mismo tiempo".
Grzybowski es profesor de Ingeniería Química y Biológica en la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Northwestern University, y profesor de Química en el Colegio Weinberg de Artes y Ciencias.
El material desarrollado combina diferentes aspectos del silicio con un polímero, a través de circuitos electrónicos, con la finalidad de generar una nueva clasificación de materiales: las nanopartículas electrónicas.
El estudio, en el que los autores dan a conocer la creación preliminar de los componentes electrónicos con el material híbrido, fue publicado en Internet el 16 de octubre por la revista Nature Nanotechnology y será recogido también en la portada de la revista en la edición impresa del mes de noviembre.
Posibilidades del nuevo material
"Además de actuar como puente en tres dimensiones entre las tecnologías existentes, el carácter reversible de este nuevo material podría permitir a un ordenador redireccionar y adaptar su propio circuito con lo que se requiera en un momento específico del tiempo", ha apuntado David A. Walker, otro de los autores del estudio y estudiante de posgrado en el grupo de investigación de Grzybowski.
Un equipo de investigadores de la Northwestern University ha contemplado un enfoque diferente a los que ha habido hasta ahora. Los científicos han hecho que los materiales electrónicos sean reconfigurables, es decir, que pueden reorganizarse para satisfacer diferentes necesidades computacionales en diversos momentos, según publica dicha Universidad en un comunicado.
"Nuestra tecnología ‘conductora’ permite aplicar un flujo directo de corriente a un trozo de material continuo", ha señalado Bartosz A. Grzybowski, director de la investigación. "Es como redirigir un río, donde las corrientes de electrones pueden ser dirigidas en múltiples direcciones a través de un bloque de material, e incluso pueden reconducirse múltiples flujos que fluyen en direcciones opuestas al mismo tiempo".
Grzybowski es profesor de Ingeniería Química y Biológica en la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Northwestern University, y profesor de Química en el Colegio Weinberg de Artes y Ciencias.
El material desarrollado combina diferentes aspectos del silicio con un polímero, a través de circuitos electrónicos, con la finalidad de generar una nueva clasificación de materiales: las nanopartículas electrónicas.
El estudio, en el que los autores dan a conocer la creación preliminar de los componentes electrónicos con el material híbrido, fue publicado en Internet el 16 de octubre por la revista Nature Nanotechnology y será recogido también en la portada de la revista en la edición impresa del mes de noviembre.
Posibilidades del nuevo material
"Además de actuar como puente en tres dimensiones entre las tecnologías existentes, el carácter reversible de este nuevo material podría permitir a un ordenador redireccionar y adaptar su propio circuito con lo que se requiera en un momento específico del tiempo", ha apuntado David A. Walker, otro de los autores del estudio y estudiante de posgrado en el grupo de investigación de Grzybowski.
Bartosz A. Grzybowski. Fuente: Northwestern University
Imagine un dispositivo que se reconfigura en una resistencia, un rectificador, un diodo y un transistor basado en señales de un ordenador.
Los circuitos multidimensionales podrían ser reconfigurados en nuevos circuitos electrónicos, mediante una secuencia de entrada variada de impulsos eléctricos.
El material híbrido se compone de partículas eléctricas conductoras, cada una de cinco nanómetros de ancho -un nanómetro es una mil millonésima de metro-, recubierta con una sustancia química especial con carga positiva.
Las partículas están rodeadas por un mar de átomos con carga negativa que equilibran las cargas positivas fijas en las partículas. Mediante la aplicación de una carga eléctrica a través del material, los pequeños átomos negativos se pueden mover y configurar de nuevo, pero las partículas positivas de mayor tamaño no son capaces de moverse.
Modulación de diversas áreas
Al mover este mar de átomos negativos alrededor del material, las regiones de baja y alta conductividad pueden ser moduladas; el resultado es la creación de una vía dirigida que permite a los electrones fluir a través de dicho material.
Las antiguas vías pueden ser borradas y las nuevas pueden empujar y tirar de ese mar de átomos negativos. Los componentes eléctricos más complejos, tales como diodos y transistores, se pueden crear cuando se utilizan múltiples tipos de nanopartículas.
En el estudio, titulado originalmente "Dynamic Internal Gradients Control and Direct Electric Currents Within Nanostructured Materials", además de Grzybowski y Walker, han participado otros autores como Hideyuki Nakanishi, Paul J. Wesson, Yan Yong, Soh Siowling y Swaminathan Sumanth, de la Northwestern, y Kyle JM Bishop, ex miembro del grupo de investigación Grzybowski, que ahora trabaja en la Universidad de Pennsylvania.
Los circuitos multidimensionales podrían ser reconfigurados en nuevos circuitos electrónicos, mediante una secuencia de entrada variada de impulsos eléctricos.
El material híbrido se compone de partículas eléctricas conductoras, cada una de cinco nanómetros de ancho -un nanómetro es una mil millonésima de metro-, recubierta con una sustancia química especial con carga positiva.
Las partículas están rodeadas por un mar de átomos con carga negativa que equilibran las cargas positivas fijas en las partículas. Mediante la aplicación de una carga eléctrica a través del material, los pequeños átomos negativos se pueden mover y configurar de nuevo, pero las partículas positivas de mayor tamaño no son capaces de moverse.
Modulación de diversas áreas
Al mover este mar de átomos negativos alrededor del material, las regiones de baja y alta conductividad pueden ser moduladas; el resultado es la creación de una vía dirigida que permite a los electrones fluir a través de dicho material.
Las antiguas vías pueden ser borradas y las nuevas pueden empujar y tirar de ese mar de átomos negativos. Los componentes eléctricos más complejos, tales como diodos y transistores, se pueden crear cuando se utilizan múltiples tipos de nanopartículas.
En el estudio, titulado originalmente "Dynamic Internal Gradients Control and Direct Electric Currents Within Nanostructured Materials", además de Grzybowski y Walker, han participado otros autores como Hideyuki Nakanishi, Paul J. Wesson, Yan Yong, Soh Siowling y Swaminathan Sumanth, de la Northwestern, y Kyle JM Bishop, ex miembro del grupo de investigación Grzybowski, que ahora trabaja en la Universidad de Pennsylvania.