Electricidad que mueve moléculas

Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC),  la Universidad de Delft (Holanda) y el Institut Català de Nanotecnología ha logrado emplear corrientes eléctricas para desplazar grandes cantidades de átomos, moléculas o agregados de forma controlada. El trabajo, que combina una parte experimental con otra teórica y con cálculos de simulación, se publica esta semana en la revista Small, dedicada a la nanotecnología.

Los investigadores colocaron una fina lámina de metal sobre una capa de grafeno a la que se aplicó una corriente eléctrica intensa, con lo que se consiguió calentarla en varios cientos de grados, debido a la resistencia que opone a la circulación de la corriente. Como consecuencia, la lámina de metal se disgregó en átomos o pequeños agregados que comenzaron a moverse sobre el grafeno. “La gran sorpresa vino al comprobar que este movimiento resultó ser muy diferente en función del metal empleado, oro o aluminio”, explica Eduardo Hernández, investigador del CSIC y miembro del proyecto.

En el primer caso el movimiento es difuso y aleatorio, sin que pueda determinarse una dirección preferente. Pero en el caso del aluminio se comprobó que los átomos siguen la dirección marcada por el campo eléctrico, es decir, la contraria a la de la corriente. “Esto es así porque se produce una transferencia de carga desde el aluminio hacia el grafeno, por lo que el primero queda cargado de forma positiva y es, por tanto, susceptible de ser movido mediante la acción del campo eléctrico [el oro no cede carga  eléctrica y permanece en estado neutro, por lo que no le afecta el campo eléctrico]”, detalla Hernández.

Los investigadores realizaron además experimentos adicionales en los que el flujo de átomos de aluminio fue forzado a cambiar de dirección en un ángulo de 90˚ mediante la aplicación de campos eléctricos cruzados. “Estos experimentos ponen de manifiesto una posible vía para la manipulación de grandes cantidades de átomos o moléculas, miles o incluso millones, de manera controlada”, explica el investigador del CSIC.

Tecnología de futuro

La fabricación de dispositivos nanométricos requiere la habilidad de manipular átomos y moléculas con precisión, de manera reproducible y fiable, y esto se complica cuanto más compleja sea la labor a desempeñar por el nanodispositivo en cuestión. Por ello, la comunidad científica internacional está volcada en la búsqueda de nuevos procesos que faciliten y hagan más flexible y controlable la manipulación de átomos y moléculas.

“Aún queda mucho por descubrir en este campo, porque aunque existen ya algunos métodos, todavía no son lo suficientemente flexibles ni permiten el grado de control necesario para la fabricación de nanodispositivos avanzados. Por eso esta nueva técnica abre un campo por explorar”, explican los autores. El mismo equipo de investigación ya publicó en 2008 la posibilidad de usar gradientes térmicos a lo largo de una dirección dada para desplazar los objetos nanométricos.