Crece d\u00eda a d\u00eda la capacidad de almacenamiento de informaciones en los discos r\u00edgidos, que constituyen unos de los tipos de memoria de la computadora. Es el resultado del desarrollo de nuevos materiales, empleados en los dispositivos llamados cabezales de lectura, que traen de la memoria los textos e im\u00e1genes. Los cabezales de lectura de los discos r\u00edgidos se fundamentan en un principio f\u00edsico que podr\u00e1 sonar con poca simpat\u00eda para quien entiende muy poco de las entra\u00f1as de las computadoras: es la llamada magnetorresistencia -la variaci\u00f3n de la resistencia el\u00e9ctrica de un material sometido a un campo magn\u00e9tico.<\/p>\n
Este proceso de recuperaci\u00f3n de informaciones se usa tambi\u00e9n en sensores magn\u00e9ticos que controlan frenos y embragues de los autom\u00f3viles, en detectores de minas terrestres y en aparatos de marcapasos. Pero, para que puedan caber a\u00fan m\u00e1s informaciones en el mismo espacio, en base a ese mismo principio, un grupo de f\u00edsicos de la Universidad de S\u00e3o Paulo ha llegado a resultados que alimentan la perspectiva de una familia de cer\u00e1micas conocidas como manganitas que reemplace a otros dispositivos fundamentales de la computadora, que disminuyen la resistencia al paso de la electricidad y as\u00ed ampl\u00edan la precisi\u00f3n y la velocidad de lectura de datos: son las multicapas magn\u00e9ticas, adoptadas en las computadoras a partir del descubrimiento por un f\u00edsico de la Universidad Federal de R\u00edo Grande do Sul (UFRGS), Mario Norberto Baibich.<\/p>\n
Baibich identific\u00f3 en 1988 el potencial de las multicapas magn\u00e9ticas al utilizar 40 min\u00fasculas placas apiladas de hierro, un material magn\u00e9tico, y de cromo, no magn\u00e9tico. Se dio cuenta as\u00ed que el material escogido y la distribuci\u00f3n en paralelo y alternada de las capas, sometidas a un campo magn\u00e9tico, reduc\u00edan hasta en un 100% de la resistencia a las corrientes el\u00e9ctricas -la reducci\u00f3n conseguida hasta entonces no llegaba al 5%. Ese efecto, considerado fant\u00e1stico para la \u00e9poca, qued\u00f3 conocido como magnetorresistencia gigante e hizo escuela. “La magnetorresistencia gigante permiti\u00f3 la construcci\u00f3n de sensores magn\u00e9ticos de tama\u00f1os bastante reducidos, con mayor capacidad de lectura y sensibilidad”, afirma Baibich, cuyo art\u00edculo comunicando esos resultados, publicado en noviembre de 1988, a\u00fan es unos de los m\u00e1s citados de la Physical Review Letters<\/em>. “Fue a partir de entonces que la industria de inform\u00e1tica comenz\u00f3 a producir los discos r\u00edgidos que actualmente encontramos en nuestras computadoras.”<\/p>\n Las manganitas pueden ir m\u00e1s all\u00e1 de lo que Baibich descubri\u00f3. “Hay situaciones en que la variaci\u00f3n de la resistencia el\u00e9ctrica de las manganitas a la aplicaci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico es mucho mayor que las observadas en multicapas magn\u00e9ticas, lo que permitir\u00eda acelerar el proceso de lectura y transmisi\u00f3n de informaciones en el mismo espacio f\u00edsico”, comenta Renato de Figueiredo Jardim, profesor del Instituto de F\u00edsica. “Tendr\u00edamos una lectura m\u00e1s r\u00e1pida, con mayor sensibilidad y precisi\u00f3n”. Los estudios coordinados por Jardim, que avanzan paralelamente a los desarrollados por los equipos de las universidades de Tokio, en Jap\u00f3n, y de California, en Estados Unidos, revelaron nuevas propiedades de ese material que contribuyen a la explicaci\u00f3n de como una cer\u00e1mica normalmente aislante se transforma a punto tal de conducir electricidad tan bien como algunas aleaciones met\u00e1licas. Ya mostraron, por ejemplo, que es de forma continua y gradual, sin sufrir alteraciones bruscas, que las manganitas adquieren sus propiedades m\u00e1s notables, dejando de ser un material aislante para convertirse en conductor de electricidad y transformarse en un material no magn\u00e9tico para comenzar a comportarse como un im\u00e1n. Conocer la naturaleza de estas transformaciones, que los f\u00edsicos llaman\u00a0 transiciones de fase, es esencial para utilizar ese material.<\/p>\n Formadas mayormente por manganeso, al cual se a\u00f1ade el ox\u00edgeno, un elemento qu\u00edmico de la familia de los lant\u00e1nidos, en especial el lantano, y otro de los grupos de los alcalinos terrosos, como el calcio y el bario, las manganitas no son buenas conductoras de electricidad a temperatura ambiente. Para que se conviertan en conductoras, es necesario sustituir parcialmente el lantano por el calcio y someter el material a temperaturas bastante bajas, del orden de los menos 120 grados Celsius (-120\u00baC). “A esa temperatura”, observa Jardim, “las manganitas pierden sus propiedades de material aislante y se transforman en compuestos con caracter\u00edsticas met\u00e1licas, buenos conductores el\u00e9ctricos”. Sometidas a esa temperatura, \u00e9stas se convierten tambi\u00e9n en un material ferromagn\u00e9tico, dotado de propiedades magn\u00e9ticas similares a las de un im\u00e1n.<\/p>\n En un material que se comporta como un im\u00e1n, los electrones se alinean, girando alrededor del propio eje siempre en la misma direcci\u00f3n y sentido -una propiedad magn\u00e9tica de las part\u00edculas at\u00f3micas conocida como spin. En esas condiciones, la aplicaci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico crea una enorme variaci\u00f3n de la resistencia el\u00e9ctrica, que constituye un tipo de magnetorresistencia -no gigante, como el descubrimiento de Baibich, sino a\u00fan mayor, llamada colosal, identificada en las manganitas en 1993 por f\u00edsicos alemanes. “Con el alineamiento de spins, surge un camino preferencial, por el cual la corriente el\u00e9ctrica puede transitar sin muchos obst\u00e1culos”, dice F\u00e1bio Coral Fonseca, f\u00edsico del Instituto de Investigaciones Energ\u00e9ticas y Nucleares (Ipen, sigla en portugu\u00e9s) que tambi\u00e9n forma parte de la investigaci\u00f3n. Como resultado, dependiendo del campo magn\u00e9tico aplicado y de la temperatura, la resistencia al paso de la corriente el\u00e9ctrica puede caer hasta 10.000%.<\/p>\n Jardim y su alumno de doctorado Jos\u00e9 Antonio Souza, con f\u00edsicos de la Universidad de Montana, Estados Unidos, demostraron en un art\u00edculo publicado en mayo de 2005 en Physical Review Letters<\/em> que esa transformaci\u00f3n, llamada\u00a0 transici\u00f3n de fase de segundo orden, ocurre de manera continua y gradual, sin que la cer\u00e1mica pase por alteraciones bruscas. “La transici\u00f3n de fase continua era aceptada solamente para algunas familias de manganitas, pero la verificamos en muchas de ellas, independientemente de los elementos que la componen”, comenta Jardim. Como consecuencia de ello, algunas propiedades de esta cer\u00e1mica, como la transici\u00f3n de fase de aislante para metal y de un material no magn\u00e9tico para magn\u00e9tico, deben revisarse.<\/p>\n En el marco de otro estudio, publicado en la Physical Review B<\/em>, Jardim y Souza demostraron otro detalle importante: el efecto de magnetorresistencia puede ser muy amplificado cuando el lantano es reemplazado parcialmente por el itrio, incrementando el potencial de uso tecnol\u00f3gico de las manganitas. Esa sustituci\u00f3n de un elemento qu\u00edmico por otro resulta, en verdad, en un material nuevo, con propiedades diferentes. Ser\u00eda un h\u00edbrido, constituido por peque\u00f1as islas de material magn\u00e9tico, embebidas en una matriz de material aislante, y dotado de caracter\u00edsticas met\u00e1licas.<\/p>\n Otro descubrimiento se refiere a los est\u00edmulos que pueden usarse para que las manganitas pasen por esas transformaciones -de aislante a conductor y de no met\u00e1lico a met\u00e1lico. En un art\u00edculo de enero de este a\u00f1o tambi\u00e9n publicado en Physical Review B<\/em>, Jardim, Fonseca y Alessandro de Souza Carneiro, quien cursa doctorado, observaron que grandes variaciones en la resistencia el\u00e9ctrica de las manganitas pueden obtenerse solamente en presencia de un campo magn\u00e9tico, pero tambi\u00e9n con la aplicaci\u00f3n de corriente el\u00e9ctrica a trav\u00e9s del material.<\/p>\n Cuando las manganitas est\u00e1n en su estadio inicial aislante, la corriente el\u00e9ctrica encuentra dificultades para recorrer el material, pero busca caminos alternativos, que ofrecen menos resistencia. Pero, en esas condiciones, puede tambi\u00e9n darse una transici\u00f3n del estadio de conductor al de aislante.<\/p>\n Caso las aplicaciones se realicen, las manganitas representar\u00e1n un tercer estadio en la historia reciente de los sensores y lectores magn\u00e9ticos. El primero fue el llamado sistema inductivo y el segundo, el sistema magnetorresistivo, basado en las multicapas magn\u00e9ticas.<\/p>\n Las multicapas sustituir\u00e1n al sistema anterior, o inductivo, constituido por una bobina hecha de un delgado hilo de cobre, que detecta el campo magn\u00e9tico grabado generando una corriente. La lectura de esa corriente es lo que permite a su vez la lectura de los campos magn\u00e9ticos grabados. Como esa bobina es muy poco sensible, el campo magn\u00e9tico que la acciona debe ser muy intenso. “Para cumplir esa exigencia”, dice Baibich, “el conjunto sensor, compuesto de una bobina de grabaci\u00f3n y una bobina de detecci\u00f3n, tambi\u00e9n necesita ser muy grande y no puede alojarse en espacios tan apretados como el interior de un disco r\u00edgido”.<\/p>\n A pesar de las limitaciones, el sistema inductivo a\u00fan se usa en tarjetas magn\u00e9ticas como las de banco y en cintas magn\u00e9ticas para grabadoras. “Despu\u00e9s de la revoluci\u00f3n que las multicapas magn\u00e9ticas promovieron en la inform\u00e1tica”, comenta Jardim, “si conseguimos utilizar el potencial de las manganitas y el de la magnetorresistencia gigante podremos construir una nueva generaci\u00f3n de dispositivos para las computadoras”.<\/p>\n El Proyecto
\n<\/strong>Estudio de fen\u00f3menos Intergranulares en \u00f3xidos cer\u00e1micos<\/em>
\nModalidad
\n<\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico
\nCoordinador
\n<\/strong>Reginaldo Muccillo – Ipen
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong>R$ 696.105,59<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Cer\u00e1micas a base de manganeso pueden volverse conductoras de electricidad y mejorar el funcionamiento de las computadoras","protected":false},"author":18,"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":[109],"class_list":["post-80562","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\/80562","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\/18"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=80562"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80562\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=80562"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=80562"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=80562"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=80562"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}