Investigadores españoles consiguen “controlar imanes” de forma inalámbrica

Investigadores de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y del ICMAB han controlar el magnetismo de un material de forma inalámbrica. conseguido llevar la tecnología inalámbrica. Para ello, han empleado nitruro de cobalto dispuesto en capas muy finas y han aplicado voltaje sobre ellas. Lo interesante de la aplicación de voltaje es que no se ha realizado mediante cables, si no con un líquido con conductividad iónica. Según indican desde el centro de investigación, este método de control del magnetismo supone un cambio en el paradigma del campo de estudio que podría aplicarse en informática y biomedicina.

Sin cables

En nuestros dispositivos electrónicos todo está conectado. Tanto el ordenador, como el teléfono y cualquier electrodoméstico que tengamos en casa contiene cables o placas madre que conectan físicamente unos componentes electrónicos con otros. Ser capaces de controlar el paso de electricidad en diferentes zonas del dispositivo es lo que permite “crear un lenguaje” y dar órdenes de todo tipo. Cuando pasa electricidad, 1, cuando no, 0. Y así, mediante largas ristras de ceros y unos, podemos leer los mensajes de nuestros amigos y familiares o ver la imagen de un gato que nos ha enviado esa persona que no sabemos porqué sigue en nuestra vida.

Un teléfono móvil no está conectado físicamente a otro para enviar y recibir contenido. La transmisión de datos se realiza de forma inalámbrica. El sistema empleado para transmitir estos datos se basa en ondas de radio de baja potencia que llegan a repetidores repartidos por distintas áreas. Sin embargo, esta tecnología sigue dependiendo de las conexiones que tengan en el interior de los dispositivos móviles para funcionar.

Sin cables de verdad

Los investigadores de la UAB y el ICMAB han conseguido modificar las propiedades magnéticas de una fina capa de nitruro de cobalto aplicando tensión eléctrica sin necesidad de utilizar cables. Para ello, los investigadores colocaron la muestra de material magnético en un líquido con conductividad iónica y aplicaron el voltaje al líquido a través de dos placas de platino, sin conectar ningún cable directamente a la muestra. Mediante este método, fueron capaces de generar un campo eléctrico en el líquido provocó la liberación de iones de nitrógeno al medio desde el material. La pérdida de los iones de nitrógeno provocó la aparición del fenómeno del magnetismo en la muestra. Es decir, pasaron de tener un material que no era magnético a uno que sí lo era.

Los dispositivos electrónicos dependen de la manipulación de las propiedades eléctricas y magnéticas de los componentes, ya sea para computar o almacenar información, entre otros procesos. De hecho, controlar el magnetismo utilizando voltaje en lugar de corrientes eléctricas se ha convertido en un método de control muy importante para mejorar la eficiencia energética de muchos dispositivos, ya que utilizar corrientes eléctricas tiene como resultado el calentamiento de los circuitos. En los últimos años muchas investigaciones se han centrado en la implementación de protocolos de aplicación de voltajes para llevar a cabo este control, pero siempre a través de conexiones eléctricas directamente sobre los materiales.

Controlando el magnetismo

En la investigación, aplicando distintos voltajes y tiempos de actuación han podido modificar las propiedades magnéticas del material. Así como crear cambios temporales o permanentes en el magnetismo dependiendo de la orientación de la muestra con respecto al campo eléctrico al que se expone la muestra. En los últimos años se ha investigado mucho para implementar protocolos de aplicación de voltajes para llevar a cabo este control, pero siempre a través de conexiones eléctricas directamente sobre los materiales.

Jordi Sort, investigador ICREA del Departamento de Física de la UAB explica: "Poder controlar de forma inalámbrica el magnetismo de una muestra modificando el voltaje representa un cambio de paradigma en esta área de investigación. Se trata de un hallazgo que podría tener aplicaciones en campos tan diversos como la biomedicina, para controlar las propiedades magnéticas de nanorobots sin cables, o en la informática inalámbrica, para escribir y borrar información en memorias magnéticas con voltaje pero sin cableado".

Además, para la investigadora del ICMAB Nieves Casañ-Pastor, "estos protocolos pueden extrapolarse a otros materiales para controlar otras propiedades físicas de forma inalámbrica, como la superconductividad, el control de memristores, la catálisis o las transiciones entre aislante y metal, así como electrodos inalámbricos para electroestimulación neuronal, por citar algunos ejemplos que pueden ampliar el ámbito de aplicación y el impacto tecnológico de esta investigación".

QUE NO TE LA CUELEN:

• Se trata de un primer paso en una nueva metodología que puede emplearse en los dispositivos del futuro, pero todavía pasarán años hasta que aparezcan aplicaciones reales y/o la comercialización de dispositivos que lleven esta tecnología
• Cuando pensamos en electricidad y transmisión de energía inalámbrica, la cabeza suele fantasear con el mundo planteado por Nikola Tesla. En este mundo, el acceso a la electricidad se realizaría de forma inalámbrica, mediante enormes construcciones como la torre Wardenclyffe. Nikola aseguraba que la electricidad se podía transmitir por tierra largas distancias empleando la propia resonancia del planeta. Aunque nadie pone en duda el ingenio de Tesla, en este caso el invento se basaba en un principio erróneo.

Referencias (MLA):

• Ma, Z., Fuentes-Rodriguez, L., Tan, Z. et al. Wireless magneto-ionics: voltage control of magnetism by bipolar electrochemistry. Nat Commun 14, 6486 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-42206-5