Investigadores de la Universidad Técnica de Munich crean el conmutador más pequeño del mundo



Un conmutador es un dispositivo que permite cambiar el camino que sigue el flujo de electrones en un circuito eléctrico que está conectado a una fuente de alimentación, haciendo que dicho flujo circule por un camino determinado o bien provocando que el circuito se quede abierto y no exista una corriente atravesándolo. Los conmutadores interruptores y relés, de los circuitos son de tamaño diverso dependiendo del tipo de circuito con el que estemos trabajando y, en el caso de circuitos integrados, los investigadores siguen tendiendo a reducir al máximo el tamaño de éstos; sin embargo, un equipo de la Universidad Técnica de Munich (Alemania) ha dado un salto enorme en la miniaturización de este tipo de dispositivos llegando a desarrollar un interruptor de tamaño molecular.

¿Un interruptor molecular? Pues sí, el equipo de investigadores liderados por el Dr. Willi Auwaerter y el profesor Johannes Barth ha desarrollado un interruptor que rompe cualquier barrera imaginable en la escala de miniaturización, un interruptor molecular que tiene una superficie de un nanómetro cuadrado y es capaz de conmutar en cuatro posiciones distintas (o estados) según la excitación a la que se vea sometida.

El interruptor está construido mediante un anillo de porfirina en el que se elimina un protón y el otro protón que queda libre puede cambiar de posición (entre las 4 disponibles) en base a una corriente eléctrica aplicada sobre el interruptor que permite, por ejemplo, una conmutación ultra-rápida de hasta 500 veces por segundo. Las porfirinas son moléculas en forma de anillo que presentan una estructura muy flexible y fácilmente alterable; concretamente, en esta experiencia se utilizó el tetraphenylporphyrin que respondió perfectamente en condiciones de temperatura ambiente.

Manejar un interruptor de cuatro estados mediante el movimiento de un solo protón dentro de una molécula es realmente fascinante y representa un verdadero avance en las tecnologías nanométricas



Durante el experimento, los investigadores colocaron la estructura bajo un microscopio de efecto túnel y, a través de la punta del microscopio hicieron circular una pequeña corriente que estimuló la estructura y el movimiento de los protones. Un solo electrón del microscopio de efecto túnel es capaz de arrancar la transferencia de protones y la conmutación del sistema.

A la vista de los resultados, el equipo está bastante ilusionado porque, con una superficie de un nanómetro cuadrado, este conmutador molecular es el interruptor más pequeño desarrollado hasta la fecha que, además, ha servido como un excelente demostrador con el que observar el mecanismo de transferencia de protones.