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Descubren cómo crear discos duros diminutos

La nanotecnología permitirá desarrollar laptops más baratas

Dos europeos obtuvieron este año el Premio Nobel de Física por un descubrimiento en nanotecnología que permite miniaturizar discos duros de computadoras personales y reproductores de música.

Albert Fert, de la Universidad del Sur de París, en Francia, y Peter Grünberg, del Instituto For-schungszentrum Jülich, de Alemania, compartirán el premio de un millón 540 mil dólares por el descubrimiento de un fenómeno conocido como “magnetorresistencia gigante” o GMR. Este sistema hace posible leer información almacenada en la superficie de un disco magnético.

Los dos premiados observaron el efecto de manera independiente a finales de los años 80. El primer cabezal de lectura comercial que utilizaba GMR fue lanzado en 1997 y pronto se convirtió en una tecnología estándar. Sin el sistema GMR, sería imposible almacenar más de una canción en un iPod de Apple.

Según la explicación de la Real Academia de Ciencias de Suecia, el sistema GMR “puede ser considerado una de las primeras aplicaciones reales del prometedor campo de la nanotecnología”.

Jim Al-Khalili, profesor de física de la Universidad de Surrey, comentó: “No es bueno tener discos duros con capacidad de almacenar gigabites de información si no podemos tener acceso a ella”.

Añade que “la tecnología que apareció gracias al descubrimiento del GMR permite a los sensores de discos duros leer y escribir muchos más datos, lo que a su vez se traduce en mayor memoria y computadoras más baratas y confiables”.

El profesor Al-Khalili añadió: “GMR es uno de esos fenómenos maravillosos provenientes del extraño mundo de la física cuántica, cuyo uso se ha aprovechado de manera muy rápida”.

GMR se basa en hacer capas extremadamente delgadas alternadas de metales no magnéticos como el cromo y de metales magnéticos como el hierro. Cada capa está conformada por apenas unos cuantos átomos. En este sistema, cambios magnéticos muy pequeños producen grandes diferencias en la resistencia eléctrica. Es ideal para leer información de los discos duros, la cual es grabada magnéticamente, y para ser convertida en corriente eléctrica.

Un equipo de investigación encabezado por Stuart Parkin, del Centro de Investigación Almaden de IBM, en California, jugó un papel clave para convertir el descubrimiento de la GMR en un mecanismo práctico para la industria de la electrónica. Stuart Parkin podría sentirse decepcionado por no compartir el premio con el profesor Fert y el profesor Grünberg.

El sistema GMR es la primera manifestación de un nuevo tipo de electrónica llamada magnetoelectrónica o espintrónica, que aprovecha el espín del electrón, así como su carga eléctrica.

La espintrónica hace uso de fenómenos cuánticos que se manifiestan sólo en las extremadamente pequeñas dimensiones del mundo de la nanotecnología.

Algunos investigadores han ido más allá de la GMR para crear un sistema similar utilizando capas de material aislante de la electricidad.

Esto crea un efecto llamado “magnetorresistencia túnel”, o TMR, en el que puede crearse un efecto eléctrico aún más grande con campos magnéticos muy débiles.

Una pila de papel que funciona con sangre o sudor

Investigadores de Estados Unidos desarrollaron una pila eléctrica con un aspecto similar al del papel negro. Ligera, flexible y fácilmente biodegradable, puede funcionar con sangre o transpiración humana.

"Un trozo de papel ordinario con su estructura molecular reorganizada". Así definen los científicos del Rensselaer Polytechnic Institute a la pila que crearon. Es que conjugando un 90% de celulosa y un 10% de nano-tubos de carbono que actúan como electrodos y permiten conducir la corriente, han logrado desarrollar una batería que resulta ser ultraligera, extremadamente fina y totalmente flexible. Se parece a una simple hoja de papel negro.

Apta para temperaturas que van desde -37,8 grados hasta +148,9 grados centígrados, funciona como una pila común de litio o como un super condensador que almacene electricidad, elementos separados en la mayoría de los sistemas eléctricos.

La pila puede ser arrollada, plegada, retorcida o cortada en varios fragmentos sin perder sus propiedades o capacidades técnicas. También se pueden apilar pilas para incrementar su capacidad.

Es además ecológica, ya que es fácilmente biodegradable y no contiene ninguna sustancia química tóxica. Puede así ser usada como fuente eléctrica para equipamientos implantados en el cuerpo humano, como marcapasos o desfibriladores, utilizando electrolitos naturales existentes en el sudor, la orina y la sangre humana para ser activados y producir electricidad.

Los nanotubos podrían mejorar la conducción térmica en la electrónica

(NC&T) Los chips dentro de un dispositivo electrónico emiten calor como un subproducto de su consumo eléctrico cuando el equipo está activado. Para reducir las altas temperaturas, se pegan disipadores de calor (dispositivos con aletas hechas de metales conductores como el aluminio o el cobre) a la parte posterior de los chips para "extraer" la energía térmica del microprocesador y transferirla al aire circundante. En ocasiones, se utilizan ventiladores o fluidos para mejorar el proceso de enfriamiento, pero eso aumenta el peso y el tamaño del dispositivo.

Utilizando estructuras de microaletas hechas de conjuntos de nanotubos de carbono de pared múltiple montados en la parte posterior de chips de silicio, los investigadores, del Instituto Politécnico Rensselaer y de la Universidad de Oulu en Finlandia, han demostrado que los nanotubos pueden disipar el calor de los chips tan eficazmente como el cobre, el material más popular, pero también más costoso, utilizado en las aplicaciones para el control térmico. Y los nanotubos son más flexibles, resistentes y diez veces más ligeros que cualquier otro material disponible para disipar calor.

Cuando son reducidos a dimensiones submilimétricas, la integridad de los materiales usados comúnmente como estructuras de refrigeración, se deteriora mucho. El silicio se vuelve muy quebradizo y se fragmenta fácilmente, mientras que otras estructuras metálicas se vuelven maleables y débiles.

Sin embargo, los nanotubos de carbono mantienen su combinación impresionante de alta resistencia, bajo peso, y excelente conductividad. Además, los disipadores de calor hechos de nanotubos de carbono pueden producirse a costos muy competitivos.

Si se compara con un chip sin un medio de refrigeración, el chip equipado con un disipador de calor de nanotubos es capaz de extraer un 11 por ciento más de calor. Este porcentaje es comparable con los obtenidos utilizando los disipadores de calor fabricados con los mejores conductores térmicos convencionales.

Los investigadores continúan explorando diversas técnicas para seguir perfeccionando las capacidades de refrigeración de los nanotubos, mejorando la interfaz térmica entre el chip y los nanotubos, agrandando el área de la superficie de disipación de calor y perfeccionando la geometría del conjunto de aletas.

Pantallas electrónicas en la ropa podrían promover una revolución en la iluminación

NC&T) Se ha iniciado un proyecto internacional de investigación que podría ayudar a lograr la comercialización masiva de los diodos orgánicos emisores de luz (OLEDs, por sus siglas en inglés), lo que podría tener grandes implicaciones tecnológicas y disminuir en grado notable el costo anual del alumbrado.

Como los dispositivos son delgados y flexibles, las fuentes de luz ambiental y las pantallas electrónicas podrían, por vez primera, ser creadas sobre casi cualquier material, para que, entre otras aplicaciones, la ropa y los embalajes pudiesen mostrar información electrónica.

La utilización de estos dispositivos podría variar desde fuentes de luz mucho más eficientes que las bombillas actuales, hasta ropa cuyos colores puedan cambiarse a voluntad, y latas de cerveza que muestren los últimos resultados de partidos de fútbol, por ejemplo.

En la actualidad, estos dispositivos se emplean como displays en algunos teléfonos móviles y reproductores de MP3, pero no son lo bastante fiables para las pantallas más grandes como las de receptores de TV y los monitores de ordenador, ya que dejan de funcionar después de algunos meses.

Pero ahora un consorcio internacional de investigadores, dirigidos por la Universidad de Bath, en el Reino Unido, ha comenzado un proyecto de tres años de duración para perfeccionar la tecnología subyacente en los dispositivos, ayudando así a hacerlos lo bastante eficientes como para lograr los ambiciosos objetivos comentados.

El consorcio, denominado Modecom, consta de 13 grupos procedentes de nueve universidades y dos compañías. Del Reino Unido, hay tres grupos. De EE.UU., seis. Y de China, Bélgica, Italia y Dinamarca, uno cada uno.

Los dispositivos aprovechan un descubrimiento hecho alrededor de 15 años atrás, el de que algunos polímeros tienen la rara propiedad de poder convertir la electricidad en luz, o la luz en electricidad, dependiendo de cómo se fabriquen los dispositivos.

Como estos polímeros son delgados y flexibles, podrían emplearse en una gran variedad de formas:

-Como una ventana transparente. Ésta sería una ventana convencional durante el día, pero cuando anocheciera, al accionar un interruptor de encendido, toda el área de la ventana emitiría luz de una forma más eficiente que las bombillas convencionales o las lámparas de bajo consumo.

-Prendas de vestir capaces de cambiar de color al oprimir un botón.

-Vestidos hechos con tiras de estos polímeros que funcionarían con energía solar, permitiendo mostrar mensajes electrónicos actualizables. Esto podría ser útil para los servicios de emergencia tales como la policía o las ambulancias.

-Embalajes para artículos de uso común que muestren mensajes electrónicos tales como advertencias para la salud o recetas, o que incluso puedan emitir luz.

-Como una fuente de energía solar para recargar las baterías de los teléfonos móviles.

-Como fuentes de energía solar de poco peso, que podrían ser enrolladas y guardadas, y que también resultarían ideales para las personas que requieren de electricidad en ubicaciones remotas, como investigadores de campo, montañistas, marineros y personal militar, entre otros.