Ingenieros de la Universidad de Columbia se han aprovechado de las propiedades especiales del grafeno como su resistencia mecánica y de conducción eléctrica para crear un sistema nano-mecánico que puede generar señales de FM, convirtiéndolo en el transmisor de radio FM más pequeño del mundo.
El grafeno es una sola capa atómica de carbono y es actualmente el material más fuerte conocido por el hombre. Con propiedades eléctricas que son superiores a los de silicio, el grafeno es un material ideal para los sistemas nanoelectromecánicos (NEMS). Los sistemas NEMS son esencialmente versiones a escala reducida de sistemas microelectromecánicos (MEMS), que son ampliamente utilizados para la detección de la vibración y la aceleración. Por ejemplo, los sensores MEMS se utilizan para averiguar la forma en que una tableta o smartphone se inclinan para que la pantalla puede girar.
“Este trabajo es importante porque demuestra una aplicación del grafeno que no se puede lograr utilizando materiales convencionales“, dijo James Hone, uno de los investigadores. “Y es un primer paso importante en el avance de procesamiento de señales inalámbricas. Nuestros dispositivos son mucho más pequeños que cualquier otra fuente de señales de radio, y se pueden poner en el mismo chip que se utiliza para el procesamiento de datos”.
Para crear este pequeño radio, los investigadores se aprovecharon de estiramiento mecánico de grafeno con el fin de ajustar la frecuencia de salida de su oscilador personalizado. Esto les permitió crear una versión nanomecánica de un componente electrónico conocido como un oscilador controlado por voltaje, con el cual relativamente es fácil generar una señal de frecuencia modulada (FM).
“Este dispositivo es, con mucho, el sistema más pequeño que puede crear para este tipo de señales de FM“, agrego Hone.
Entonces, ¿qué significan los resultados para el futuro? Los NEMS tienen muchas aplicaciones en el procesamiento de señales inalámbricas. Debido a la disminución continua de los circuitos eléctricos conocida como “Ley de Moore“, los teléfonos celulares de hoy en día tienen más poder de cómputo que los sistemas que se utilizan hace varios años y que ocupaban habitaciones enteras. Sin embargo, algunos dispositivos son mucho más difíciles de miniaturizar. Esto significa que el grafeno (NEMS) puede intervenir y ayudar a estos sistemas, haciéndolos muy compactos con una fácil integración con otros tipos de la electrónica.
“Hay un largo camino por recorrer hacia las aplicaciones reales en esta área, pero este trabajo es un primer paso importante. Estamos muy contentos de haber logrado demostrar cómo este material extraño se puede utilizar para lograr un avance tecnológico práctico”.
Referencia: Nature