Ordenadores e teléfonos intelixentes enerxeticamente máis eficientes grazas a unhas innovadoras estruturas diminutas

Buscar

Susbcrición Newsletter

Introducir e-mail

Arquivo mensual

Vindeiros eventos

Non hai eventos polo momento

Investigadores subvencionados pola Unión Europea están a desenvolver nanomateriais compostos e nanocircuítos electrónicos destinados a mellorar o rendemento enerxético, térmico e computacional.

Dotados de propiedades melloradas, como unha maior dureza, lixeireza, condutividade eléctrica e reactividade química, os nanomateriais empréganse de xeito habitual en áreas como as TIC, a enerxía ou a medicina. Por exemplo, lográronse sintetizar nanotubos, nanovaras e nanofíos con tamaño, estrutura e composición química distintos e integralos en diversos dispositivos mecánicos, electromecánicos, eléctricos e optoelectrónicos.

Os nanomateriais, definidos como materiais con, polo menos, unha dimensión externa comprendida entre 1 e 100 nm, ou cuxa estrutura interna miden, como máximo, 100 nm, desempeñan un papel crucial nos teléfonos móbiles, chips informáticos, baterías, aparatos autónomos e robótica de última xeración. Por iso, é importante saber que conxunto de propiedades estruturais e eléctricas dotan a estes materiais dun mellor comportamento para unha aplicación concreta. Así, científicos e enxeñeiros céntranse cada vez máis en desenvolver nanomateriais que ofrezan unha maior eficiencia enerxética. Non obstante, canto máis diminúe o tamaño dos nanomateriais, máis difícil resulta reducir a calor que xeran durante o procesamento de información.

O proxecto ENIGMA, financiado con fondos europeos, veuse ocupando destas cuestións. A súa posta en marcha pretendía explorar "as relacións entre estrutura e propiedades de materiais nanoestruturados multifuncionais elaborados", como se indica na páxina web do proxecto. "Céntrase en como redistribuír a electricidade de xeito eficiente a escala minúscula mediante o aproveitamento duns avances nanotecnolóxicos que están a abrir novas posibilidades e aplicacións consideradas imposibles ata hai poucos anos", segundo un artigo na páxina web da Comisión Europea.

Segundo se apunta no devandito artigo, os investigadores implicados no proxecto "desenvolveron un condensador negativo estático e permanente, un dispositivo considerado imposible hai apenas unha década. Mentres os deseños anteriores de condensadores negativos partían dunha base temporal e transitoria, o condensador negativo desenvolvido por ENIGMA é o primeiro que opera como un dispositivo reversible en réxime permanente". O termo capacitancia alude á cantidade de enerxía eléctrica potencial almacenada ou emitida para un valor dado do potencial eléctrico.

Novas oportunidades para as industrias de alta tecnoloxía

O mesmo artigo engade: "O enfoque proposto aproveita as propiedades dos materiais ferroeléctricos, cuxa polarización espontánea pode reverterse mediante un campo eléctrico externo. Un aumento na carga do condensador positivo trae consigo un aumento da voltaxe. Ao condensador negativo acontécelle xusto o contrario: ao aumentar a carga diminúese a súa voltaxe".

A combinación de dous condensadores "permite distribuír a electricidade a aquelas rexións do circuíto que necesitan unha maior voltaxe, mentres o circuíto na súa totalidade funciona cunha voltaxe menor". Isto supón un avance crucial, pois permite abordar problemas de sobrequentamento que afectan ao rendemento dos circuítos informáticos convencionais. "A partir deste achado, estamos a desenvolver unha plataforma práctica que nos permita implementar dispositivos de ultra baixa potencia para o procesamento de información", afirma o investigador principal de ENIGMA Igor Lukyanchuk.

Mellorar o rendemento dos procesadores traerá consigo unha mellora na eficiencia enerxética dos teléfonos intelixentes e outros sistemas electrónicos. Así mesmo, o proxecto ENIGMA (Engineering of Nanostructures with Giant Magneto-Piezoelectric and Multicaloric Functionalities), cuxa data de finalización está programada para finais de 2021, contribuirá a que os científicos deseñen novas nanoestruturas para futuros materiais fotovoltaicos. "Os resultados de ENIGMA prometen abrir un gran número de novas oportunidades e posibilidades para as industrias de alta tecnoloxía, sobre todo á hora de abordar os actuais problemas ligados ao consumo e recolección de enerxía, con aplicacións en diversos ámbitos", asegura o artigo da Comisión Europea.

(Fonte: CORDIS)