¡10 veces más que un rayo!

La combinación de una nueva clase de materiales emergente, los óxidos complejos, junto con la reciente creación de un nuevo tipo de transistores electroquímicos, se han convertido en una poderosa herramienta, capaz de generar campos eléctricos 10 veces mayores a los de un rayo. Este descubrimiento, supone una revolución en los campos de la nanotecnología y la ciencia energética básica permitiendo la posibilidad de cambiar drásticamente el comportamiento de un material aplicando tan sólo un campo eléctrico.

19/06/2012

La combinación de una nueva clase de materiales emergente, los óxidos complejos, junto con la reciente creación de un nuevo tipo de transistores electroquímicos, se han convertido en una poderosa herramienta, capaz de generar campos eléctricos 10 veces mayores a los de un rayo. Este descubrimiento, supone una revolución en los campos de la nanotecnología y la ciencia energética básica permitiendo la posibilidad de cambiar drásticamente el comportamiento de un material aplicando tan sólo un campo eléctrico.

La investigación fue realizada por el Grupo de Física de Materiales Complejos, de la Facultad de Físicas de la Universidad Complutense de Madrid pertenecientes al Clúster de Materiales para el Futuro dentro del Campus Moncloa que utilizando este transistor han logrado el control de la transición superconductor aislante aplicando tan solo un campo eléctrico.

Desde tiempos ancestrales, los fenómenos eléctricos han cautivado, maravillado y preocupado a la humanidad. Fenómenos tan sorprendentes como los rayos se encuentran relacionados en todas las culturas con la manifestación del enfado y la ira de alguna divinidad. Zeus, padre de todos los dioses griegos, Júpiter, dios de los romanos, o Thor, dios nórdico, eran quienes lanzaban los rayos desde el cielo tras forjarlos a golpe de martillo sobre sus yunques. Con el avance del tiempo y el progreso tecnológico, se hizo fundamental el estudio y control de la electricidad y así mismo, los medios y materiales en los que se conduce.

Además de los conocidos metales, que tienen la capacidad de conducir la electricidad, y de los denominados aislantes que no la tienen, existe toda una serie de materiales con distintas comportamientos eléctricos, tales como los semiconductores o los superconductores. Los tan usados semiconductores, poseen una resistencia intermedia entre metales y aislantes y son la base de la tecnología electrónica actual, mientras que los superconductores, son conductores perfectos y permiten el paso de la corriente sin disipación de energía.

Nuestro día a día se encuentra repleto de dispositivos electrónicos basados en semiconductores. Millones de estos transistores semiconductores son producidos cada año para hacer funcionar aparatos que son imprescindibles para nosotros tales como coches, ordenadores, o teléfonos móviles. Sin duda alguna, la revolución tecnológica del último siglo, ha sido gracias a dichos materiales semiconductores, permitiendo el control y el desarrollo de dispositivos tan sofisticados como los sistemas de navegación por satélite o las pantallas táctiles ahora tan demandadas.

El funcionamiento de los actuales transistores está basado en la posibilidad de controlar la capacidad de conducción de los semiconductores utilizando un campo eléctrico. Teniendo en mente este simple principio, el reciente desarrollo de un nuevo concepto de transistores y el descubrimiento de otros compuestos más allá de los semiconductores ofrece una doble alternativa y da un paso más, generando nuevos y excitantes desafíos para la ciencia básica y sus aplicaciones.

La idea de este nuevo transistor está basada en la utilización de un líquido iónico, ofreciendo unas propiedades físico-químicas extraordinarias. La polarización debida a las cargas libres del líquido da lugar a campos eléctricos muy intensos llegando a ser 10 veces superiores a los de un rayo. Un nuevo tipo de materiales emergentes, los denominados óxidos complejos, están cerca de una transición metal- aislante y por ello son muy sensibles a la acción del campo eléctrico. De esta manera, la combinación de estos nuevos transistores electroquímicos, de alto campo, junto con estos exóticos materiales, de alta sensibilidad al campo, dan la posibilidad de generar fenómenos sorprendentes, hasta ahora, difíciles de imaginar. Estos materiales cerámicos permiten la obtención estable de toda una serie de comportamientos eléctricos pasando desde el estado aislante hasta el superconductor. Como hemos dicho, su importancia radica en que son muy sensibles a la densidad de carga, permitiendo así una drástica modificación de su comportamiento al aplicar estos campos eléctricos tan intensos.


La posibilidad de cambiar el comportamiento de un material, de superconductor a aislante y viceversa, tan solo encendiendo el botón de la fuente de energía es realmente tentadora. Motivados por estas perspectivas, cientos de grupos alrededor de todo el mundo han trabajado con el objetivo de estudiar el control de dichas transiciones y sus propiedades a partir de una manipulación de este campo eléctrico.

A pesar de que la fabricación de dispositivos electrónicos utilizando estos materiales presenta aun grandes desafíos tecnológicos, la idea de generar campos eléctricos tan intensos, capaces de modificar tan drásticamente las propiedades de un material, es un concepto con el que, sin duda, ni siquiera los antiguos dioses con sus potentes rayos podrían soñar.

Autora del artículo: Ana MMª Pérez Muñoz

Ámbito: Materiales para el Futuro    Fuente: CEI Campus Moncloa

Fecha del evento:

19/06/2012