Entre las principales quejas de los teléfonos inteligentes, usuarios de portátiles y otros dispositivos electrónicos que funcionan con baterías es que la duración de la batería es demasiado corta y, en algunos casos, que los dispositivos generan calor. Ahora, un grupo de físicos dirigido por Deepak K. Singh, profesor asociado de física y astronomía en la Universidad de Missouri, ha desarrollado un material de dispositivo que puede abordar ambos problemas. El equipo ha solicitado una patente para un material magnético que emplea una estructura única:una celosía "en forma de panal" que exhibe propiedades electrónicas distintivas.

"Diodos semiconductores y amplificadores, que a menudo están hechos de silicio o germanio, son elementos clave en los dispositivos electrónicos modernos, "dijo Singh, quien también se desempeña como investigador principal del Laboratorio de Investigación de Magnetismo y Superconductividad en MU. "Un diodo normalmente conduce corriente y voltaje a través del dispositivo a lo largo de una sola dirección de polarización, pero cuando el voltaje se invierte, la corriente se detiene. Este proceso de conmutación cuesta una energía significativa debido a la disipación, o el agotamiento de la fuente de energía, afectando así la duración de la batería. Sustituyendo el semiconductor por un sistema magnético, creímos que podríamos crear un dispositivo energéticamente eficaz que consume mucha menos energía con funcionalidades mejoradas ".

El equipo de Singh desarrolló un modelo bidimensional material nanoestructurado creado al depositar una aleación magnética, o permalloy, sobre la plantilla estructurada en forma de panal de una superficie de silicona. El nuevo material conduce corriente unidireccional, o corrientes que solo fluyen en un sentido. El material también tiene un poder de disipación significativamente menor en comparación con un diodo semiconductor, que normalmente se incluye en los dispositivos electrónicos.

El diodo magnético allana el camino para nuevos transistores y amplificadores magnéticos que disipan muy poca energía, aumentando así la eficiencia de la fuente de energía. Esto podría significar que los diseñadores podrían aumentar la vida útil de las baterías en más de cien veces. La menor potencia disipativa en los procesadores de computadoras también podría reducir el calor generado en las CPU de las computadoras portátiles o de escritorio.

"Aunque es necesario realizar más trabajos para desarrollar el producto final, el dispositivo podría significar que una carga normal de 5 horas podría aumentar a más de 500 horas, "Dijo Singh." El dispositivo también podría actuar como un 'interruptor de encendido / apagado' para otros componentes periféricos, como cámaras de circuito cerrado o atenuadores de radiofrecuencia, lo que reduce la energía que fluye a través de un dispositivo. Hemos solicitado una patente de EE. UU. Y hemos comenzado el proceso de incorporación de una empresa derivada para ayudarnos a llevar el dispositivo al mercado ".

La empresa emergente propuesta asociada con esta investigación, destaca el impacto de la universidad en los esfuerzos de desarrollo económico del estado, incluida la comercialización de la investigación realizada en Mizzou, desarrollo de la fuerza laboral y crecimiento del empleo, mejoras en la calidad de vida de los residentes, y atraer corporaciones y negocios al estado. Las empresas que comercializan tecnologías MU han asegurado cientos de millones de dólares en inversiones y subvenciones para avanzar en sus esfuerzos de comercialización. En 2017, la Oficina de Gestión de Tecnología y Relaciones Industriales informó que se emitieron 31 patentes estadounidenses a miembros de la comunidad MU.

Los estudios, "Comportamiento del diodo magnético a temperatura ambiente en panales 2D" y "Estado ordenado de giro sólido frente a carga magnética en celosía de panal artificial de elementos conectados, "fueron publicados en Materiales electrónicos avanzados y Ciencia avanzada , respectivamente.