El Futuro de las Computadoras Está en el Carbono
Computadoras Futuro Carbano

El Futuro de las Computadoras Está en el Carbono

Maia Mulko
Maia Mulko

Científicos de la Universidad de California en Berkeley crearon cables metálicos de grafeno, un material basado en carbono puro que desde hace tiempo resulta prometedor en varios terrenos: desde la fabricación de baterías más potentes hasta la próxima generación de ordenadores. ¿Por qué los transistores de carbono van camino a reemplazar a los de silicio?

Un Viejo Conocido


El carbono no es ninguna novedad en el campo de la electrónica. Los primeros transistores de este material datan de 1997, año en que la Universidad de Delft y el gigante tecnológico IBM unieron fuerzas para fabricarlos.

Los transistores son los componentes básicos de las computadoras. Sin embargo, hubo que esperar 16 años para que ingenieros de la Universidad de Stanford lograran construir una computadora real a partir de esos transistores de carbono. Era una máquina bastante primitiva que sólo realizaba cálculos y clasificaciones, pero que sirvió para demostrar que era posible integrar el carbono en los dispositivos electrónicos más allá de unos simples circuitos.

Esto es importante porque el carbono, que es un elemento crucial en las proteínas que conforman a los seres humanos, conduce la electricidad más eficazmente con menor gasto de energía (como en nuestros cerebros).

En un mundo cada vez más consciente de la importancia de ahorrar energía, esta característica se aprecia mucho. Pero no sólo por cuestiones ecológicas, sino también por la durabilidad que el carbono añade a los dispositivos (que, en última instancia, también es un factor relevante para el medio ambiente, pues disminuiría la basura tecnológica).

El consumo reducido de los transistores de carbono se debe a que son más delgados, y no se calientan tanto como los transistores de silicio, que para aumentar la potencia de un ordenador, deben aumentar también de número en un mismo espacio, lo que genera más calor (y este, en exceso, rápido deterioro y mal funcionamiento). De ahí que, para sortear estas dificultades propias de los transistores de silicio (que están en los límites de la velocidad que pueden alcanzar sin generar problemas adicionales), los científicos estén volcándose a materiales alternativos. Y el carbono, claramente, está ganando la carrera.

Cables de Carbono


El avance de la UC Berkeley permitirá que la fabricación de computadoras basadas en carbono sea más fácil, pues hasta la arquitectura de sus circuitos integrados lo estará.

Los cables metálicos, desarrollados por un equipo de químicos y físicos de esa universidad, interconectan los elementos semiconductores dentro de los transistores, con las capacidades electroconductoras intrínsecas del carbono. De esta manera, constituyen un conductor metálico ultradelgado y ultraeficiente, ya no en forma de nanotubos de carbono, sino de nanocintas de grafeno, que son más precisas y reproducibles a gran escala.

Los cables del estudio publicado en Science están formados por varias de estas nanocintas semiconductoras, ensambladas químicamente en segmentos cortos que unen los electrones, a través de decenas de nanómetros de largo, pero sólo uno de ancho, logrando una conductividad similar a las del grafeno bidimensional.

Anuncio

Analítica Web Sin Uso de Cookies Que Protege la Privacidad


Otras Aplicaciones

El carbono puro también permite acelerar las comunicaciones inalámbricas con las nanoantenas de grafeno, desarrolladas en el Instituto de Tecnología de Georgia a partir de 2013. El comportamiento de los electrones en el grafeno produce un rango de frecuencias más bajas, con menor gasto de energía que las antenas convencionales. En las pruebas, se vio que a escasos centímetros de distancia, alcanzaban velocidades de hasta 100 terabits por segundo. En el futuro, las nanoantenas de grafeno podrían mejorar exponencialmente las conexiones inalámbricas de dispositivos móviles o computadoras portátiles, si se logran abaratar los costos de su fabricación.

Por otra parte, en 2014, IBM creó el primer chip de grafeno exclusivo para telefonía móvil. Este chip también habilitaba una transmisión de datos mucho más veloz con menor gasto de energía. No obstante, no fue implementado en el mercado una vez más debido a sus costos. Aunque el carbono rinda mucho más, en la práctica es más rentable el silicio, por lo que aún falta un tiempo para que este material deje de estar en vigencia.

Luego, en el Instituto Tecnológico de Gwangju, Corea, el grafeno ha sido utilizado para fabricar supercondensadores en baterías para automóviles eléctricos, lo que se tradujo en una velocidad de carga mucho mayor con respecto a las baterías de litio empleadas actualmente.

Por último, el grafeno puede contribuir a la mejoría de los computadores cuánticos. En 2017, en la Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza, un equipo de investigadores formó condensadores no lineales intercalando nitruro de boro entre dos láminas de grafeno. Estos condensadores sirvieron para producir qubits (la unidad de almacenamiento cuántico) estables, utilizando la altísima conductividad de los circuitos basados en el carbono que, además, como hemos mencionado, no levanta temperatura.

Al verse reducida la sensibilidad a la interferencia electromagnética, los qubits no varían tan fácilmente con el entorno. Así, el carbono puro estabiliza los qubits y ayuda a procesar mejor la información cuántica.

Anuncio

Upcloud: Los servidores más rápidos del mundo. Reciba un crédito de $25 USD. (Aplican términos, sujeto a cambiar)



Join the conversation.


© 2021 Terraflow LLC - Information - Series 2. Todos los derechos reservados. El contenido y las representaciones en este sitio son solamente para própositos informacionales y no se considerán ni consejos de inversión, ni consejos legales, consejos médicos, ni solicitaciones para invertir.