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La ferroelectricidad abarataría los dispositivos electrónicos y la computación en la nube

Una nueva clase de materiales orgánicos, desarrollados en la Universidad de Northwestern, cuentan con una propiedad muy atractiva pero difícil de alcanzar: la ferroelectricidad. Según un estudio publicado en la revista 'Nature', estos materiales cristalinos tienen una gran memoria, lo que podría ser muy útil en aplicaciones de memoria informática y dispositivos móviles, incluyendo la computación en nube.
El equipo de químicos orgánicos de Northwestern ha descubierto que podía crear cristales muy largos utilizando sólo dos moléculas orgánicas pequeñas, que se atraen mutuamente. La atracción entre las dos moléculas hace que se autoensamblen en una red ordenada, lo cual es necesario para que un material sea ferroeléctrico.
Según ha apuntado el autor principal del trabajo, Samuel I. Stupp, los compuestos de partida son simples y económicos, lo cual es muy prometedor para sus aplicaciones tecnológicas. En contraste, los materiales ferroeléctricos convencionales ---variedades especiales de polímeros y cerámicas-- son complejos y caros de producir.
"Este trabajo servirá como una guía para el diseño de estos materiales, y para usar la ferroelectricidad de nuevas maneras", ha señalado el investigador, que ha añadido que "este diseño molecular permitirá crear una biblioteca casi infinita de materiales ferroeléctricos".
Los materiales ferroeléctricos exhiben una polarización espontánea eléctrica que puede ser revertida por la aplicación del campo eléctrico de, por ejemplo, una batería. Estas dos orientaciones posibles hacen que estos materiales sean atractivos para los investigadores que desarrollan memorias informáticas, ya que una orientación podría corresponder a un 1 y la otra a un 0 (la memoria informática almacena información en 1 y 0)
"El comportamiento del material es complejo, pero la superestructura es simple", ha señalado otro de los autores, Fraser Stoddart.
Estos nuevos materiales supramoleculares deben sus propiedades a la interacción específica que se repite una y otra vez entre dos pequeñas moléculas orgánicas alternadas. Las dos moléculas complementarias interactúan electrónicamente, con tanta fuerza, que se unen y forman cristales muy largos.
En particular, estos materiales podrían ayudar a abordar el costoso mantenimiento de la computación en nube. Facebook, Google, el correo Web, y otros servicios se almacenan en la nube, y confían en la memoria volátil.
Cuando se apaga la fuente de alimentación, la memoria volátil se olvida de la información que contiene, así que esta energía debe mantenerse siempre encendida. Los materiales ferroeléctricos podrían ser utilizados para crear un tipo de memoria no volátil -con este tipo de memoria, si la alimentación está apagada, la información se conserva. Si la nube y los dispositivos electrónicos operaran con una memoria no volátil, Estados Unidos se ahorraría 6 mil millones de dólares en costos de electricidad, cada año.
Como ocurre a menudo en la ciencia, la casualidad jugó un papel importante en el descubrimiento de estos largos súper-cristales. Los investigadores trataban de desarrollar anillos moleculares en forma de caja, pero, en su lugar, se toparon con estos cristales.
Los investigadores concluyen que "la simplicidad de nuestro sistema puede dotar a muchos materiales con nuevas funciones, y esperamos que motive a químicos e ingenieros a explorar la ferroelectricidad en materiales orgánicos".