Los nanotubos de carbono son largas cadenas de átomos extremadamente eficientes en la conducción y el control de la electricidad. “Son tan finos que miles de ellos podrían caber juntos en un cabello humano y requieren muy poca energía para apagarlos”, indica. 

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Standford (U.S.A.) ha logrado desarrollar una computadora hecha íntegramente con transistores  de nanotubos de carbono (CNT, por sus siglas en inglés).

Según explica Max Shulaker, autor principal del trabajo publicado en Nature, “los nanotubos de carbono representan un importante avance respecto a los actuales transistores de silicio y prevemos grandes mejoras tanto en el rendimiento como en la eficiencia energética”. 

Por sus propiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares y todo tipo de dispositivos semiconductores; por esta razón se conoce como Silicon Valley (Valle del Silicio) a la región de California en la que concentran numerosas empresas del sector de la electrónica y la informática. 

El proceso de fabricación de un microprocesador es muy complejo. Todo comienza con un buen puñado de arena (compuesta básicamente de silicio), con la que se fabrica un monocristal de unos 20 x 150 centímetros. Para ello, se funde el material en cuestión a alta temperatura (1.370 °C) y muy lentamente (10 a 40 mm por hora) se va formando el cristal.

Aunque los expertos todavía le auguran al menos una década al silicio como material para construir circuitos y ordenadores, también hay consenso sobre lo cerca que se está de sus límites físicos. Cuanto más se miniaturizan los componentes más difícil es evitar problemas derivados del calor. El carbono –ya sea en forma de grafeno o de nanotubos– es la alternativa natural. Sus propiedades son similares, pero más adecuadas para las dimensiones reducidas.

Esta investigación surgió, precisamente, de la necesidad de buscar un reemplazante al silicio. Sin embargo, trabajar con los nanotubos y lograr su eficiencia no está exento de algunos obstáculos. 

Uno de los problemas es que una porción de estos nanotubos puede acabar comportándose como cables metálicos -que siempre conducen electricidad -en vez de comportarse como semiconductores que pueden apagarse, señala la Universidad de Stanford en un comunicado.

Para superar este obstáculo, el equipo llevó a cabo un diseño que llamó “inmune a imperfecciones” que consistió en eliminar los nanotubos que se comportaban como cables. Luego apagó todos los CNT ‘buenos’ y bombeó el circuito semiconductor lleno de electricidad.

Toda esa electricidad se concentró en los nanotubos metálicos, que se calentaron tanto que se quemaron y, literalmente se vaporizaron convirtiéndose en dióxido de carbono. “Esta sofisticada técnica eliminó todos los CNT metálicos del circuito”, indicaron.

Otra de las dificultades que se presentó al trabajar con este material es que los nanotubos de carbono no crecen en líneas paralelas, como a los fabricantes de chips les gustaría.

“Evitar los nanotubos desalineados requirió aún mayor sutileza”, señalan los autores. Para ello, los investigadores crearon un potente algoritmo que traza un esquema del circuito y que garantiza que funcione sin importar si los nanotutbos están o no torcidos.

Primeras Funciones 

Salvados los obstáculos, la computadora con nanotubos fue capaz de realizar tareas como contar y ordenar números. Además, incorpora un sistema operativo básico que permite llevar a cabo el intercambio de esos procesos.

Por su parte, Franz Kreupl, investigador de sistemas electrónicos híbridos de la Universidad de Munich  (Alemania) y autor de una reseña sobre el proyecto, que también ha sido publicada en Nature, indica que trabajos, tanto teóricos como experimentales, “han demostrado que los nanotubos de carbono son los interruptores electrónicos de mayor eficiencia”.

Editado y redactado por Paul Moreno para Sophimanía.

Fuente: ABC