Un grupo de científicos argentinos del Conicet participa de un proyecto internacional para el desarrollo de nuevos materiales que permitan hacer frente a uno de los grandes desafíos actuales: minimizar el consumo de energía en diferentes dispositivos, lo que implica entre otras cosas «cambiar el concepto de nanotecnología como manipulación a escala atómica al de producción de bienes de consumo masivos”, explicó uno de ellos.
La iniciativa, cuya clave es innovar en los materiales que se usan para fabricar dispositivos -tanto para reducir el consumo energético como para recuperar parte de lo que se pierde en forma de calor- parte de la “obligación” de pensar en formas más eficientes y sustentables del uso energético, lo que resulta en un valioso cuidado del medio ambiente.
“El objetivo es tratar de ir más allá de la tecnología de la que se dispone y minimizar el consumo de energía en diferentes dispositivos mediante el uso de materiales más eficientes”, explicó Myriam Aguirre, investigadora argentina de la Universidad de Zaragoza (Unizar) y coordinadora del proyecto. “Para esto necesitamos poder coordinar conocimiento y experiencia en diferentes campos: tanto en el diseño y obtención de los nuevos materiales como en la medición de propiedades a la nanoescala y la modelización de las mismas”, agregó en un artículo publicado por el Conicet.
Por eso, del proyecto -de cuatro años de duración y un financiamiento de la Unión Europea por 711.000 euros- participan ocho universidades y centros de investigación de larga trayectoria en nanotecnología, de España, Francia, Suiza y Japón, además de tres argentinas: la Universidad Nacional de San Martín (Unsam), la Universidad Tecnológica Nacional (UTN) y la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA).
Bajo el nombre “Spin, Conversión, Logic & Storage in Oxide-Based Electronics (Spicolost)”, la iniciativa está enfocada en desarrollar e implementar films delgados y nanoestructuras con funcionalidades eléctricas y magnéticas que permitan optimizar la performance de los dispositivos actuales y disminuir el consumo de energía sin aumentar los costos.
“Este proyecto no solo reúne investigadores que comparten temáticas con cierta orientación similar, sino que potencia una trayectoria de trabajo y hace posible concretar ideas que teníamos ya planteadas hace años: rediseñar el mapa de la nanotecnología como la conocemos, cambiar el concepto de nanotecnología como manipulación a escala atómica al de producción de bienes de consumo masivos”, explicó Eugenio Otal, quien coordina el capítulo argentino del proyecto junto con las investigadoras Ana María Llois, Laura Steren, de la CNEA.
Las áreas de investigación en las que trabaja esta red de científicos comprenden la expansión de la espintrónica y el desarrollo y optimización de materiales magnetoeléctricos y termoeléctricos. “Un material termoeléctrico absorbe calor y lo transforma en energía eléctrica.
Esto se puede implementar por medio de dispositivos miniaturizados dentro de un reloj inteligente, teléfono celular o una computadora portátil”, explicó Otal, investigador del Conicet en la Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa (Unidef, Conicet-Ministerio de Defensa) y profesor de la UTN.
“Estos materiales recapturan el calor que comúnmente se pierde al ambiente y lo transforman en energía eléctrica para realimentar los equipos, reduciendo el consumo y alargando la autonomía de las baterías”, añadió.
En tanto, los materiales denominados magnetoeléctricos son aquellos cuyas propiedades magnéticas se pueden controlar con pequeños pulsos eléctricos, es decir, con ínfimo consumo de energía, y permitirán por ejemplo optimizar dispositivos como los discos rígidos, que se basan en materiales denominados ferromagnéticos.
“Estos materiales nos permitirían reducir el consumo de energía para almacenar información”, precisó Llois, quien es además profesora de la Unsam.
El otro área del proyecto Spicolost busca profundizar y expandir las aplicaciones posibles de la espintrónica, una poderosa tecnología emergente que hasta ahora se usa para la lectura de datos. La electrónica, explicaron desde el Conicet, se basa en el uso de la carga eléctrica de los electrones para generar corriente.
Pero los electrones tienen, además de la carga, una propiedad cuántica denominada espín, que se describe como una rotación sobre su propio eje, que aumenta el potencial para diseñar y fabricar dispositivos con más funcionalidades que permitan, por ejemplo, leer información almacenada en un disco rígido a mayor velocidad.
“Normalmente la conducción de energía se produce por medio de la carga de los electrones, se enchufa un dispositivo y circula corriente.
La espintrónica se basa en generar flujos de información, pero no a partir de la carga sino del espín del electrón. Esto permite trasladar información, pero sin disipar calor”, detalló Aguirre.
Además de rediseñar el modelo actual de consumo energético, la iniciativa busca optimizar el funcionamiento de dispositivos sin introducir mayores costos en las cadenas de producción.