¿Será el estaneno el nuevo material?
Calculan que una monocapa de estaño podría ser un nuevo material para aplicaciones electrónicas.
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Siempre hay una componente social en la ciencia, ciertos temas se ponen de moda, unos se financian y otros no. Las modas, por ejemplo, hacen que incluso se publiquen basuras en las revistas científicas que antes o después de la moda no se publicarían nunca.
Casi nadie investiga ya en Mecánica Clásica. Nadie investigaba en los Fundamentos de la Mecánica Cuántica hasta que se empezó a plantear la construcción de los supuestos computadores cuánticos. No es que los físicos tengan mal o buen gusto, es que si no tienen financiación en un campo no pueden investigar sobre él aunque lo deseen. Es lo malo de querer comer todos los días.
Quizás un físico joven espere a tener una plaza asentada para investigar sobre cosas bonitas, aunque sea sólo con lápiz y papel. Pero cuando ya consigue estabilizar su plaza ya está demasiado metido en otros temas como para investigar en temas más arriesgados.
Es increíble que la ciencia avance pese a los políticos y a los propios investigadores.
El área de la Física que más “prostituido” está es la Física de Materiales, pues de ahí algunas veces salen aplicaciones tangibles que en seguida pueden tener rentabilidad económica. Ya casi nadie trabaja en YBaCuO, parece que ahora todos trabajan en grafeno. Pero la realidad es que, pese a que ahora incluso nos prometen preservativos de grafeno, todavía no hay productos comerciales hechos con este material, ni supercondensadores que nos eviten la esclavitud de las baterías, ni electrónica rápida, ni pantallas…
Ahora parece que hay una nueva promesa en el ruedo. Se trata del estaneno. Este hipotético material consiste en una capa monoatómica de estaño similar al grafeno. Al parecer, y según los cálculos, tiene propiedades sorprendentes, como ser capaz de conducir la electricidad con un 100% de eficiencia a temperaturas a las que operan los chips de nuestros dispositivos electrónicos. Todo ello desde el punto de vista teórico según investigadores del Departamento de la Energía de EEUU y del SLAC.
Shoucheng Zhang, líder del proyecto, sostiene que el estaneno podría aumentar la velocidad y rebajar el consumo de la próxima generación de chips computacionales.
En la pasada década el grupo de Zhang ha calculado y predicho las propiedades electrónicas de unos materiales conocidos como aislantes topológicos, materiales que conducen la electricidad sólo por sus bordes y no en su interior. Estos materiales tienen el grosor de un átomo y conducen la electricidad con un 100% de eficiencia. Esta propiedad viene de la interacción compleja entre los electrones y los núcleos de elementos pesados. Se puede decir que se fuerza a los electrones a circular a lo largo de líneas definidas sin límite de velocidad de tal modo que viajan casi sin resistencia.
En 2006 y 2008 este grupo predijo que el teluro de mercurio y combinaciones de bismuto, antimonio, selenio y teluro debían ser aislantes topológicos. Pero resultó que ninguno de estos materiales era un conductor perfecto de la electricidad a temperatura ambiente, por lo que tenían aplicaciones limitadas.
Este año han estudiado las propiedades que tendría una monocapa de estaño. Sus cálculos indican que este material debe ser un aislante topológico por encima de la temperatura ambiente. Además, si se añade flúor se aumenta la temperatura límite hasta los 100 grados centígrados.
Zhang opina que el estaneno podría usarse en microprocesadores para transportar corriente entre distintos componentes. Esto permitiría reducir el consumo de energía del chip. En un brote de optimismo, este investigador propone incluso sustituir el silicio por este material y que un día Silicon Valley pase a llamarse Tin Valley.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4267
Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
12 Comentarios
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lunes 25 noviembre, 2013 @ 7:42 am
No se si entendí, o sea no sería un superconductor a temperatura ambiente, cierto?. Y al ser un aislante topológico a temperatura ambiente, además de su esperable utilidad en la espintrónica, se predice teóricamente que los aislantes topológicos pueden albergar cuasiparticulas de Majorana, por lo tanto el estaneno podría traer la computación cuántica (topológica) a la temperatura ambiente?, eso sí que sería un aplicación interesante.
lunes 25 noviembre, 2013 @ 10:45 am
La palabra «superconductor» no se menciona en el texto. Sobre el estateno sólo podremos decir algo en firme cuando se fabrique y se mida.
lunes 25 noviembre, 2013 @ 2:20 pm
«Las modas, por ejemplo, hacen que incluso se publiquen basuras en las revistas científicas que antes o después de la moda no se publicarían nunca.»….
«No es que los físicos tengan mal o buen gusto, es que si no tienen financiación en un campo no pueden investigar sobre él aunque lo deseen. Es lo malo de querer comer todos los días.»
Jua, jua jua jua,,,,,,,,,,,,,,,,
Neo, esta asignatura no te la enseñaron en el doctorado, pero veo tienes matricula de honor en ella.
Los premios en mecánica cuántica se han ido repartiendo, desde que se supo que los métodos criptográficos suyos, eran esencialmente invulnerables, y ademas, esas computadoras, podían romper los códigos de 256 bits de las maquinitas de von newman.
O sea, que los manda-mases de los bancos, cogieron el teléfono y dijeron:
‘Comor, ese fistro de computador cuántico, lo quiero ya para mi, solo para mi, pecador’.
Hay, maldito mundo, que diría Calderón de la Barca, o el muy grande de Quevedo.
A mis 20 años, me crea todas las modas en ciencia, ni era capaz de detectar que eran solo eso, modas.
Ya no me venden tantas.
Saludos.
(Y neo, tal vez deberías tener cuidado, es cierto que no aparece la palabra superconductor, pero si conducción sin limites. ¿No limite en perdidas, o no limites en energía de portadores?¿Interacción electrones-núcleo, como es eso, por ligazon de energías entre espines de electrones y espines del núcleo?).
En fin, no hace falta que respondas, se ve que esto suena a moda y al comenzar a venderse modas, siempre sacan ‘las maravillas supermaravillosas que harán todo el mundo de color rosa’.
Ya veremos, como con el grafeno.
Javier.
lunes 25 noviembre, 2013 @ 2:28 pm
Por cierto, solicito vuestra ayuda para un tema personal.
Los 3 volúmenes de lecturas en física de R. P. Feynman, en su edición de 1971, que era bilingue (En cada hoja, tenia en un lado el texto en ingles, y en otro, en español).
Los 3 clásicos volúmenes de color rojo-naranja con la foto de Don ricardo tocando el tambor brasileiro.
Los estoy buscando para comprarlos, y no hay manera, solo aparecen versiones en ingles mas nuevas (De los años 2000 a 2005).
Como no quiero liar este blog con este tema, pero supongo que entre todos, alguno podrá indicar alguna pista (Ya he buscado en amazon, nada), os dejo mi mail (ajmm3@arrakis.es) para que me lo mandéis (Con permiso de neo, que por supuesto, puedes bloquearme hasta el próximo multiverso post-big-crunch por este atrevimiento).
Tengo unos alumnos que no tienen ni idea de estos temas, están perdidos en problemas e internet, y he decidido que tengan buenos libros de verdad, en papel, y buenos, hostias (No tanta basura como neo, yo, y muchos mas, sabemos que pulula por ahí).
Gracias
Javier.
lunes 25 noviembre, 2013 @ 4:37 pm
Es infame que el sistema de derechos del que disfrutan las editoriales permitan casos como este, más si tenemos en cuenta que Feynman lleva 20 años muerto. Muchos libros duermen el sueño de los justos porque las editoriales deciden no reeditarlos. La ley les debía obligar a su edición (y en papel) o que pasen a dominio público.
Los verdaderos derechos de autor simplemente desaparecen, pues la ley permite que las editoriales obliguen al autor a vender los derechos de explotación de por vida. Los derechos editoriales no debían ser además más prolongados en el tiempo de lo que es una patente.
Pero, ya se sabe, un niño creativo abandonado en una isla desierta y sin ningún tipo de formación puede él sólo escribir un equivalente del Tractatus Logico-Philosophicus, del Quijote o de El Ulises.
Ese caso en concreto bilingüe va a ser complicado de encontrar. En inglés hay copias en The Pirate Bay bajo P2P. Es de suponer que estará en Emule también. Hay repositorios por ahí dedicados a libros.
Lamentablemente no se puede enlazar desde aquí so pena de buscarnos un problema, sobre todo tal y como están las cosas. Así que, por favor, que nadie lo haga.
lunes 25 noviembre, 2013 @ 4:50 pm
Sobre el asunto de los superconductores decir que estos aislantes topológicos no lo son. Eso sí, los que trabajan en ellos venden mucho sus supuestas excelencias como conductores. La realidad es que siendo mejores que un metal no llegan a ser superconductores. Los electrones se mueven mucho más rápido por los bordes (en el interior son aislantes) que en los metales. En esos bordes se comportan como el grafeno. La clave de la conducción superficial está en que los electrones poseen un acoplamiento entre la dirección de su espín y su dirección de movimiento. Pero no hay pares de Cooper, ni efecto Meissner ni nada por el estilo. No son superconductores.
Pretenden vender todo esto en el asunto de la computación cuántica.
Sin embargo, hay una cuestión bonita. Algunos fenómenos en estos materiales son similares a cómo opera el bosón de Higgs.
A veces algunos materiales pueden usarse como modelos en otros campos, pues la ecuaciones implicadas se parecen a otras usadas en otras áreas. Así por ejemplo se pueden crear «agujeros de gusano» en grafeno.
lunes 25 noviembre, 2013 @ 6:42 pm
No neo, no me has entendido, no busco enlaces para descargarlos violando los derechos, sino sitios donde comprarlos justamente (Con tarjeta por internet, o en librerías de las de siempre, donde encargarlos, pagarlos por banco primero, y que me los envíen por correo de toda la vida).
Si Don Ricardo nos esta viendo desde algún sitio, le debo decir que su trabajo bien vale unos cientos de euros (Y mas en este siglo XXI lleno de tablets usados por miles de millones que no saben ni lo que es un hertzio).
Y gracias por la aclaración, si, no son superconductores, sino que la movilidad de sus portadores (Electrones en este caso) es muy superior a la de los metales, justamente en su esquinas.
Tendrán perdidas, pero son fenómenos muy interesantes, si.
Thanks Neo.
By J.&J.
martes 26 noviembre, 2013 @ 2:49 am
Contra, si hoy en día las videoconsolas de juegos hacen virguerías, ¿Qué podrán hacer con la computación cuántica y superconductores? Ya no habrán nuevos videojuegos de jugabilidad 2D. Los videojuegos dejarán de existir y en su lugar solo habrán simulaciones 3d indistinguibles de la realidad o viviremos dentro de una película de animación. Tampoco habrá cine, y las aventuras, dramas y demás historias, ya no se contemplarán detrás de una pantalla como hacemos hoy, y viviremos las historias, siendo los protagonistas de éstas, como si fueran sueños. Confundiendo realidad y ficción.
Se cuenta que ya no viajaremos a países lejanos, con la realidad virtual. Solo veremos hologramas, que podremos tocar,como objetos o personas reales. Todo esto sin salir de casa o del lugar de trabajo. Incluso la futura exploración espacial, podrían ser simulaciones de realidad virtual.
O antes de morir, volcar nuestra mente, en un programa de RV y continuar viviendo dentro de una realidad artificial, como muestra el cine y la literatura de CiFi, tal y como prometen las diferentes religiones del mundo… Incluso podríamos tener software fuera del ordenador, telekinesia, mover objetos con la mente, adivinar lo que piensan otras personas, colar como un pájaro o super héroes de los cómics.
Pero películas de CiFi, como Star trek, además de mostrar una realidad virtual compuesta por hologramas (las holo- cubiertas), a diferencias de otras como Matrix, Avatar o Tron, también muestran pantallas físicas planas, semejantes a los televisores que tenemos hoy en día en casa, y hologramas animados, que se proyectan sobre una plataforma y reproducen un mensaje o en una representación artística o un videojuego. Y las simulaciones de la Realidad Virtual, no ha sustituido a todos estos sistemas, sino que, muestra que sorprendentemente, conviven y se siguen utilizando, y no se ven como piezas antiguas en un museo.
Con superconductores se pueden hacer transistores unipolares, pero no pueden hacer bipolares, para manejar electrones y huecos; aunque en chip, poco importa esto. hay otras aplicaciones de superconductividad con semiconductores: amplificadores de señal eléctrica y luminosa, emisores de lásers o de luz, titistor, que sirve como elemento cebador. Un superconductor de electrones y huecos. Recientemente se han descubierto superconductores covalentes, en estructuras de tipo diamante http://en.wikipedia.org/wiki/Covalent_superconductor
Además de hacer nuevas videoconsolas de juegos, también podrían hacer motorcitos eléctricos de 4. 5 y 9v, para mover juguetes y nuevos equipos de música, además de televisores. Que podrían venderse como nuevos juguetes para la casa; para el ocio electrónico interactivo y el juguete clásico.
De los ordenadores, solo me gusta los gráficos y la música por ordenador; las demás aplicaciones más serias, ya no me gustan nada. También, aunque mucho menos, está bien usarlo como máquina de escribir, para internet, leer revistas online como esta, otras de videojuegos, de cine fantástico, de maquetas de plástico, modelismo, otros juguetes automotrices, pinturas para miniaturas, para bajar películas música y videojuegos,y de vez en cuando alguna cosa un poco más seria, como divulgación científica o el periódico.
Antes uno pasaba las horas sentado frente a la televisión. Ahora pasa uno las horas sentado frente a un monitor, viendo internet. ¿Llegarán algún día a manipular o a controlar internet, que ahora nos da un poco más de libertad que la televisión?
Un saludo a tod@s.
miércoles 27 noviembre, 2013 @ 5:06 pm
Acabo de leer, que el estañeno podría ser el primer superconductor a temperatura ambiente, según el diario eldiariomontanes.
Según explican, Un equipo de investigadores del SLAC National Accelerator Laboratory (EE UU) ha hecho la predicción teórica de que en el estaño puede estar la clave para desarrollar un material superconductor a temperatura ambiente. Su propuesta, publicada en la revista Physical Review Letters, apunta a que en el estañeno –una película de un único átomo de grosor, elaborada con este elemento–, podría estar la respuesta.
«Si nuestras predicciones se confirman –hay varios laboratorios realizando experimentos–, el estañeno podría aumentar la velocidad y reducir el consumo de energía de la próxima generación de procesadores», aseguró Shoucheng Zhang, líder de la investigación y profesor de física en la Universidad de Stanford.
Este material, que de momento solo es un modelo teórico, es lo que los científicos denominan un ‘aislante topológico’. Estos son elementos que, por su configuración, solo conducen la electricidad en su capa más externa. En el caso del estañeno, al ser de un único átomo de grosor, es en sí mismo su capa externa. «La magia de los ‘aislantes topológicos’ es que, por su propia naturaleza, obligan a los electrones a moverse por carriles muy determinados, y sin límite de velocidad», aseguró Zhang en un comunicado de su centro de investigación. «Mientras estén en la superficie, los electrones viajarán sin resistencia alguna».
De demostrarse sus características –primero–, y la posibilidad de fabricarlo –después–, el estañeno podría entrar de lleno en el mundo de la electrónica. Zhang cree que la primera aplicación podría ser reemplazar el cableado que une las distintas partes de un microprocesador. Permitiría reducir tanto la energía consumida como el calor generado. «Creemos que, en un futuro, podría usarse para muchas más estructuras de los circuitos. Incluso reemplazando al silicio en el corazón de los transistores», afirmó.
Yo he estado viendo capas de grafeno dobles y triples, formando compuestos intercalados con metales, no logran temperaturas de superconducción mayores que las monocapas de grafeno, a diferencia que los cupratos u oxidos de cobre, que al sumar más capas,en el compuesto, sube la Tc BaLaCuO, de una sola capa, alcanza 35º, YBaCuO, de dos capas, 90º, …
En el grafito, CaC6, tiene una Tc=11.5
C6caC6, tiene una Tc= 4,1º
C6CaC6CaC6, 10, 1º
LiC6, 8,1º
C6LiC6, 6,67º
C6LiC6LiC6, 0, 171º
En el Ca el grafeno tri capa, tiene una Tc mayor que el grafeno bicapa ¿Por qué? Esto también ocurre en los cupratos, con las capas de Cu-O.
Pero en el caso de Li, metal más ligero que el Ca, ocurre al revés ¿por qué?
¿Qué diferencia al grafeno bi y tricapa, del grafito, cuando forma compuestos intercalados? Parece que el grafito cuando forma un compuesto intercalado con Ca, tiene una Tc mayor, con 11.5º. Aunque no se por qué.
domingo 1 diciembre, 2013 @ 1:23 pm
En inglés estaño es tin, pero los investigadores se han basado en el latín stannum para derivar un nombre para el nuevo material. A la hora de buscar una traducción en español se prefirió usar la misma raíz latina y no usar la ñ.
lunes 2 diciembre, 2013 @ 5:31 pm
Apreciado Naonis:
Yo tampoco tengo claro que los videojuegos en 3D o realidad virtual acaben desplazando por completo a los antiguos porque lo que importa no es qué juego tiene más pixels o representa mejor la realidad, sino las sensaciones que provoca en el usuario. No son pocos los que prefieren jugar unas partidas de Pac-man o Ghosts’n Goblins a otros juegos más modernos.
Recibe un cordial saludo.
jueves 5 diciembre, 2013 @ 11:23 pm
Sería otra propuesta para un uso similar al que ofrece el germanano (basado en germanio), la ventaja del estaneno sería que según los autores ofrece resistencia cero al paso de la corriente; lo del germanano se publicó en este post de abril de este año, aquí mismo.
http://neofronteras.com/?p=4082
Debido a la perspectiva que presenta la imagen que acompaña este post, si movemos está página suavemente de arriba a abajo a la vez que seguimos con la vista el centro la imagen, obtenemos una simpática ilusión óptica de «contracción y expansión» del arreglo molecular (como si este fuera flexible) algo a lo que podríamos llamar «efecto cinematógrafo»
Y tienes razón amigo Miguel Angel pues el viejo juego «Blockout» algo así como un tetris pero en 3D es un gran clásico.
Abrazos