La ciencia de materiales avanza a pasos agigantados, y un reciente estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Tel Aviv está a la vanguardia de esta transformación. Encabezado por el profesor Moshe Ben Shalom, el trabajo se centra en la manipulación de las capas atómicas de materiales como el grafito, lo que podría abrir nuevas vías en el almacenamiento de información y en la electrónica.
Transformación de materiales: de grafito a nuevas posibilidades
Durante siglos, la alquimia buscó la forma de convertir el cobre en oro, un sueño que, aunque fascinante, se revela imposible sin reacciones nucleares. Sin embargo, la investigación del equipo de Tel Aviv propone un método más accesible: reconfigurar las capas atómicas del grafito mediante fuerzas de van der Waals relativamente débiles. Esta técnica podría dar lugar a nuevos materiales, denominados «policristales», que superen en valor a los diamantes e incluso al oro, aunque no de la manera en que los alquimistas lo imaginaron.
Los estudiantes de doctorado Maayan Vizner Stern y Simon Salleh Atri enfatizan la naturaleza modular de estos materiales. «Cada capa se comporta como un ladrillo de LEGO», explica Stern, destacando que, aunque romper un ladrillo puede ser complicado, separar y reconectar dos ladrillos es relativamente sencillo. La clave está en las posiciones de apilamiento específicas donde los átomos se alinean perfectamente, permitiendo que las capas se deslicen entre ellas en pequeños saltos, a distancias atómicas.»
El proceso de investigación incluye la aplicación de campos eléctricos o presión mecánica para desplazar estas capas en diferentes configuraciones estables. Al retirar la fuerza externa, las capas mantienen su nueva disposición, lo que permite que almacenan información y actúan como unidades de memoria diminutas.
El equipo también ha explorado cómo la variación en el número de capas puede influir en las propiedades del material. Por ejemplo, tres capas de un material con dos tipos de átomos pueden generar hasta seis materiales estables distintos, mientras que con cinco capas, esta cifra puede ascender a 45 posibles estructuras. Esto abre un abanico de posibilidades para controlar características eléctricas, magnéticas y ópticas de los materiales.
El principal desafío radica en mantener la estabilidad del material mientras se realizan transiciones estructurales controladas. En su reciente artículo publicado en Nature Review Physics, el equipo resume sus hallazgos y propone nuevos métodos para perfeccionar este mecanismo de «Slidetronics», allanando el camino para aplicaciones innovadoras en campos como la electrónica y la computación.
A medida que continúan sus investigaciones, estos materiales deslizantes podrían revolucionar la tecnología, ofreciendo un almacenamiento de memoria más rápido y eficiente, así como un control sin precedentes sobre las propiedades de los materiales. La capacidad de manipular capas atómicas con precisión está abriendo las puertas a una nueva era en la ciencia de materiales, donde las mayores innovaciones pueden surgir de elementos cotidianos, en lugar de la creación de oro.
