Si en la actualidad un disco compacto (CD) puede almacenar alrededor de 240 millones de bytes, el equivalente a 300 mil p\u00e1ginas de texto escrito en doble espacio, por ejemplo, la proyecci\u00f3n para los pr\u00f3ximos a\u00f1os es aumentar esa capacidad hasta 10 mil millones de bytes, 41 veces m\u00e1s que la actual, y el equivalente a 12,3 millones de p\u00e1ginas. Al margen de dominar el mercado de grabaci\u00f3n de m\u00fasica, el CD es tambi\u00e9n el medio patr\u00f3n para aparatos multimedia, que combinan texto, im\u00e1genes y sonido. Eso sin contar con su evoluci\u00f3n, el disco digital vers\u00e1til o disco de video digital (DVD).<\/p>\n
As\u00ed, el aumentar la cantidad de memoria sin ampliar el tama\u00f1o del disco son dos l\u00edneas estrat\u00e9gicas de investigaci\u00f3n en el \u00e1rea de sistemas \u00f3pticos y electr\u00f3nicos de almacenamiento digital de informaci\u00f3n. En tal sentido, el grupo de Materiales Fot\u00f3nicos del Departamento de Qu\u00edmica General e Inorg\u00e1nica del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara, ha producido nuevos materiales y ha hecho importantes descubrimientos sobre los mecanismos de grabaci\u00f3n y desgrabaci\u00f3n de DVDs.<\/p>\n
Bajo la coordinaci\u00f3n de los profesores Younes Messaddeq y Sidney Jos\u00e9 Lima Ribeiro, el grupo estudia fen\u00f3menos fotoinducidos mediante l\u00e1seres en calcogenuros, vidrios especiales que poseen excelentes propiedades – a nivel nanom\u00e9trico – para el registro de informaciones digitales e im\u00e1genes hologr\u00e1ficas. Trabajando con ese material, los investigadores tambi\u00e9n han descubierto otros mecanismos que explican los cambios estructurales verificados en los calcogenuros, cuando se los expone a la irradiaci\u00f3n de la luz, especialmente en composiciones a base de galio, germanio, azufre, sulfuro de ars\u00e9nico y antimonio.<\/p>\n
Uno de los fen\u00f3menos observados es el de la fotoexpansi\u00f3n, que provoca el aumento del volumen del material sin ninguna alteraci\u00f3n t\u00e9rmica, solamente con la luz del l\u00e1ser. Esta t\u00e9cnica permite tambi\u00e9n la aplicaci\u00f3n de los mencionados vidrios especiales en la fabricaci\u00f3n de microlentes del espesor de un pelo para las \u00e1reas de seguridad, en microc\u00e1maras; en medicina, en cirug\u00edas invasivas; y en el \u00e1rea militar, en sistemas de misiles teledirigidos.<\/p>\n
La importancia de los experimentos realizados en Araraquara se encuentran en unproyecto piloto presentado el a\u00f1o pasado por investigadores de Matsushita Electrical Industrial, desarrollado en Jap\u00f3n, que demostr\u00f3 el uso del DVD en c\u00e1maras digitales para grabaci\u00f3n, de manera an\u00e1loga a un videocassette. La materia prima utilizada en este DVD fue elaborada a base de calcogenuros hechos a base de germanio, telurio, antimonio y azufre. Actualmente existe una carrera tecnol\u00f3gica mundial para desarrollar estos materiales.<\/p>\n
Al margen de la caracterizaci\u00f3n de los l\u00e1seres, que efect\u00faan la lectura de las se\u00f1ales el\u00e9ctricas contenidas en los peque\u00f1os discos, los cient\u00edficos investigan tambi\u00e9n nuevos m\u00e9todos y materiales, para hacer que los productos sean m\u00e1s eficientes y baratos. De este modo, filmes finos, preparados a base de vidrios especiales, son prometedores para sustituir con ventajas a los pol\u00edmeros utilizados actualmente en la fabricaci\u00f3n de CDs y DVDs.<\/p>\n
Grabar y regrabar En su fase amorfa, el material graba los datos; en la cristalina, los reproduce. Los investigadores de la Unesp creen que el mejor aprovechamiento de los calcogenuros surgir\u00e1 con el uso del fen\u00f3meno de la fotoexpansi\u00f3n. Vali\u00e9ndose de un l\u00e1ser de una potencia y un tiempo de exposici\u00f3n adecuados, verificaron que la muestra v\u00edtrea irradiada con luz ultravioleta gener\u00f3 una expansi\u00f3n en la superficie del material del orden del 25%.<\/p>\n Este \u00edndice, que aumenta el espectro de actuaci\u00f3n, haciendo que el radio de la lente se vuelva mayor, permite almacenar m\u00e1s informaci\u00f3n, de manera superior a la observada en otros tipos de vidrios calcogenuros, recibiendo otras intensidades de luz, que mostraron variaciones de expansi\u00f3n m\u00e1xima del 0,7%. Estos resultados fueron presentados en el Primer Taller Internacional de Calcogenuros Amorfos y Nanoestructurados, realizado en Bucarest, Rumania, en 2001, y fueron acreedores del premio de segundo mejor trabajo en el \u00e1rea. “Ese premio, y el reconocimiento internacional, nos dieron motivaci\u00f3n para profundizar m\u00e1s estos estudios, con el objetivo de hallar otras propiedades de estos materiales y desarrollar filmes finos, para su aplicaci\u00f3n en el avance de la tecnolog\u00eda de DVD”, dice Messaddeq.<\/p>\n La investigaci\u00f3n galardonada fue iniciada por la doctoranda Sandra Helena Peratello, juntamente con el Laboratorio de Propiedades \u00d3pticas y El\u00e9ctricas de los S\u00f3lidos del Instituto de F\u00edsica de la Universidad de S\u00e3o Paulo en S\u00e3o Carlos, y coordinada por el profesor Maximo Siu Li. “El objetivo era producir vidrios calcogenuros poco estudiados, a base de galio, germanio y azufre. Verificamos una expansi\u00f3n extraordinaria en la superficie irradiada de esos materiales. Este descubrimiento sorprendi\u00f3 a la comunidad internacional del \u00e1rea”, explica Messaddeq.<\/p>\n Desde el punto de vista cient\u00edfico, las explicaciones sobre el mecanismo que rige esos cambios qu\u00edmicos y f\u00edsicos en los calcogenuros, presentadas por varios autores, no eran suficientes como para entender el origen de los fen\u00f3menos de fotoexpansi\u00f3n. Con base en an\u00e1lisis estructurales m\u00e1s profundos, realizados en el Laboratorio Nacional de Luz Sincrotr\u00f3n (LNLS) de Campinas, el grupo de Araraquara observ\u00f3 que durante la exposici\u00f3n del vidrio existe una reacci\u00f3n con el ox\u00edgeno, demostrando as\u00ed la interferencia del aire en esos fen\u00f3menos. “Nuestros an\u00e1lisis mostraron que la fotoexpansi\u00f3n desaparece cuando la muestra es irradiada en el vac\u00edo.<\/p>\n Por el contrario, en una atm\u00f3sfera rica en ox\u00edgeno, el fen\u00f3meno de la fotoexpansi\u00f3n es mucho mayor. Mostramos que el aire es un factor importante, principalmente si pretendemos fabricar materiales reproducibles”, comenta el profesor. Una vez m\u00e1s, los resultados presentados en el congreso internacional de vidrios no \u00f3xidos (vidrios \u00f3xidos son los que se utilizan para construir ventanas y en los espejos comunes), en septiembre de 2002, tambi\u00e9n sorprendieron a la comunidad internacional.<\/p>\n La experiencia rusa El grupo de la Unesp trabaja con vidrios calcogenuros de alta pureza desde 1999. En los \u00faltimos a\u00f1os, la mayor\u00eda de las investigaciones llevadas a cabo en Brasil con este material se focaliz\u00f3 en los vidrios a base de sulfuro de ars\u00e9nico, debido a su facilidad de preparaci\u00f3n y purificaci\u00f3n. “Toda la tecnolog\u00eda fue desarrollada para purificar el vidrio, omitiendo materiales alternativos, como el germanio y el galio”, explica el investigador. Para obtener la tecnolog\u00eda de preparaci\u00f3n de los calcogenuros, Messaddeq solicit\u00f3 la cooperaci\u00f3n y visit\u00f3 un laboratorio en la Rep\u00fablica Checa. Desde octubre del a\u00f1o pasado, otros compuestos de calcogenuros se encuentran en fase de desarrollo debido a la estada en el IQ\/Unesp del investigador ruso Igor Scripachev, jefe del Departamento de Purificaci\u00f3n de Materiales del Instituto de Qu\u00edmica de Sustancias de Alta Pureza de la Academia de Ciencias Rusa, en calidad de profesor visitante. “Ese grupo ruso es l\u00edder mundial en el \u00e1rea. La misma tecnolog\u00edafue implementada en Estados Unidos y en China a un costo alt\u00edsimo. Logramos la cooperaci\u00f3n del profesor Igor mediante una beca de la FAPESP”, dice Messaddeq.<\/p>\n Debido a la repercusi\u00f3n internacional del trabajo del grupo, Messaddeq fue invitado para integrar la red Amorphus Chalcogenides and Nanostruture, o Calcogenuros Amorfos y Nanoestructurados, un grupo de investigadores que trabaja en el \u00e1rea con el incentivo de la Comunidad Europea. Messaddeq tambi\u00e9n fue invitado a colaborar con investigadores de la Universidad de Cincinnati, Estados Unidos y de la Universidad de Montpellier II, Francia, al margen de haber recbido convites de grupos de Hungr\u00eda y Jap\u00f3n.<\/p>\n EL PROYECTO<\/strong>
\n<\/strong>Los calcogenuros le confieren al producto tres cualidades claves para el desarrollo de la tecnolog\u00eda de producci\u00f3n del DVD: estabilidad, reversibilidad (la capacidad de grabaci\u00f3n y regrabaci\u00f3n en un mismo disco) y sensibilidad para el almacenamiento de datos. Actualmente el principio de cambio de fase reversible (que permite grabar, borrar y regrabar) es atribuido a la inducci\u00f3n fotot\u00e9rmica, con base en las variaciones de temperatura los de l\u00e1seres, que hacen oscilar el estado de esos vidrios especiales de cristalino a amorfo (no cristalizado) y viceversa.<\/p>\n
\n<\/strong>Los calcogenuros desarrollados por el grupo, compuestos a base de galio, germanio y azufre, exhiben una alta eficiencia de difracci\u00f3n, pues poseen un gran n\u00famero de ranuras por mil\u00edmetro, una ventaja para la tecnolog\u00eda de DVD, ya que suministra m\u00e1s canales para almacenar datos. As\u00ed y todo, la fotoexpansi\u00f3n presenta desventajas con relaci\u00f3n a la estabilidad del material. “En este sentido, el grupo se esfuerza en la b\u00fasqueda de materiales alternativos, basados en la misma matriz, para alcanzar las respuestas deseadas”, dice Messaddeq. Y se est\u00e1n haciendo estudios en materiales a\u00fan poco explotados, como vidrios a base de antimonio y \u00f3xido de tungsteno.<\/p>\n
\nEstudio y Aplicaciones para Vidrios Fotosensibles
\n<\/em>
\nMODALIDAD<\/strong>
\nL\u00ednea regular de auxilio a la investigaci\u00f3n
\nCOORDINADOR<\/strong>
\nYounes Messaddeq – IQ\/ Unesp
\nINVERSI\u00d3N<\/strong>
\nR$ 87.221,00 y US$ 117.282,00<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Investigadores de la Unesp elaboran materiales de avanzada para la producci\u00f3n de CDs y DVDs\r\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[484],"class_list":["post-76563","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76563","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/169"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76563"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76563\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76563"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76563"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76563"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76563"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}