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Crean un competidor para el grafeno, apto para el ordenador cuántico

Del grosor de una molécula, es orgánico-inorgánico, con ventajas para la electrónica del futuro

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Crean un competidor para el grafeno, apto para el ordenador cuántico
Esquema del nuevo material 2D de pirazina

Esquema del nuevo material 2D de pirazina KASPER STEEN

Resumen:

Un material finísimo, resistente y que conduce la electricidad y calor. Eso es lo que hace al grafeno revolucionario. Pero por el momento no está en nuestra vida cotidiana, pese a que se nos prometieron pantallas de móviles flexibles del grosor de un folio o implantes microscópicos para controlar nuestro organismo. También se nos pintó un futuro con ordenadores cuánticos ultrarrápidos, cuando aún no hemos sido capaces de tener los materiales adecuados para que se comporten como tales. Ahora, un equipo de la Universidad Politécnica de Dinamarca (DTU) ha presentado un material parecido al grafeno, pero con las ventajas de las estructuras biológicas.

Se pueden diseñar propiedades con más precisión que en otros materiales 2D

“El material marca un nuevo tipo de química, en el que podemos reemplazar varios componentes del material y modificar sus propiedades físicas y químicas”, explica Kasper Steen Pedersen, profesor de la DTU. “Esto no se puede hacer en el grafeno. Por ejemplo, uno no puede elegir sustituir la mitad de los átomos de carbono en el grafeno con otro tipo de átomos. Nuestro enfoque permite diseñar las propiedades con mucha más precisión que lo conocido en otros materiales en 2D”.

El nombre de este nuevo material es menos evocador que el del grafeno: Dicloruro de cromo pirazina. Tiene el espesor de una molécula –como en el grafeno–, eso hace que sus electrones tomen siempre una dirección, con lo cual se puede trabajar con sus sorprendentes propiedades cuánticas. Por ejemplo, el entrelazamiento: en dos partículas separadas entre sí, lo que le ocurre a una afecta instantáneamente a la otra, aunque estén a años luz de distancia sin unión física o por ondas alguna. Lo explicamos en este vídeo:


¿Calcetines entrelazados cuánticamente? ¿Tazas de café hirviendo en la nevera? Son jóvenes, matemáticas y cuánticas. Bucean en el mundo de lo más pequeño con sus particulares propiedades hablando el lenguaje de los números para tratar de traducir y sacar partido el mundo de las partículas. | Vídeo: Mario Viciosa


 

Esta es una propiedad muy interesante para la fabricación de un posible ordenador cuántico en el futuro, ya que, como explica la investigadora Ángela Capel, “cuando se trabaja con partículas donde actúa la mecánica cuántica hay muchísimos errores con los que cuesta lidiar; buscamos materiales con propiedades (por ejemplo, su capacidad para enfriarse rápido) que constituyan mejores candidatos para ser parte del hardware de un ordenador cuántico”.

Desde la síntesis de grafeno en 2004, se han desarrollado otros materiales para aplicaciones de electrónica cuántica. Sin embargo, el más novedoso se basa en un concepto muy diferente. Mientras que los otros candidatos son todos inorgánicos, al igual que el grafeno, la pirazina es un material híbrido orgánico e inorgánico.

Pantalla flexible de grafeno

Pantalla flexible de grafeno

Baterías y electrónica en general

“Mientras que en la electrónica normal sólo se utiliza la carga de los electrones, la espingrónica que es una propiedad de la mecánica cuántica, usa también el giro (es clave para sus cualidades magnéticas). Esto es muy interesante para aplicaciones de computación cuántica”, señala Kasper Steen Pedersen.

Además de la computación cuántica, Chromium-Chloride-Pyrazine puede ser de interés en futuros superconductores, catalizadores, baterías, pilas de combustible y electrónica en general.

Aún así, las compañías no están dispuestas a comenzar a producir el material de inmediato y el investigador enfatiza: “Esto sigue siendo una investigación fundamental. Dado que estamos sugiriendo un material sintetizado desde un enfoque completamente novedoso, una serie de preguntas siguen sin respuesta. Por ejemplo, todavía no podemos determinar el grado de estabilidad del material en diversas aplicaciones. Sin embargo, pase lo que pase, “esta es la puerta a un nuevo mundo de materiales 2D más avanzados que se abren”.