Los científicos creen que los nanotubos de carbono permitirán construir en el futuro (quizás en la próxima década) dispositivos electrónicos más pequeños, rápidos y que consuman menos energía que los que utilizan chips de silicio. No se trata de un material nuevo pues desde hace alrededor de 15 años los ingenieros estudian cómo incorporar a los transistores los nanotubos (estructuras de carbono muy resistentes que conducen la electricidad de una forma muy eficaz y son extremadamente delgadas, pues miles de nanotubos colocados juntos cabrían en un cabello humano).
Ahora, un equipo de ingenieros de la Universidad de Stanford, en EEUU, ha demostrado su viabilidad para fabricar dispositivos electrónicos. En concreto han utilizado nanotubos de carbono para construir el primer ordenador fabricado totalmente con este prometedor material. Las características de esta computadora, muy básica, se describen esta semana en la revista 'Nature'.
Desde hace años, los nanotubos de carbono se ven como posibles sucesores de los transistores de silicio de los microchips, aunque todavía no se había demostrado que pudieran emplearse para su fabricación. Y es que la incorporación de este material a los dispositivos electrónicos presenta varios obstáculos que este trabajo ha contribuido a resolver. Anteriormente, se habían fabricado algunos circuitos con nanotubos de carbono, pero ésta es la primera vez que se desarrolla un ordenador completamente con este material.
Imagen de microscopio de una sección del ordenador de nanotubos.| B. Colyear
La investigación está liderada por Subhasish Mitra y H.S. Philip Wong y en ella participan varios estudiantes como Max Shulaker. "Se ha hablado mucho sobre una nueva era de dispositivos electrónicos fabricados con nanotubos de carbono que dejaran atrás los de silicio. Pero ha habido pocas demostraciones de sistemas completos que usen esta tecnología. Ésta es la prueba", explica Subhasish Mitra, ingeniero electrónico e informático en la Facultad de Ingeniería.
Los ingenieros de Stanford han logrado poner en marcha un proceso para fabricar circuitos basados en nanotubos de carbono y han logrado construir un circuito simple pero eficaz que muestra que es posible realizar tareas computacionales utilizando esta tecnología.
Esta computadora sólo tiene 178 transistores, un número reducido que, según los investigadores, se debe a que han utilizado las instalaciones de la universidad para fabricar los chips en lugar de una fábrica industrial. El ordenador es capaz de desarrollar simultáneamente tareas básicas de cálculo y clasificación y tiene un sistema operativo básico que le permite cambiar de un proceso a otro.
Los obstáculos
Uno de los obstáculos que presenta esta tecnología para construir circuitos complejos es que los nanotubos de carbono no crecen necesariamente en líneas paralelas. Aunque los investigadores han logrado que alrededor del 99,5% de ellos lo hagan, cuando se trata de utilizar cantidades tan grandes incluso un minúsculo porcentaje de tubos mal dispuestos podría causar errores.
Además, dependiendo de cómo crezcan estos nanotubos, una fracción acaba comportándose como cables metálicos que siempre conducen la electricidad, en lugar de actuar como semiconductores que pueden ser apagados. El objetivo es lograr producir a gran escala, por lo que los investigadores necesitan diseñar circuitos que no presenten estos problemas. Los ingenieros de Stanford han logrado diseñar una técnica que permite neutralizar de una vez los nanotubos metálicos del circuito, es decir, aquellos que provocarían errores en el sistema.
Del laboratorio al mundo real
Para Mitra, su trabajo va más allá de la fabricación de una computadora de nanotubos de carbono: "Se trata de un cambio de dirección que demuestra que puedes construir algo real utilizando nanotecnologías que van más allá del silicio y sus familiares". Para los científicos se trata de los primeros pasos para sacar los nanotubos de carbono del laboratorio y utilizarlos en un entorno real.
Durante décadas, los avances en electrónica han significado reducir el tamaño de cada transistor para poder meter más en un chip. Pero a medida que los transistores se hacen más diminutos, también gastan más energía y generan más calor (pues se concentran en un espacio cada vez más pequeño, como muestra el calor que emana de la base de los ordenadores portátiles). Hay un límite a la hora de reducir el tamaño de los transistores de silicio, por lo que los ingenieros buscan materiales alternativos.
Pérdida de energía
Por ello, algunos investigadores creen que esta pérdida de energía podría poner fin a la llamada Ley de Moore, denominada así por el cofundador de Intel Corp. Gordon Moore, que en 1965 predijo que cada dos años se duplicaría el número de transistores que hay en un circuito integrado, lo que llevaría a la fabricación de dispositivos electrónicos más pequeños y rápidos, y progresivamente más baratos.
La disipación de calor en los sistemas que se basan en las tecnologías del silicio ha sido una gran preocupación para los ingenieros, que creen que los nanotubos de carbono podrían ayudar a resolver.
Los nanotubos de carbono son largas cadenas de átomos de carbono que conducen la electricidad y la controlan de manera muy eficaz. Al ser tan delgados hace falta muy poca energía para 'apagarlos'.
Por ello, el investigador Philip Wong compara el funcionamiento de los nanotubos de carbono con el de una manguera de jardín. Cuanto más delgada es, más fácil es cortar el flujo. En teoría, la combinación de su eficiencia para conducir la electricidad con su facilidad para ser apagados convierte los convierte en un material muy adecuado para fabricar transistores electrónicos.
http://www.elmundo.es/elmundo/2013/09/2 ... 41161.htmlSi no han fabricado uno mas completo es por el coste millonario cuando solo es un prototipo para buscar inversores, pero como base es un avance importante
