Investigadores en el Rensselaer Polytechnic Institute han desarrollado un método nuevo, ultrasimple para hacer capas de oro que miden sólo una mil millonésima parte de un metro de espesor. Como se ve en la imagen de la investigación, gotas de tolueno infundido en oro aplicadas a una superficie se evaporan en unos pocos minutos y dejan una capa uniforme de oro a nanoescala.

El proceso no requiere de equipo sofisticado, funciona en casi cualquier superficie, toma solamente 10 minutos, y podría tener implicaciones importantes para la nanoelectrónica y la fabricación de semiconductores.

“Ha habido enormes progresos en los últimos años en las síntesis químicas de las nanopartículas coloidales. Sin embargo, la fabricación de una película monocapa de nanopartículas que sea espacialmente uniforme en todas las escalas de longitud – de nanómetros a milímetros – todavía resulta ser todo un reto”, dijo Sang-Kee Eah, profesor asistente en el departamento de física, física aplicada y astronomía de Rensselaer. “Esperamos que nuestro nuevo método ultrasimple para crear monocapas inspire la imaginación de otros científicos e ingenieros para aplicaciones cada vez más amplias de nanopartículas de oro.”

Este es un video de demostración de este nuevo proceso de fabricación:

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Así lo afirma un ingeniero de la Universidad Duke, quien cree que la próxima generación de estos circuitos lógicos en el corazón de los equipos serán producidos a bajo costo en cantidades casi ilimitadas.

El secreto es que en lugar de los chips de silicio que actúan como plataforma de circuitos eléctricos, los ingenieros informáticos se aprovechan de las propiedades únicas del ADN.

En su última serie de experimentos, Chris Dwyer, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Pratt School de Duke, demostró que por simple mezcla personalizada de fragmentos de ADN y otras moléculas, podía crear literalmente miles de millones de estructuras idénticas y diminutas.

Dwyer ha demostrado que estas nanoestructuras se autoensamblan de manera eficiente, y cuando diferentes moléculas sensibles a la luz se añaden a la mezcla, las estructuras exhiben propiedades únicas y “programables” que pueden ser explotadas fácilmente. Usando la luz para excitar las moléculas, conocidas como cromóforos , se pueden crear simples puertas lógicas, o interruptores.

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El agua y la electrónica no se mezclan por lo general. Pero un poco de la sustancia húmeda podría ayudar a hacer la fabricación nanoelectrónica más rápida y más barata.

Las tarjetas de circuitos electrónicas de hoy ya incluyen componentes a nanoescala, pero estos son difíciles de hacer. Para obtener nanoestructuras complejas en un chip de silicio a veces es necesario desarrollarlas en capas separadas y luego transferirlas de una en una en el chip final para crearlas en componentes de trabajo.

A menudo es necesario productos químicos fuertes para separar las capas de la superficie en la que se desarrollan y altas temperaturas pueden ser necesarias para activar los adhesivos térmicos que mantienen los componentes en su lugar a su destino.

Grégory Schneider y Cees Dekker del Kavli Institute of Nanoscience en Delft, Países Bajos, han encontrado una manera de utilizar agua para transferir rápida y fácilmente las capas de una superficie a otra. Explotan el hecho de que diferentes materiales tienen diferente hidrofilia (la tendencia a atraer agua a través de enlaces de hidrógeno transitorios).

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Foto Vía: Avicentegil

Un nuevo estudio de la Universidad Estatal de Carolina del Norte muestra que el tamaño juega un papel clave en la determinación de la estructura de ciertas nanopartículas huecas. Los investigadores se centraron en las nanopartículas de níquel, que tienen interesantes propiedades magnéticas y catalíticas que pueden tener aplicaciones en campos tan diversos como la producción de energía y la nanoelectrónica.

La cuestión es la oxidación de las nanopartículas de níquel. Si usted comienza con un trozo de “núcleo” de níquel y lo oxida, exponiéndolo a oxígeno a altas temperaturas, se cambia la estructura del material. Si el material se oxida parcialmente (se expone al oxígeno y altas temperaturas durante un tiempo limitado) una sólida carcasa de óxido de níquel se forma en todo el material.

Si el material es expuesto al calor y oxígeno por un período de tiempo más largo, más oxidación ocurre. La carcasa externa se mantiene, pero el níquel se transporta fuera del núcleo, dejando un vacío. Si el material se oxida completamente, se crea un vacío más grande, dejando la carcasa de óxido de níquel efectivamente hueca. Esta conversión de nanopartículas solidas a huecas se conoce como el “efecto Kirkendall a nanoescala.”

Pero lo que los investigadores han encontrado es que el tamaño del núcleo de níquel también desempeña un papel clave en la estructura de estas partículas. Por ejemplo, en las nanopartículas de níquel más pequeñas (aquellas que tienen núcleos de diámetros más pequeños de 30 nanómetros) un solo vacío se forma dentro de la carcasa durante la oxidación. Esto da lugar a un núcleo de níquel asimétrico, con un vacío cada vez mayor en un solo lado del núcleo. El núcleo restante se reduce a medida que continúa el proceso de oxidación. Esto es significativo, en parte, porque la carcasa de óxido de níquel se hace progresivamente más gruesa en el lado que linda con el núcleo. Cuanto mayor sea el núcleo -dentro del límite de 30nm- se vuelve más grueso ese lado de la carcasa. En otras palabras, usted termina con una carcasa de óxido de níquel que puede ser significativamente más gruesa en un lado que en el otro.

Sin embargo, los investigadores encontraron que las nanopartículas de níquel más grande hacen algo completamente diferente. Los investigadores probaron nanopartículas con núcleos de níquel de 96 nm de diámetro, y encontraron que el proceso de oxidación de estas nanopartículas crearon múltiples vacíos en el núcleo (aunque el núcleo mismo quedó completamente rodeado por la carcasa de óxido de níquel). Este proceso eficaz resultó en la creación de burbujas en todo el núcleo. Los “esqueletos” de aquellas burbujas todavía permanecían, incluso después de oxidación completa, creando una capa esencialmente hueca que todavía era atravesada por algunos restos del núcleo de níquel.

Más información Universidad Estatal de Carolina del Norte

En Canada, el profesor Sandipan Pramanik se encuentra desarrollando un nuevo modo de almacenar información que puede revolucionar de manera espectacular el campo de los soportes digitales.

El profesor investiga un circuito de memoria universal que vuelva obsoletas las memorias de acceso aleatorio dinámicas y a las estáticas usadas en ordenadores de escritorio o portátiles, así como las unidades de disco duro, los discos compactos y las memorias flash.

Mediante la tecnología actual, seleccionar uno de estos tipos de sistemas de memoria siempre implica hacer concesiones en cuanto a exigencias de velocidad, costo, densidad de almacenamiento, consumo de energía y durabilidad o volatilidad.

Pramanik está usando un enfoque único para el problema, aplicando nanotecnología y espintrónica. En pocas palabras, Pramanik está pegando nanotubos de carbono sobre una superficie con diminutos hoyos. La resistencia eléctrica de cada nanotubo (débil o fuerte), representa un “cero” o “uno” como bit básico de información.

El circuito de memoria de Pramanik puede ser miniaturizado hasta niveles sin precedentes. Pramanik vislumbra un único chip de memoria universal con una capacidad de almacenamiento de 1.000 gigabytes en un área de un centímetro cuadrado, en contraste con los 25 gigabytes aproximados de un disco Blu-ray (y 5 gigabytes de un DVD normal) que típicamente ocupa 100 centímetros cuadrados.

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