Tendencias21
Crean por primera vez nanodispositivos electrónicos tridimensionales y flexibles

Crean por primera vez nanodispositivos electrónicos tridimensionales y flexibles

Las técnicas de fabricación usadas hasta ahora a nivel nanométrico han funcionado para crear estructuras en dos dimensiones, sin embargo han fracasado para crear estructuras tridimensionales. Ahora, una serie de nuevas técnicas han abierto nuevas posibilidades en este campo, ya que permiten doblar materiales a nano escala para crear estructuras y dispositivos electrónicos tridimensionales diminutos. Según los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) que están desarrollando estas técnicas, su propuesta puede mejorar la capacidad de almacenamiento de los ordenadores y ayudará a crear nuevos dispositivos nanofotónicos. Por Raúl Morales.

Crean por primera vez nanodispositivos electrónicos tridimensionales y flexibles

Un equipo de investigadores, liderado por George Barbastathis, está desarrollando los principios básicos de “nano-origami,” una nueva técnica que permite que los ingenieros doblen materiales a nano escala en estructuras tridimensionales simples.

Los materiales doblados minúsculos se podrían utilizar como motores y condensadores, con el objetivo de mejorar potencialmente la capacidad de almacenamiento de la memoria de un ordenador, microprocesadores más rápidos y nuevos dispositivos nanofotónicos.

Las técnicas de la fabricación micro- y nano- tradicionales, tales como litografía de rayos X y de la nano-impresión, funcionaron muy bien para las estructuras de dos dimensiones, y son utilizadas generalmente para construir microprocesadores y otros dispositivos micro-eléctrico-mecánicos (MEMS). Sin embargo, no pueden crear estructuras tridimensionales.

“Queremos tomar todas las preciosas herramientas que se han desarrollado para 2-D y hacer cosas tridimensionales”, dice a Tony Nichol, graduado de ingeniería mecánica que trabaja en el proyecto, en un comunicado.

El equipo del MIT usa herramientas de litografía convencional para diseñar materiales 2-D a nanoescala para después doblarlos en capas tridimensionales predeterminadas, abriendo un nuevo abanico de posibles aplicaciones. La dificultad radica en doblar algo cien veces más delgado que un cabello humano y luego darle una aplicación en la electrónica.

Más pequeño, más rápido

Los investigadores ya han demostrado que, de esta manera, es posible crear un condensador a nanoescala en 3-D.

El modelo ahora creado sólo tiene una capa pero sus creadores indican que, cuantas más capas se añadan, más energía el condensador puede almacenar. Esas capas extra proporcionan un flujo de información más veloz, casi como ocurre en el caso del cerebro humano, cuyas tupidas capas permiten una comunicación eficaz y rapidísima entre las distintas regiones cerebrales, asegura Nader Shaar, uno de los ingenieros mecánicos que trabajan en este proyecto.

Uno de los mayores retos con los que los investigadores se han tenido que enfrentar ha sido el de cómo doblar adelante y atrás, en una estructura parecida al de un acordeón, los materiales, así como hacerlo para que las diferentes caras del material se alineen con precisión.

Han trabajado de diferentes maneras para que los nanomateriales se doblaran como ellos necesitaban. En primera lugar, depositando metal (habitualmente cromo) en la superficie en la que se quiere que se produzca la doblez. Esto hace que el material se ondule hacia arriba, pero no permite dobleces tipo “acordeón”, como pretenden los ingenieros.

Haces de helio

Otra de las técnicas usadas ha sido la de dirigir un haz de iones de helio hacia el lugar exacto de la doblez. Los haces graban patrones que harán que el material se doble una vez sean retirados de la superficie. Los haces de alta-energía van hacia la parte baja del material y provocan que se doble hacia arriba; los haces de baja-energía se acumulan en la parte alta del material y hacen que éste se doble hacia abajo.

Los investigadores también han probado integrando cables de oro en el material. Una corriente que corre a través de los cables de oro interactúa con un campo magnético externo, creando una fuerza Lorentz (fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica) que hace que la superficie se levante. Esta técnica, explican, es una forma de autoensamblaje dirigido, en el que los diseñadores proporcionan un modelo y luego dejan que el dispositivo se ensamble por sí mismo.

Las diferentes capas pueden ser fabricadas con unos cuantos tipos de materiales diferentes, como silicio, nitruro de silicio (un tipo de cerámica) y un polímero conocido como el SU-8.

Una vez que el material está doblado gracias una de estas técnicas, la parte más complicadas es hacer que las caras se alineen correctamente. Los investigadores han desarrollado algunas maneras para conseguirlo: usando imanes, adosando polímeros en ciertos puntos de la superficie y después fundiéndolos o sellando las dos partes.

Todavía están trabajando en conseguir crear un cubo a nanoescala alineado con la suficiente precisión. Shaar, supervisado por la profesora de ingeniería mecánica Carol Livemore, han creado un método muy prometedor que usa tres pares de agujeros que casan y protuberancias para empujar los bordes y las caras y que se alineen.

Los investigadores están totalmente sumergidos en el fase de desarrollo de estos nano dispositivos, pero ya han empezado a pensar en cómo usar esta tecnología. “Ya nos hemos imaginado los componentes básicos, ahora estamos empezando a divertirnos imaginando algunas de sus aplicaciones”.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Un enorme desierto en Asia se está transformando en un vergel gracias al cambio climático 1 junio, 2025
    Los hallazgos de un nuevo estudio muestran que la ecologización del desierto de Thar ha sido impulsada principalmente por más lluvias durante las temporadas de monzones de verano, un aumento del 64% en las precipitaciones en general por el cambio climático y, en segundo lugar, por la infraestructura de riego que lleva el agua subterránea […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • La NASA está observando una enorme y creciente anomalía en el campo magnético de la Tierra 31 mayo, 2025
    La NASA está haciendo un seguimiento detallado de la "abolladura" o "bache" en el campo magnético terrestre descubierta en 1961, que crece rápidamente y podría ser el preludio de una inversión geomagnética: ocurre cuando los polos magnéticos norte y sur intercambian posiciones.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Los árboles pueden predecir las erupciones volcánicas 30 mayo, 2025
    La NASA, en colaboración con el Instituto Smithsonian, en Estados Unidos, está desarrollando nuevos métodos para anticipar erupciones volcánicas. Cuando el magma asciende a la superficie libera dióxido de carbono, y los árboles cercanos que absorben ese gas se vuelven más verdes y frondosos. Satélites como Landsat 8 vigilan la vegetación en zonas volcánicas, captando […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los delfines se ponen nombres "en clave" 30 mayo, 2025
    Un nuevo estudio ha identificado que los delfines no solo se dan nombres para reconocerse, sino que además estas denominaciones podrían esconder información secreta o "en clave", que estaría ligada a los sistemas sociales que sustentan el equilibrio de sus comunidades.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Sorprenden a una “estrella araña” devorando a su compañera 30 mayo, 2025
    Una colaboración internacional de astrónomos ha identificado un extraño sistema estelar en el que un púlsar conocido como “estrella araña” devora material de su estrella compañera, en un hallazgo que representa un eslabón perdido en la evolución de sistemas binarios compactos. 
    Redacción T21
  • Planetas a la deriva: el origen caótico de los mundos lejanos respalda la existencia del Planeta Nueve 30 mayo, 2025
    En los márgenes más remotos de los sistemas planetarios, gigantes invisibles orbitan en silencio. Un nuevo modelo sugiere que estos mundos distantes son productos inevitables del caos primordial que reina cuando las estrellas y sus planetas compiten por sobrevivir en los abarrotados viveros estelares. ¿Podría nuestro propio Sistema Solar albergar uno de estos esquivos colosos?
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Unas gafas de realidad mixta devuelven "el mundo entero" a las personas con pérdida parcial de la visión 29 mayo, 2025
    Una técnica desarrollada por oftalmólogos e informáticos canadienses devuelve la visión perdida a personas afectadas por una lesión cerebral, que han sufrido la reducción de gran parte de su campo visual. Las gafas de realidad mixta registran y "proyectan" ese sector que las personas no pueden ver con sus ojos.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Primer combate de kickboxing con robots humanoides 29 mayo, 2025
    En Hangzhou, China, se celebró el 25 de mayo de 2025 el primer torneo mundial de kickboxing entre robots humanoides, un espectáculo que, según los organizadores, marcó “un momento histórico en la integración de la Inteligencia Artificial (IA) en los deportes de combate”. 
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Primera evidencia directa del pensamiento simbólico neandertal 29 mayo, 2025
    El meticuloso análisis de un canto rodado del Paleolítico Medio aporta una prueba tangible del comportamiento simbólico y la capacidad de abstracción de los últimos neandertales que habitaron la Península Ibérica, pudiendo representar una de las primeras simbolizaciones faciales conocidas.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Un "cóctel antienvejecimiento" alarga un 30% la vida en roedores 29 mayo, 2025
    Los científicos han probado un cóctel de medicamentos antienvejecimiento en ratones y descubrieron que extendía la vida útil de los animales en alrededor del 30 %. Los roedores también se mantuvieron más saludables por más tiempo, con menos inflamación crónica y retraso en el inicio de enfermedades como cáncer.
    Redacción T21