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Nanotecnología
Hacia la Nanotecnología Comercial
25
de Junio de 2003.
 Ingenieros
de la University of California, Berkeley, han encontrado una forma
innovadora de hacer crecer nanohilos de silicio y nanotubos de carbono
directamente sobre microestructuras en una cámara a temperatura
ambiente. Ello abrirá las puertas hacia una comercialización más rápida
y barata de una miríada de dispositivos basados en nanotecnología.
El secreto del proceso radica en localizar de forma muy precisa el calor
extremo necesario para el crecimiento de los nanohilos y los nanotubos.
Gracias a esto, se puede proteger la delicada microelectrónica (que
permanece a temperatura ambiente) situada a apenas unos pocos
micrómetros de distancia (aproximadamente una décima parte del diámetro
de un cabello humano).
La técnica elimina de un plumazo los a menudo complicados pasos
intermedios que dominan el proceso de fabricación de sensores que
incorporan nanotubos o nanohilos. Tales dispositivos podrán actuar como
detectores de enfermedades en un estado temprano de desarrollo, ya que
podrán señalar la presencia de un solo virus, o también como sensores
bioquímicos ultra-sensibles, capaces de ser activados por apenas unas
pocas moléculas de agente tóxico.
Hasta ahora, explica Liwei Lin, uno de los científicos de la UC
Berkeley, el principal problema era encontrar una forma de ensamblar los
nanohilos o nanotubos en un microchip de manera que el proceso fuera
factible económicamente.
Los pasos para crear nanohilos o nanotubos son básicamente los mismos,
aunque se emplean diferencias sustancias y temperaturas. Los procesos de
producción tradicionales ocurren en un horno, a temperaturas situadas
entre los 600 y los 1.000 grados Celsius. El procedimiento se inicia con
una oblea de silicio de 1 cm cuadrado cubierta con una película muy
delgada de una aleación metálica. A continuación se dirige un vapor
especial hacia el sustrato, donde la aleación metálica actuará como
catalizador en una reacción química que acabará formando miles de
millones de precipitados de nanohilos o nanotubos.
Los nanomateriales serán recogidos al ser situados dentro de un
disolvente líquido, como el etanol, y golpeados con ondas ultrasónicas,
que pueden liberarlos de la superficie de la oblea de silicio. El
siguiente paso será buscar entre los miles de millones de nanohilos y
nanotubos a los pocos que coincidirán con las especificaciones
estipuladas (en función de las aplicaciones). Este complicado proceso
culminará con otro problema: situar con la orientación correcta, por
ejemplo, un nanohilo sobre un microchip de 5 milímetros cuadrados.
En vez de encontrar un modo mejor de producir nanomateriales de forma
separada y después conectarlos entre sí para formar sistemas a mayor
escala, los científicos han decidido hacer crecer los nanohilos de
silicio y los nanotubos de carbono directamente en la placa del
circuito.
Ello es factible, pero el principal obstáculo es proteger la
microelectrónica ya presente sobre ella, que puede fundirse antes las
temperaturas tan extraordinariamente altas requeridas para crear los
nanomateriales allí donde deberán quedar situados.
El equipo de Lin lo ha conseguido mediante el uso del calor generado por
el paso de una corriente eléctrica a través de un hilo. Los
investigadores hicieron pasar electricidad a través de un hilo en los
puntos específicos de la microestructura donde se deseaba que crecieran
los nanotubos y nanohilos. Durante uno de los experimentos, el área se
calentó a 700 grados Celsius, mientras que otro punto situado a pocos
micrómetros de distancia permaneció a solo 25 grados C. El circuito
permaneció en una cámara de vacío durante el proceso.
El resultado fue el esperado: nanohilos de silicio de 30 a 80 nanómetros
de diámetro y de hasta 10 micrómetros de largo, y nanotubos de carbono
de 10 a 30 nanómetros de diámetro y hasta 5 micrómetros de largo.
La técnica permite desarrollar un sensor mediante nanotecnología en un
proceso similar a la creación de un chip de ordenador, es decir, rápido
y económico.
Información adicional en:
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