Las computadoras construidas con tales capacidades de procesamiento de datos funcionarán como el cerebro humano en el futuro.
Investigadores de la Universidad de Oxford han logrado un importante avance en la creación y diseño de remolinos magnéticos en membranas que pueden integrarse perfectamente con el silicio. Estos remolinos, similares a huracanes magnéticos y que podrían moverse a velocidades increíbles de hasta kilómetros por segundo, podrían utilizarse como portadores de información en una nueva generación de plataformas informáticas ecológicas y ultrarrápidas.
Tradicionalmente, la producción de estos esquivos remolinos solo era posible en materiales con limitada compatibilidad con el silicio, lo que obstaculizaba su aplicación práctica. Este desafío se superó mediante el desarrollo de una nueva forma de capas magnéticas que pueden despegarse de sus huéspedes cristalinos originales y transferirse a cualquier plataforma deseada, como una oblea de silicio.
Desarrollo del Estudio
El trabajo fue liderado por el Dr. Hariom Jani del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, trabajando en el grupo de investigación del Profesor Paolo Radaelli, en colaboración con la Universidad Nacional de Singapur y la Fuente de Luz Suiza.
La informática basada en silicio es demasiado ineficiente en términos energéticos para la próxima generación de aplicaciones informáticas, como la inteligencia artificial a gran escala y los dispositivos autónomos. Superar estos desafíos requerirá un nuevo paradigma informático que utilice fenómenos físicos que sean rápidos y eficientes para complementar la tecnología actual.
Dr. Hariom Jani
Para lograr esto, se fabricaron membranas cristalinas ultrafinas de hematita (el componente principal del óxido de hierro y, por lo tanto, el antiferromagnético más abundante) que se extendían lateralmente sobre dimensiones macroscópicas. Estas membranas combinan características ventajosas de los cerámicos 3D masivos y los materiales 2D, además de ser fácilmente transferibles.
La capa de hematita se cultivó sobre una plantilla cristalina recubierta con una «capa sacrificatoria» hecha de un componente de cemento. Esta capa sacrificatoria se disolvió en agua, separando fácilmente la hematita de la base cristalina. Finalmente, la membrana de hematita independiente se transfirió a silicio y varias otras plataformas deseables.
Técnica de Imagen Innovadora
El grupo desarrolló una técnica de imagen novedosa utilizando rayos X polarizados linealmente para visualizar los patrones magnéticos a nanoescala dentro de estas membranas. Este método reveló que las capas independientes son capaces de albergar una robusta familia de remolinos magnéticos, lo que podría habilitar el procesamiento de información ultrarrápido.
Descubrimientos y Futuro
Una de las descubrimientos más emocionantes fue la extrema flexibilidad de las membranas de hematita, las cuales, a diferencia de sus contrapartes masivas y rígidas, pueden ser torcidas, dobladas o enrolladas en varias formas sin fracturarse. Esta flexibilidad se explotó para diseñar remolinos magnéticos en tres dimensiones, algo que anteriormente no era posible.
Actualmente, el grupo está trabajando en el desarrollo de dispositivos prototipo que utilizarán corrientes eléctricas para excitar la rica dinámica de estos remolinos super rápidos.
Eventualmente, tales dispositivos podrían integrarse en nuevos tipos de computadoras que funcionen más como el cerebro humano; estamos muy emocionados por lo que viene a continuación.
Dr. Hariom Jani
Qué es la hematita
La hematita, también conocida como óxido de hierro (III) o Fe2O3, es un mineral de hierro muy común y uno de los principales minerales utilizados en la producción de hierro y acero. Su nombre deriva del griego «haima», que significa sangre, en referencia a su color rojo característico en forma de polvo. La hematita se presenta en varias formas y colores, desde rojo óxido hasta negro metálico y gris plateado, dependiendo de su estructura cristalina y composición.
Características
- Fórmula Química: Fe2O3.
- Color: Varía desde el negro, gris plateado, marrón rojizo hasta el rojo.
- Dureza: 5.5 – 6.5 en la escala de Mohs.
- Brillo: Puede ser metálico o mate.
Formación
La hematita se forma en ambientes sedimentarios, hidrotermales y metamórficos. Se encuentra comúnmente en depósitos de hierro formados bajo condiciones de oxidación, como los estratos de hierro bandeado (BIF, por sus siglas en inglés) y los suelos lateríticos. También puede originarse en ambientes volcánicos o como producto de la alteración de minerales de hierro en rocas ricas en este metal.
Aplicaciones
- Industria del Acero: La hematita es una fuente importante de hierro para la industria siderúrgica.
- Pigmentos: Su color rojo es utilizado en pinturas, recubrimientos y como pigmento en concreto.
- Joyería y Adornos: Variaciones pulidas de hematita (a veces denominadas «hematine») se utilizan en joyería y objetos decorativos.
- Catálisis: La hematita se estudia por su potencial como catalizador en diversas reacciones químicas.
Importancia Científica y Tecnológica
Además de su uso industrial, la hematita tiene aplicaciones en tecnologías emergentes, como en el estudio mencionado sobre remolinos magnéticos compatibles con silicio. Su abundancia, propiedades magnéticas y ópticas la hacen un material de interés en la investigación de almacenamiento de información, fotocatálisis y aplicaciones en energías renovables.
La hematita es un mineral fascinante tanto por su belleza natural como por su versatilidad en diversas aplicaciones industriales y tecnológicas. Su estudio continúa revelando nuevas posibilidades en ciencia y tecnología.
Carlos Alberto Ávila dice
excelentes artículos que aportan y actualizan el conocimiento, los seguiré leyendo y compartiendo.
Mil gracias.