Una tecnología candente para refrigeración

Utilizando moléculas magnéticas, se puede esperar que los sistemas de microrrefrigeración sobre chip puedan enfriarse a temperaturas por debajo de la del helio líquido, que es de alrededor de 4 Kelvin o -269 grados Celsius. El enfriamiento de tales materiales mediante el efecto magnetocalórico se consigue mediante una pequeña variación del campo magnético del orden de unos pocos teslas.

La mayoría de los estudios sobre refrigeradores basados en moléculas se han llevado a cabo sobre materiales masivos. Ampliar el trabajo a moléculas depositadas sobre un sustrato es bastante difícil, tanto a causa de las bajas temperaturas necesarias como a la señal magnética débil que generan estas cantidades tan pequeñas de material magnético. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea ha avanzado de forma importante en el estado de la técnica para las formas masivas y depositadas sobre sustratos en el proyecto MAPROMODE.

Dos años de investigación sobre la caracterización física de ciertos refrigerantes basados en moléculas en forma masiva a temperaturas muy bajas dieron lugar a diez publicaciones en revistas sometidas a revisión de gran prestigio.

En paralelo, el equipo depositó con éxito un refrigerante molecular sobre un sustrato de silicio. A continuación, los investigadores caracterizaron los refrigerantes moleculares injertados mediante microscopia de fuerzas atómicas (MFM) avanzada. La MFM es parecida a la microscopia de fuerzas atómicas, pero detecta las propiedades magnéticas de la superficie mediante una fuerza magnética generada entre la punta y la superficie.

Utilizando la MFM a una temperatura próxima a la del helio líquido, los científicos mostraron que las moléculas conservan sus propiedades magnéticas y, con ellas, su capacidad de refrigeración, después del depósito. El trabajo inicial se publicó en un artículo destacado en la portada de una revista y resaltado en una nota de prensa de la universidad, así como en medios de tirada regional y nacional. Se trata del primer paso para hacer realidad microchips de refrigeración sobre silicio que funcionen a temperaturas muy bajas, como las que requieren los sensores de rayos X e infrarrojos avanzados.

El equipo sigue trabajando en el estudio de formas de reducir el tamaño de los refrigeradores hasta las escalas más pequeñas con el fin de ajustarse a mercados muy especializados de alta tecnología. Se prevé que la tecnología radicalmente innovadora de refrigeración basada en moléculas que se ha desarrollado en el marco de MAPROMODE se convierta en un producto «candente» de uso generalizado.