2. NANOELECTRÓNICA
La nanoelectrónica se refiere al uso de la nanotecnología en componentes electrónicos, especialmente en
transistores. Aunque el término nanotecnología se usa normalmente para definir la tecnología de menos de 100 nm
de tamaño, la nanoelectrónica se refiere, a menudo, a transistores de tamaño tan reducido que se necesita un
estudio más exhaustivo de las interacciones interatómicas y de las propiedades mecánico-cuánticas. Es por ello que
transistores actuales (como por ejemplo CMOS90 de TSMC o los procesadores Pentium 4 de Intel), no son listados
en esta categoría, a pesar de contar con un tamaño menor que 90 o 65 nm.
A los dispositivos nanoelectrónicos se les considera una tecnología disruptiva ya que los ejemplos actuales son
sustancialmente diferentes que los transistores tradicionales. Entre ellos, cabe destacar la electrónica de
semiconductores de moléculas híbridas, nanotubos / nanohilos de una dimensión o la electrónica molecular
avanzada.
El sub-voltaje y la nanoelectrónica de sub-voltaje profundo son campos específicos e importantes de I+D, y la
aparición de nuevos circuitos integrados operando a un nivel de consumo energético por procesamiento de un bit
próximo al teórico (fundamental, tecnológico, diseño metodológico, arquitectónico, algorítmico) es inevitable. Una
aplicación de importancia que pueda beneficiarse finalmente de esta tecnología, en lo referente a operaciones
lógicas, es la computación reversible

3. DEFINICIÓN
La nanotecnología comprende el
estudio, diseño, creación, síntesis, manipul
ación y aplicación de materiales, aparatos
y sistemas funcionales a través del control
de la materia a nanoescala, y la
explotación de fenómenos y propiedades
de la materia a nanoescala.
Cuando se manipula la materia a escala
tan minúscula, presenta fenómenos y
propiedades totalmente nuevas. Por lo
tanto, los científicos utilizan la
nanotecnología para crear
materiales, aparatos y sistemas novedosos
y poco costosos con propiedades únicas.

4. LLEGA EL VENDAJE NANOTECNOLÓGICO QUE
AVISA DE UNA INFECCIÓN
Un innovador vendaje que incorpora elementos
bionanotecnológicos es capaz de vigilar la evolución de una
herida y emprender por su cuenta algunas acciones. Este prometedor proyecto actualmente se está
llevando a cabo en cinco países europeos, y
En condiciones normales, este singular vendaje se limita a
recientemente el Dr. Jenkins hizo
monitorizar la herida o quemadura, a fin de detectar la
proliferación indeseada de bacterias. públicas, durante una conferencia celebrada
en la Universidad de Leicester, Reino
Unido, diversas cuestiones sobre el
Si surge una infección, el vendaje libera automáticamente un
agente antimicrobiano.
progreso de la labor de investigación y
desarrollo.
Si esta operación no puede detener la infección, entonces el
vendaje cambia su color para alertar al paciente o al personal
sanitario.
Cuando esté plenamente operativo y aprobado para su uso
médico, este vendaje ayudará a combatir las infecciones en
heridas y quemaduras, gracias a su actuación inmediata cuando
surja una, y también a su señal de alerta temprana cuando no
consiga controlarla.
El problema de la infección de heridas, especialmente con la
evolución de bacterias resistentes a los antibióticos, como la
Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA, por sus
siglas en inglés), es bien conocido por mucha gente, pero no así
el hecho de que las infecciones de heridas son la causa
específica de muerte de la mitad de todas las personas que
fallecen a consecuencia de quemaduras térmicas.
La tecnología que el equipo del Dr. Toby Jenkins, director del
Grupo de Investigación de Química Biofísica en la Universidad
de Bath, Reino Unido, está desarrollando, va orientada sobre
todo a tratar quemaduras en niños pequeños.

5. INESPERADO INCREMENTO DE VOLTAJE AL AGRUPAR NANOCABLES EN
CONFIGURACIONES ESPECÍFICAS
En experimentos recientes, se ha observado que aparecen aumentos
inesperados de voltaje de hasta un 25 por ciento en dos nanocables
posicionados uno muy cerca del otro.
Los diseñadores que ahora trabajan en el desarrollo de la nueva
generación de dispositivos electrónicos como teléfonos, PDAs, baterías y
hasta paneles solares de ciertas clases, deberán tener en cuenta la
aparición potencial de este fenómeno en aquellos de sus dispositivos que
utilicen nanocables en la alimentación eléctrica, y diseñarlos para evitar
que sufran problemas derivados de tal fenómeno.
Se lleva trabajando desde hace ya dos décadas en nanocables. Y, tal como
advierte Mike Lilly de los Laboratorios Nacionales de Sandia en Estados
Unidos, la mayor parte de las observaciones se han hecho sobre cables
individuales o sobre grandes conjuntos.
Sin embargo, la integración de nanocables en circuitos implica colocarlos
de una manera distinta a esas dos modalidades. Por tanto, es necesario
estudiar cómo se comportan los nanocables agrupados del modo que será
el típico de muchos circuitos.
En los nuevos experimentos, se trabajó con nanocables separados
verticalmente por sólo 15 nanómetros, aproximadamente la distancia que
se espera sea la requerida en los dispositivos de la próxima generación.
Los nanocables, por ser tan estrechos, limitan el flujo de los electrones
mucho más de lo que lo hacen los cables convencionales, hasta el punto
de que la corriente eléctrica circula de un modo distinto a como lo haría en
un cable de grosor cotidiano. Esta característica de la nanoelectrónica, a su
vez, magnifica un efecto que en la microelectrónica es tan débil que resulta
irrelevante. Descrito de manera sencilla, este efecto, cuando opera a
distancias manométricas, hace que los electrones en un cable puedan
"sentir" a los electrones individuales que se mueven en otro lugar
cercano, y eso lleva a las citadas alteraciones de voltaje.

6. LOGRAN CAMBIAR DE MODO
ESPECTACULAR LA FASE DE LA LUZ
MEDIANTE NANOANTENAS
Se ha demostrado que ciertos conjuntos de
diminutas nanoantenas plasmónicas pueden
manipular la luz con alta precisión y de
maneras, hasta ahora inasumibles, que podrían
hacer factibles muchas clases de innovaciones
ópticas, como por ejemplo microscopios con mayor
poder escrutador, telecomunicaciones más
eficaces, y ordenadores más potentes.
Los investigadores que han logrado este hito se
han valido de nanoantenas para cambiar de modo
abrupto una propiedad de la luz: La fase. La luz es
transmitida como ondas, no muy diferentes en
concepto a las olas. Una ola tiene puntos altos y
bajos. La fase define estos puntos altos y bajos en
la luz. Sin embargo, el mencionado equipo de investigadores de la Universidad
de Harvard realizó experimentos dirigidos a demostrar que la fase
El nuevo trabajo, a cargo del equipo de Vladimir de la luz y la dirección de su propagación pueden cambiar de un
Shalaev, director científico de nanofotónica en el modo espectacular mediante el uso de estructuras de un nuevo
Centro Birck de Nanotecnología de la Universidad
Purdue, en Estados Unidos, amplía los resultados tipo, concretamente metamateriales que en este caso están
obtenidos por un grupo de investigadores dirigido basados en un conjunto de nanoantenas dispuestas en una
por el físico Federico Capasso de la Universidad de configuración especial.
Harvard. En ese trabajo, el equipo de Capasso
modificó la ley de Snell, una fórmula aceptada
desde hace mucho tiempo y que describe cómo la El equipo de la Universidad Purdue ha llevado el trabajo un paso
luz se refleja y refracta, o se curva, mientras pasa de más allá, creando conjuntos de nanoantenas y cambiando la fase y
un material a otro. la dirección de la propagación de la luz en una franja amplia de la
banda del infrarrojo cercano.
Hasta ahora, de la ley de Snell se deducía que
cuando la luz pasa de un material a otro no se En este nuevo trabajo también han participado Xingjie Ni, Naresh K.
produce ningún cambio de fase abrupto a lo largo Emani, Alexander V. Kildishev, y Alexandra Boltasseva.
de la superficie de contacto entre los materiales.

7. CREAN UN CABLE DE 4 ÁTOMOS
DE ANCHO Y 1 DE ALTO
La miniaturización de los cables eléctricos ha alcanzado una cota que
hasta hace no muchos años era exclusiva de la ciencia-ficción. En un
nuevo y asombroso avance, se ha conseguido crear un cable tan
delgado que hay que medirlo por átomos: mide 4 átomos de ancho y 1
de alto. Se trata del cable con silicio más minúsculo fabricado hasta la
fecha. Y es 20 veces más delgado que los cables de cobre más
pequeños disponibles ahora en los microprocesadores.
El cable ha sido fabricado mediante la estrategia de ubicar con la
debida precisión cadenas de átomos de fósforo dentro de un cristal de
silicio.
Se ha demostrado que este singular cable tiene la misma capacidad de
conducir la corriente eléctrica que los cables de cobre. A pesar de su
diámetro increíblemente diminuto (10.000 veces más fino que un Para el ámbito de la física, el desarrollo de este cable y
cabello humano), los cables de esta clase tienen propiedades su comportamiento demuestran que la Ley de Ohm, que
eléctricas excepcionalmente buenas, lo que hace suponer que servirán establece la relación entre la corriente eléctrica, la
para conectar componentes de tamaño atómico en las computadoras resistencia y el voltaje, sigue siendo válida en tamaños
cuánticas del mañana. progresivamente más pequeños hasta incluir también un
cable de dimensiones atómicas.
La hazaña tecnológica es obra de un equipo encabezado por
investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, la de
Melbourne, y la de Purdue, las dos primeras en Australia y la tercera
En el desarrollo del cable han trabajado, entre
en Estados Unidos. otros, Michelle Simmons (directora del Centro de
Excelencia para la Computación Cuántica de la
Universidad de Nueva Gales del Sur), Bent Weber (de la
El desarrollo de este cable podría proporcionar a los ingenieros misma universidad), Gerhard Klimeck (profesor en la
electrónicos una hoja de ruta para el desarrollo definitivo de los Universidad Purdue y director de la Red para la
primeros dispositivos computacionales de dimensiones
Nanotecnología Computacional), y Hoon Ryu (ahora en el
nanométricas, cuyos tamaños estarían al final de lo determinado por la
Ley de Moore. La teoría muestra que una sola fila densa de átomos de Centro de Supercomputación del Instituto Coreano de
fósforo insertados en silicio marcará el límite definitivo de la Ciencia y Tecnología).
miniaturización en la electrónica.

8. LA UNIDAD DE ALMACENAMIENTO
MAGNÉTICO DE DATOS MÁS PEQUEÑA DEL
MUNDO
Se ha conseguido construir la unidad de almacenamiento
magnético de datos más pequeña del mundo. Usa sólo 12
átomos por bit, la unidad básica de la información digital, y
almacena un byte completo (de 8 bits) dentro de una
cantidad ínfima de materia: tan sólo 96 átomos. En
comparación, una unidad de disco duro moderna necesita
más de 500 millones de átomos por byte.
La proeza tecnológica es obra de un equipo de científicos
de IBM y el Centro Alemán para la Ciencia del Láser de
Electrones Libres (CFEL)
Esta singular unidad de almacenamiento de datos se
construyó átomo por átomo con la ayuda de un
microscopio de Efecto Túnel en el Centro de Investigación
de Almaden de IBM, en San José, California.
El equipo de Sebastian Loth del CFEL y Andreas Heinrich
de IBM construyó los patrones regulares de átomos de Los datos son escritos y leídos en la unidad
hierro, alineándolos en filas de seis átomos cada una. Dos nanométrica de almacenamiento con la ayuda de un
filas son suficientes para almacenar un bit. Un byte, a su microscopio de Efecto Túnel. Los pares de filas de
vez, consta de ocho pares de filas de átomos. Usa sólo un átomos tienen dos posibles estados
área de 4 por 16 nanómetros. Esto corresponde a una magnéticos, representando los dos valores, 0 y 1, de
densidad de almacenamiento que es cien veces superior a un bit clásico. Un pulso eléctrico de la punta del
la de una unidad de disco duro moderna. microscopio de Efecto Túnel invierte la configuración
magnética. Un pulso más débil permite leer la
configuración, aunque actualmente el "cabezal" de
lectura sólo es estable a una temperatura muy fría: 268
grados centígrados bajo cero.

9. LA ANTENA EMISORA Y LA
RECEPTORA MÁS PEQUEÑAS DEL
MUNDO
Unos científicos han usado dos moléculas como antenas y han conseguido transmitir
señales en forma de fotones individuales, desde una a la otra.
Una conexión de radio establecida mediante fotones individuales sería ideal para diversas
aplicaciones de comunicación cuántica, como por ejemplo en la criptografía cuántica o en
una computadora cuántica.
Las partículas individuales de luz son el medio elegido para transmitir bits cuánticos. En el
futuro, estas unidades de información cuántica podrían sustituir en muchas aplicaciones a
los bits convencionales si la computación cuántica logra despegar.
En los experimentos realizados en el Instituto Federal Suizo de Tecnología, en Zúrich, el
equipo de Vahid Sandoghdar, director del Departamento de Nanoóptica en el Instituto Max
Planck para la Ciencia de la Luz en Alemania, y Stephan Goetzinger, profesor en la
Universidad de Erlangen, Alemania, usó como antenas dos moléculas del compuesto
conocido como DBATT (por las siglas del inglés "dibenzanthanthrene").
Puesto que un fotón solo no acostumbra a interactuar mucho con una molécula, los físicos
tuvieron que usar ciertos "trucos" en sus experimentos, a fin de conseguir que la molécula
receptora registrara la señal luminosa. Se valieron de dos capas dopadas con moléculas de
tinte, separadas por varios metros y conectadas por un cable de fibra óptica. Y se trabajó
con muestras enfriadas hasta 272 grados centígrados bajo cero, es decir, casi hasta el Cero
Absoluto (aproximadamente 273,15 grados centígrados bajo cero).
El resultado ha sido la transmisión de fotones individuales entre las dos antenas más
pequeñas del mundo.

10. TRANSFORMADOR ELÉCTRICO DE
TAMAÑO NANOMÉTRICO
En el transformador de tamaño nanométrico, los
Se ha logrado ensamblar capas atómicas individuales unas electrones que se mueven en una capa metálica
sobre otras en la sucesión deseada, de tal modo que la arrastran a los electrones de una segunda capa
estructura nanométrica resultante funciona como un metálica usando sus campos eléctricos locales.
transformador eléctrico. Para trabajar con este fenómeno, las capas
metálicas necesitan estar aisladas eléctricamente
unas de otras, pero separadas por no más de
El equipo de Leonid Ponomarenko y Andre Geim (galardonado algunas distancias interatómicas.
con un Premio Nobel), en la Universidad de Manchester en el
Reino Unido, usó cristales individuales de un átomo de espesor Estas nuevas estructuras hechas a base de capas
para construir la estructura multicapa. con el grosor de un átomo podrían algún día
establecer los fundamentos para una nueva gama de
dispositivos electrónicos y fotónicos complejos que
Los científicos usaron el grafeno como un plano conductor de
no podrían fabricarse con ningún otro material
un átomo de espesor, mientras que bastaron cuatro capas
existente, lo que incluye varias nuevas arquitecturas
atómicas de nitruro de boro para lograr un aislante eléctrico. para transistores y detectores.
El grafeno, aislado por primera vez en la Universidad de El nanotransformador fue ensamblado por Roman
Manchester en el 2004, tiene potencial para revolucionar Gorbachev, de la Universidad de Manchester.
diversas aplicaciones, incluyendo los smartphones, la
transmisión ultrarrápida de banda ancha, la administración de
Aparte del grafeno, hay muchos materiales
medicamentos en puntos muy precisos del cuerpo, y chips de potencialmente utilizables en forma de láminas con
ordenador. Al grafeno se le considera capaz de reemplazar a el grosor de un átomo. Combinándolos, es posible
materiales comunes de la industria electrónica como por crear nuevos materiales que no existen en la
ejemplo el silicio, pero el equipo de Ponomarenko y Geim cree naturaleza. "Este camino promete volverse mucho
que su utilidad será aún mayor para nuevos dispositivos y más emocionante que el propio grafeno", valora
materiales que aún no han sido inventados. Geim.