¿Ya se vienen los teléfonos que nunca necesitan recargarse? Innovador experimento japonés ‘genera corriente eléctrica sin consumo de energía’.
‘Aislantes topológicos’ pueden producir corriente eléctrica sin pérdida de energía.
Genera corriente eléctrica en la superficie o el borde del material, no dentro de él.
Los resultados podrían ayudar el desarrollo de dispositivos eléctricos de consumo de baja potencia.
Investigadores en Japón y China hicieron descubrimientos que son claves para desarrollar dispositivos electrónicos que gastan poca energía.
Usando nuevos materiales llamados ‘aislantes topológicos’, el equipo ha identificado una manera de producir una corriente eléctrica a temperatura ambiente, sin necesidad de energía externa.
El trabajo podría conducir a gadgets de ultra baja potencia que no necesitan de carga.
El estudio reveló que el elemento magnético de los átomos en estos materiales actúa como el mediador de las interacciones magnéticas de otros átomos, creando un sistema que no pierde energía.
Una corriente eléctrica puede fluir de esta manera debido a las propiedades ferromagnéticas, o la alta susceptibilidad al magnetismo, del material.
Los investigadores descubrieron primero este efecto, en el que una corriente eléctrica fluye a lo largo de un borde sin perder energía, en la década de 1980, lo copia el ‘efecto Hall cuántico.’
Hasta ahora, alcanzar este tipo de sistema requiere un ambiente muy frío y un gran campo magnético externo.
Esta vez, investigadores que trabajan sobre todo en SPring-8 en Japón trataron de resolver el problema utilizando aislantes topológicos ferromagnéticos, como ‘Cr-dopado (Sb, Bi) 2Te3.’
El material no es aislante ni metal, de acuerdo a lo que dice la Universidad de Hiroshima, pero pareciera poseer propiedades metálicas en la superficie o bordes, actuando como aislante en el interior.
Una pequeña película de él generará una corriente eléctrica solamente en la superficie o arista.
Los científicos estaban perplejos por este fenómeno, que ocurre espontáneamente a temperaturas bajas y no resulta en pérdida de energía.
Se observó por primera vez en 2007, y los científicos no sabían cómo llegó a ser tan ferromagnético.
Para entender mejor por qué el Cr-dopado (Sb, Bi) 2Te3 era tan susceptible al magnetismo, los investigadores lo examinaron a primera mano.
‘Por eso hemos seleccionado el material que es el objeto de nuestro estudio,’ dijo el profesor Kimura. El Cr-dopado (Sb, Bi) 2Te3, Cr (cromo) actúa como un imán pequeño, del tamaño de átomo. Mientras que la orientación norte-sur del elemento en este material normalmente se alinea de una manera que facilita el magnetismo, los átomos están demasiado lejos aparte para realmente lograrlo.
Los investigadores descubrieron que los átomos, no magnéticos en el material, Sb (antimonio) y Te (telurio) median las interacciones entre los átomos de CR para que sean ferromagnéticos. Estos resultados podrían resultar fundamentales en el desarrollo de dispositivos eléctricos de la consumición de baja potencia.
‘Este logro conducirá a la creación de nuevos materiales que operan a temperatura ambiente en el futuro,’ dijo Akio Kimura, profesor en la Universidad de Hiroshima y miembro del grupo de investigación.
Los teléfonos que nunca necesitan recargarse serán pronto realidad.
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