Una imagen de los interruptores moleculares inteligentes como se ve con un microscopio de efecto túnel. Cada cuadrado brillante es un solo interruptor. (Versión limpia) Crédito:Dr. Kunal Mali, KU Lovaina
Los discos duros de las computadoras del futuro podrían estar compuestos por moléculas inteligentes.
Los investigadores han descubierto un "interruptor" de una sola molécula que puede actuar como un transistor y ofrece el potencial de almacenar información binaria, como los 1 y 0 utilizados en la computación clásica.
La molécula tiene un tamaño de alrededor de cinco nanómetros cuadrados. Esto significa que más de mil millones de ellos cabrían en la sección transversal de un cabello humano.
El equipo internacional de científicos detrás del avance cree que moléculas como las que han descubierto podrían ofrecer una densidad de información de alrededor de 250 terabits por pulgada cuadrada, que es alrededor de 100 veces la densidad de almacenamiento de los discos duros actuales.
Aunque los investigadores no esperan que las moléculas particulares que descubrieron se utilicen en discos duros reales, el estudio es una importante prueba de concepto que nos acerca al nuevo mundo feliz de la verdadera electrónica molecular.
En el estudio, Las moléculas de una sal orgánica se pueden cambiar usando una pequeña entrada eléctrica para que aparezcan brillantes u oscuras, proporcionando información binaria. Crucialmente, esta información se puede escribir, leído y borrado, a temperatura ambiente y a presiones de aire normales. Estas son características importantes para la aplicación práctica de las moléculas en dispositivos de almacenamiento informático. La mayor parte de las investigaciones anteriores sobre electrónica molecular para aplicaciones similares se han realizado al vacío y a temperaturas muy bajas.
Una imagen de los interruptores moleculares inteligentes como se ve con un microscopio de efecto túnel. Cada cuadrado brillante es un solo interruptor (la versión marcada muestra cómo se pueden usar los cuadrados claros y oscuros para proporcionar información binaria) Crédito:Dr. Kunal Mali, KU Lovaina
Dr. Stijn Mertens, Profesor titular de ciencia de superficies electroquímicas en la Universidad de Lancaster e investigador principal del estudio, dijo:"Hay una lista completa de propiedades que una molécula debe poseer para ser útil como memoria molecular. Además de ser conmutable en ambas direcciones en condiciones ambientales, tiene que ser estable durante mucho tiempo en el estado brillante y oscuro, y también forman espontáneamente capas altamente ordenadas que tienen solo una molécula de espesor, en un proceso llamado autoensamblaje. El nuestro es el primer ejemplo que combina todas estas características en la misma molécula ".
En experimentos de laboratorio, El equipo de investigación utilizó pequeños pulsos eléctricos en un microscopio de efecto túnel para cambiar moléculas individuales de brillantes a oscuras. También pudieron leer y borrar la información posteriormente, con solo presionar un botón.
La estructura del interruptor molecular. Crédito:Dr. Kunal Mali, KU Lovaina
Durante el cambio, el pulso eléctrico cambia la forma en que el catión y el anión en la sal orgánica se apilan juntos, y este apilamiento hace que la molécula parezca brillante u oscura. Aparte del cambio en sí, también el ordenamiento espontáneo de las moléculas es crucial:a través del autoensamblaje, encuentran su camino hacia una estructura altamente ordenada (un cristal bidimensional), sin la necesidad de costosas herramientas de fabricación como es el caso de la electrónica utilizada actualmente.
"Debido a que la química nos permite fabricar moléculas con funciones sofisticadas en cantidades enormes y con precisión atómica, la electrónica molecular puede tener un futuro muy brillante, "dice el Dr. Mertens.
