{"id":90152,"date":"2011-02-01T10:10:00","date_gmt":"2011-02-01T12:10:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2011\/02\/01\/vecindario-inquieto\/"},"modified":"2017-02-16T14:19:28","modified_gmt":"2017-02-16T16:19:28","slug":"vecindario-inquieto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/vecindario-inquieto\/","title":{"rendered":"Vecindario inquieto"},"content":{"rendered":"

\"\"Sueli Hatsumi Masunaga y Renato de Figueiredo Jardim, f\u00edsicos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), idearon una estrategia relativamente sencilla para medir un fen\u00f3meno que afecta al almacenamiento y la transmisi\u00f3n de las informaciones registradas en medios magn\u00e9ticos, como es el caso de los discos r\u00edgidos (HD) de las computadoras. De tener factibilidad comercial esta forma de evaluar las caracter\u00edsticas del material que compone la memoria magn\u00e9tica de las computadoras, ser\u00eda posible producir, con el mismo material utilizado actualmente, discos r\u00edgidos con capacidad de almacenamiento hasta cinco veces superior a la actual.<\/p>\n

Se estima que el HD de una computadora com\u00fan, que registra las informaciones en l\u00e1minas de peque\u00f1as part\u00edculas de cobalto (Co), cromo (Cr) y platino (Pt), recubiertas por un material aislante, almacena 200 gigabytes de datos en una superficie comparable con la de una caja de f\u00f3sforos. “Si se optimizara la fabricaci\u00f3n de ese componente, la misma superficie ser\u00eda capaz de albergar 1 terabyte”, afirma Jardim, director del Instituto de F\u00edsica (IF) de la USP.<\/p>\n

La ampliaci\u00f3n del poder de almacenamiento de ese material, cuya composici\u00f3n y capacidad exactas, com\u00fanmente no son divulgadas por la industria, depende del control de la influencia que las nanopart\u00edculas ejercen unas sobre otras, un fen\u00f3meno del mundo at\u00f3mico que recibe el nombre de interacci\u00f3n dipolar, porque las nanopart\u00edculas se comportan como diminutos imanes (dipolos magn\u00e9ticos). “Esa interacci\u00f3n, cuya intensidad aumenta al reducirse el espacio entre las part\u00edculas, ocurre igualmente en distancias consideradas grandes en el mundo nanom\u00e9trico”, cuenta Sueli.<\/p>\n

Cuando se presiona la tecla enter de una computadora para guardar, por ejemplo, un archivo de texto, una peque\u00f1a bobina (el cabezal de lectura) que flota a d\u00e9cimas de millon\u00e9sima de mil\u00edmetro del disco r\u00edgido, convierte pulsos el\u00e9ctricos en magn\u00e9ticos orientando el campo magn\u00e9tico de las nanopart\u00edculas en un determinado sentido o en su opuesto, girado 180 grados. La orientaci\u00f3n de ese campo magn\u00e9tico \u2014\u00a0imaginemos una flecha apuntando hacia arriba o hacia abajo \u2014\u00a0funciona como unidad de informaci\u00f3n: el bit, representado por los n\u00fameros 0 y 1. Una vez accionado el comando para guardar la informaci\u00f3n, una larga secuencia de ceros y unos es codificada con la orientaci\u00f3n magn\u00e9tica de las nanopart\u00edculas, que no se ve alterada cuando la m\u00e1quina se apaga.<\/p>\n

Para aumentar la capacidad de almacenamiento de este tipo de memoria, creada en los a\u00f1os 1950 por IBM, se requiere acomodar un n\u00famero mayor de part\u00edculas en una misma superficie. Pero eso es complicado, entre otros factores, debido a la interacci\u00f3n bipolar. A medida que las nanopart\u00edculas se tornan m\u00e1s pr\u00f3ximas, los campos magn\u00e9ticos generados por ellas interact\u00faan entre s\u00ed hasta que, dependiendo de la distancia, provocan la inversi\u00f3n del sentido de las nanopart\u00edcula, o, tal como dicen los f\u00edsicos, flipan. Y, en ese caso, flipar es sin\u00f3nimo de inestabilidad, lo cual ya no resulta deseable para el almacenamiento de la informaci\u00f3n.<\/p>\n

Jardim y Sueli propusieron durante enero, en la Applied Physics Letters, una manera de eludir el problema. La sugerencia es utilizar dos conjuntos de caracter\u00edsticas del material para estipular a partir de qu\u00e9 punto se torna relevante la interacci\u00f3n dipolar. El primer conjunto, de \u00edndole estructural, toma en cuenta el tama\u00f1o de las part\u00edculas y la distancia entre ellas. La otra medida es la susceptibilidad magn\u00e9tica, la respuesta del material a la influencia de un campo magn\u00e9tico.<\/p>\n

La pareja arrib\u00f3 a esa estrategia investigando el comportamiento de un material contenido en las nanopart\u00edculas de n\u00edquel sintetizado por Sueli, como parte de un proyecto tem\u00e1tico de la FAPESP coordinado por el f\u00edsico Reginaldo Muccillo. El n\u00edquel, naturalmente magn\u00e9tico a temperatura ambiente, tal como el hierro (Fe) y el cobalto (Co), es un metal modelo para el estudio de las propiedades magn\u00e9ticas.<\/p>\n

En el laboratorio, Sueli mezcl\u00f3 un \u00e1cido (c\u00edtrico), un alcohol (etilenglicol) y una sal (nitrato de n\u00edquel) y calent\u00f3 el l\u00edquido a 80 grados Celsius hasta que se transformase en un gel, al que luego llev\u00f3 al horno a 300 grados durante tres horas. La resina que se form\u00f3 fue triturada y calentada nuevamente, ahora en una atm\u00f3sfera de nitr\u00f3geno, para eliminar impurezas. El resultado fue la formaci\u00f3n de nanopart\u00edculas esf\u00e9ricas de n\u00edquel inmersas en una matriz de carbono y \u00f3xido de silicio. Cada part\u00edcula, con cinco nan\u00f3metros de di\u00e1metro en promedio, es en realidad, un conglomerado de casi 6 mil \u00e1tomos dispuestos en forma de cubos que se comporta como si fuera un s\u00f3lo dipolo.<\/p>\n

Interacci\u00f3n
\n<\/strong>Aumentando la concentraci\u00f3n de n\u00edquel, que vari\u00f3 entre 1,9% y 12,8% en la masa del compuesto, Sueli observ\u00f3 en el microscopio electr\u00f3nico que la distancia entre las nanopart\u00edculas disminuy\u00f3 de 21 a 11 nan\u00f3metros. Simult\u00e1neamente, la susceptibilidad magn\u00e9tica revel\u00f3 mayor interacci\u00f3n entre las part\u00edculas. A partir de cierta distancia, la susceptibilidad magn\u00e9tica dej\u00f3 de ser descrita en la forma esperada para las part\u00edculas independientes, se\u00f1al \u00e9sta de que los campos magn\u00e9ticos de las nanopart\u00edculas comenzaron a interferir unos sobre otros. “La interacci\u00f3n dipolar adquiri\u00f3 relevancia en distancias menores a 14 nan\u00f3metros”, cuenta Sueli, quien describi\u00f3 los resultados en un art\u00edculo publicado en Physical Review B de 2009 y en otro que ser\u00e1 publicado en el Journal of Applied Physics. Un HD que contuviera nanopart\u00edculas que estuviesen tan pr\u00f3ximas entre s\u00ed, se comportar\u00eda como una memoria con Alzheimer: podr\u00eda perder la informaci\u00f3n inmediatamente despu\u00e9s de adquirirla.<\/p>\n

“Esta caracter\u00edstica que torna al material impropio para el almacenamiento de datos puede resultar interesante para fen\u00f3menos que no requieran la preservaci\u00f3n del estado, como en el caso de la transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n”, comenta Jardim. Seg\u00fan el f\u00edsico, la estrategia puede aplicarse en cualquier material, lo cual puede atraer el inter\u00e9s de la industria. “El m\u00e9todo podr\u00eda implementarse como protocolo para monitorear la construcci\u00f3n de memorias magn\u00e9ticas de computadoras y testear su calidad”, dice.<\/p>\n

El proyecto
\n<\/strong>Estudio de fen\u00f3menos \u00edntergranulares en materiales cer\u00e1micos (n\u00ba 2005\/ 53241-9<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Reginaldo Muccillo \u2014\u00a0Ipen\/SP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 945.914,22 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nMASUNAGA, S.H. et al.<\/em> Increase in the magnitude of the energy barrier distribution in Ni nanoparticles due to dipolar interactions<\/a>. Applied Physics Letters<\/strong>. V. 89. ene. 2011.<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Estrategia permite evaluar la interacci\u00f3n magn\u00e9tica entre nanopart\u00edculas\r\n","protected":false},"author":16,"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":[181],"tags":[304,333],"coauthors":[105],"class_list":["post-90152","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es","tag-tecnologia-de-la-informacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90152","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\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=90152"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90152\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=90152"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=90152"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=90152"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=90152"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}