Los nanomateriales y el futuro de los dispositivos electrónicos

Escrito por , 17 de enero de 2014 a las 08:30
Los nanomateriales y el futuro de los dispositivos electrónicos
Tecnología

Los nanomateriales y el futuro de los dispositivos electrónicos

Escrito por , 17 de enero de 2014 a las 08:30

Gobiernos, compañías y universidades en todo el mundo compiten en el campo de la ciencia y la tecnología para investigar, producir y buscar aplicaciones para los nanomateriales y sus impresionantes listas de propiedades.

La nanotecnología está lista para revolucionar por completo nuestras vidas, a pesar de que hace un par de décadas que se vienen debatiendo sus implicaciones futuras, poco a poco ese futuro comienza a llegar. Al igual que muchos otros tipos de tecnología e innovación, aún hoy la nanotecnología levanta alarmas en cuanto al impacto que puede causar en el ambiente o en la economía.

La producción de nanomateriales es una de las principales áreas que despiertan mayor interés en los últimos años. El estudio y manipulación de la materia a niveles atómicos ha posibilitado el desarrollo de materiales, dispositivos y estructuras en el rango de 1 a 100 nanómetros.

Estos conceptos fueron expuestos ya hace más de 40 años por el físico Richard Feynman, quien explicaba que no había impedimentos físicos fundamentales por los cuales los materiales no pudiesen ser fabricados manipulando sus átomos de manera individual. Curiosamente hay indicios de que los nanomateriales han sido usados por los humanos por cientos de años, por ejemplo, el color rojo ruby de algunos cristales es debido a que nanopartículas de oro quedan atrapadas en la matriz del cristal.

Los nanomateriales tienen aplicaciones casi infinitas hasta donde sabemos, con la posibilidad de causar mejoras significativas en los campos de la medicina, electrónica, informática, alimentación, etc. Las investigaciones relacionadas con su uso han visto también un incremento sustancial en soporte económico tanto privado como gubernamental en los últimos años.

La enorme variedad de nanomateriales es increíble, y su rango de propiedades y aplicaciones parece ser casi infinito. El desarrollo de dispositivos electrónicos extraordinariamente pequeños que podrían lograr que nos olvidemos de una vez por todas de la famosa Ley de Moore y sus preocupaciones respecto al imposible encogimiento eterno de los circuitos integrados, podrían hacerse realidad gracias a la nanotecnología.

Nanomateriales

El grafeno y los nanotubos de carbono

El grafeno desde hace algún tiempo viene postulándose como el candidato a sustituir el silicio como material en la fabricación de circuitos integrados. Con el grafeno podrían fabricarse dispositivos más pequeños y más poderosos. El grafeno de alta calidad es fuerte, ligero, casi transparente y un excelente conductor de calor y electricidad. El grafeno tiene una dureza muy superior a la del acero y cercana al diamante, es capaz de autoenfriarse y autorepararse, apenas se calienta al transportar corriente y consume menos energía que el silicio.

Los nanotubos de carbono son cilindros de una o más capas de grafeno, sus diámetros varían entre los 0.8 nm hasta los 20 nm. Ya en  2013 la producción de nanotubos de carbón excedía las varias miles de toneladas por año, que se usan para diversos propósitos como: almacenamiento de energía, partes automotrices, materiales deportivos, filtros de agua, materiales electrónicos delgados, recubrimientos, campos electromagnéticos, y más. Actualmente la mayoría de las investigaciones que se realizan en la industria tecnológica se enfocan en el uso de estos materiales, y su integración en los dispositivos electrónicos.

Nanomateriales

Pantallas flexibles y más grandes

Recientemente la compañía 3M anunció que comenzará a vender láminas flexibles, transparentes y con propiedades conductivas, hechas de nanocables de plata para ser usadas en pantallas táctiles. Lo que podría con el tiempo resultar en una adopción más amplia para otro tipo de pantallas más grandes. Y estas láminas flexibles podrían usarse en el futuro para dispositivos electrónicos que puedan doblarse.

Debido a los materiales utilizados actualmente para fabricar las pantallas táctiles, el tamaño y el diseño están limitados, ya que la señal eléctrica debe viajar desde donde se toca hasta el borde de la pantalla en que se recoge. Si la señal tiene que ir demasiado lejos se hace muy débil y la pantalla no es lo suficientemente sensible. En cambio en las láminas flexibles los nanocables pueden expandirse sobre una superficie más grande y casi vacía y seguir siendo altamente conductiva. Además de esto pueden ser aplicadas sobre láminas de plástico como el de una botella de agua, en lugar de cristal.

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