Los investigadores descubren un nuevo material ultrarresistente para sensores de microchips
Un material que no sólo compite en resistencia con el diamante y el grafeno, sino que tiene un límite elástico 10 veces superior al Kevlar
Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft, dirigidos por el profesor Richard Norte, han dado a conocer un nuevo material extraordinario con potencial para influir en el mundo de la ciencia de materiales: el carburo de silicio amorfo (a-SiC). Además de su excepcional resistencia, este material presenta propiedades mecánicas cruciales para aislar las vibraciones en un microchip. El carburo de silicio amorfo es, por tanto, especialmente adecuado para fabricar sensores ultrasensibles para microchips.
Portada de Advanced Materials con una impresión artística de nanoaros de carburo de silicio amorfo sometidos a pruebas de resistencia a la tracción.
Science Brush
El abanico de aplicaciones potenciales es enorme. Desde sensores ultrasensibles para microchips y células solares avanzadas hasta tecnologías pioneras de exploración espacial y secuenciación de ADN. Las ventajas de la resistencia de este material, combinadas con su escalabilidad, lo hacen excepcionalmente prometedor.
Diez coches de tamaño medio
"Para entender mejor la característica crucial de "amorfo", piense que la mayoría de los materiales están formados por átomos dispuestos en un patrón regular, como una torre de Lego intrincadamente construida", explica Norte. "Estos materiales se denominan "cristalinos", como el diamante. Tiene átomos de carbono perfectamente alineados, lo que contribuye a su famosa dureza". Sin embargo, los materiales amorfos se asemejan a un conjunto de Legos apilados al azar, donde los átomos carecen de una disposición coherente. Pero, contrariamente a lo esperado, esta aleatoriedad no se traduce en fragilidad. De hecho, el carburo de silicio amorfo es un testimonio de la fuerza que emerge de esa aleatoriedad.
La resistencia a la tracción de este nuevo material es de 10 GigaPascales (GPa). "Para entender lo que esto significa, imagine que intenta estirar un trozo de cinta aislante hasta que se rompa. Ahora bien, si quisiéramos simular el esfuerzo de tracción equivalente a 10 GPa, necesitaríamos colgar de esa tira unos diez coches de tamaño medio de punta a punta antes de que se rompiera", explica Norte.
Nanocuerdas
Los investigadores adoptaron un método innovador para probar la resistencia a la tracción de este material. En lugar de los métodos tradicionales, que podrían introducir imprecisiones por la forma en que está anclado el material, recurrieron a la tecnología de microchips. Al hacer crecer las películas de carburo de silicio amorfo sobre un sustrato de silicio y suspenderlas, aprovecharon la geometría de los nanoanillos para inducir fuerzas de tracción elevadas. Al fabricar muchas estructuras de este tipo con fuerzas de tracción crecientes, observaron meticulosamente el punto de rotura. Este método basado en microchips no sólo garantiza una precisión sin precedentes, sino que también allana el camino para futuros ensayos de materiales.
¿Por qué centrarse en los nanoanillos? "Los nanoanillos son bloques de construcción fundamentales, los cimientos que pueden utilizarse para construir estructuras suspendidas más intrincadas. Demostrar un alto límite elástico en un nanosegundo cordón significa mostrar la resistencia en su forma más elemental".
De lo micro a lo macro
Y lo que por fin distingue a este material es su escalabilidad. El grafeno, una sola capa de átomos de carbono, es conocido por su impresionante resistencia, pero es difícil de producir en grandes cantidades. El diamante, aunque inmensamente fuerte, es raro en la naturaleza o su síntesis es costosa. En cambio, el carburo de silicio amorfo puede producirse a escala de oblea, ofreciendo grandes láminas de este material increíblemente robusto.
"Con la aparición del carburo de silicio amorfo, nos encontramos en el umbral de una investigación sobre microchips repleta de posibilidades tecnológicas", concluye Norte.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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