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¿Qué es la ferroelectricidad y en qué beneficia a gadgets y cloud computing?

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 resultar útil en aplicaciones de memoria informática y dispositivos móviles, incluyendo la computación en nube.

El equipo de quí­micos orgánicos de Northwestern descubrió 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, que poseen variedades especiales de polí­meros y cerámicas, son complejos y caros de producir.

Caracterí­sticas

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 1 y la otra a 0.

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.

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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 unos US$6 mil millones 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 que esperan que su investigación motive a quí­micos e ingenieros a explorar la ferroelectricidad en materiales orgánicos.

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