Investigadores del Departamento de Física de la Universitat Autònoma de Barcelona, ??con la colaboración del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) han desarrollado un material nanoporoso basado en una aleación de cobre y níquel, con una estructura similar a la de una esponja, que permite registrar información y ahorrar energía. De la importancia de este avance da cuenta el hecho de que cerca del 40% de la energía eléctrica que llega a los ordenadores (o a los servidores «Big Data») se disipa en forma de calor con los materiales actuales.
ahorrar energía con capas nanoporosas
Para registrar la información en las memorias magnéticas convencionales de los dispositivos electrónicos, los pequeños dominios magnéticos de los materiales actúan como imanes, que se orientan hacia uno u otro lado usando campos magnéticos. Para generar estos campos hay que producir corrientes eléctricas, pero estos calientan el material y provocan gasto energético.
Ya en 2007, unos científicos franceses observaron que cuando los materiales magnéticos están dispuestos en capas ultra-delgadas, y si se aplica un voltaje, la cantidad de corriente y de gasto energético necesario para orientar los dominios magnéticos disminuía en un 4%. Sin embargo, esa pequeña reducción no era suficientemente significativa para las aplicaciones en dispositivos.
unas decenas de átomos
El nuevo material desarrollado por los científicos españoles, cuyo trabajo ha sido publicado en la revista Advanced Functional Materials, consiste en capas nanoporosas de una aleación de cobre y níquel, organizadas de tal manera que en su interior forman superficies y agujeros similares a los del interior de una esponja, pero donde los poros tienen separaciones de tan sólo 5 o 10 nanómetros. Es decir, en las paredes de los poros sólo hay lugar para unas decenas de átomos.
«Los nanoporos que tienen los materiales nanoporosos en su interior ofrecen una gran cantidad de superficie. Con esta inmensa superficie concentrada en un espacio muy pequeño podemos aplicar el voltaje de una pila y disminuir enormemente la energía necesaria para orientar los dominios magnéticos y registrar los datos» apunta Jordi Sort, Jordi Sort, profesor del Departamento de Física de la Universitat Autònoma de Barcelona. «Esto supone un nuevo paradigma para el ahorro energético en los ordenadores y en la computación y manipulación de datos magnéticos en general», destaca.
El desarrollo de nuevos dispositivos nanoelectrónicos con mejor eficiencia energética es una de las líneas prioritarias de la Unión Europea en el programa Horizonte 2020. Según algunas estimaciones, si se sustituyera totalmente la utilización de corriente eléctrica por voltaje en los sistemas de procesamiento de datos, se reduciría el coste energético en un factor 1/500. De hecho, grandes empresas como Google o Facebook tienen sus servidores informáticos bajo el mar o en países nórdicos donde la temperatura ambiental es muy baja, a fin de reducir el calentamiento y el gasto energético.
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