Para almacenar información en las memorias magnéticas convencionales de dispositivos electrónicos, los pequeños dominios magnéticos de los materiales funcionan apuntando hacia arriba o hacia abajo de acuerdo con los campos magnéticos. Para generar estos campos es necesario producir corrientes eléctricas, pero estas corrientes se calientansube materiales y se gasta una gran cantidad de energía enfriándolos. Prácticamente el 40% de la energía eléctrica que ingresa a las computadoras o servidores "Big Data" se disipa en forma de calor.
En 2007, los científicos franceses observaron que cuando los materiales magnéticos se colocan en capas ultrafinas y se aplica voltaje, la cantidad de corriente y energía necesaria para apuntar los dominios magnéticos se redujo en un 4%. Sin embargo, esta ligera reducción no fuelo suficientemente significativo como para ser aplicado a dispositivos.
Un equipo de investigación dirigido por Jordi Sort, investigador ICREA y profesor del Departamento de Física de la Universitat Autònoma de Barcelona, con la colaboración del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología ICN2, ha buscado una solución basada en el magnetismo.propiedades de un nuevo material nanoporoso que podría aumentar esta superficie. El nuevo material, que se presenta esta semana en el Materiales funcionales avanzados diario, consiste en películas de aleación de cobre y níquel nanoporosas, organizadas de manera que el interior forme superficies y agujeros similares al interior de una esponja, pero con una separación entre poros de solo 5 o 10 nanómetros. En otras palabras, las paredes de los poros contienen suficiente espacio para unas pocas docenas de átomos.
"Hay muchos investigadores que aplican materiales nanoporosos para mejorar los procesos físico-químicos, como en el desarrollo de nuevos sensores, pero estudiamos lo que estos materiales podrían proporcionar al electromagnetismo", explica Jordi Sort. "Los nanoporos encontrados en el interior deLos materiales nanoporosos ofrecen una gran cantidad de superficie. Con esta vasta superficie concentrada en un espacio muy pequeño podemos aplicar el voltaje de una batería y reducir enormemente la energía necesaria para orientar los dominios magnéticos y registrar datos. Esto representa un nuevo paradigma en la energíaahorro de computadoras y en computación y manejo de datos magnéticos en general ", dice Jordi Sort.
los investigadores de la UAB han construido los primeros prototipos de memorias magnéticas nanoporosas basadas en aleaciones de cobre y níquel CuNi y han alcanzado resultados muy satisfactorios, con una reducción del 35% en la coercitividad magnética, una magnitud relacionada con el consumo de energía necesario para reorientar eldominios magnéticos y datos de registro.
En estos primeros prototipos, los investigadores aplicaron el voltaje utilizando electrolitos líquidos, pero ahora están trabajando en materiales sólidos que podrían ayudar a implementar los dispositivos en el mercado. Según Jordi Sort, "la implementación de este material en las memorias de computadoras y dispositivos móviles puedeofrecen muchas ventajas, principalmente en el ahorro directo de energía para computadoras y un aumento considerable en la autonomía de los dispositivos móviles ".
El desarrollo de nuevos dispositivos nanoelectrónicos con eficiencia energética mejorada es una de las líneas estratégicas incluidas en el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea. Según algunas estimaciones, si la corriente eléctrica es completamente sustituida por el voltaje en los sistemas de procesamiento de datos, los costos de energía pueden reducirsepor un factor de 1/500. De hecho, los servidores informáticos de grandes empresas como Google y Facebook están ubicados bajo el agua o en países nórdicos en los que las temperaturas son muy bajas, con el objetivo de reducir el consumo de calefacción y energía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universitat Autonoma de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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