Los imanes unimoleculares despiertan un gran interés debido a la necesidad cada vez mayor de contar con sistemas informáticos de bajo consumo energético, más duraderos y más rápidos y con una capacidad de almacenamiento de datos mayor.
Con el apoyo en parte del proyecto financiado con fondos europeos PhotoSMM, los científicos al cargo de la investigación presentaron un diseño de imán unimolecular nuevo que podría almacenar información a nanoescala. Sus resultados se publicaron recientemente en la revista
«Angewandte Chemie». Los imanes unimoleculares son un tipo de compuesto complejo capaz de albergar información magnética a bajas temperaturas. Tal y como explica la doctora Lucie Norel, una de las investigadoras del equipo, «debido al uso generalizado de tecnologías de almacenamiento de información basadas en la magnetización, los imanes unimoleculares capaces de pasar de un estado a otro entre dos estados de magnetización opuestos han sido objeto de un intenso estudio».
En un resumen de los objetivos del proyecto publicado en
CORDIS, añadió: «Existe un potencial enorme para los sistemas de imanes unimoleculares que demuestren cambios originados por campos magnéticos y por luz en sus propiedades ópticas y magnéticas, dado que podrían reproducir en una sola molécula el mismo tipo de efectos magnetoópticos que los que se usan en algunas de las tecnologías contemporáneas de almacenamiento de datos».
Las limitaciones de los imanes unimoleculares
Los discos duros informáticos están fabricados con material magnético que registra señales digitales y cuanto menor es el tamaño de los imanes, más información es posible almacenar. Y lo cierto es que aunque los discos duros almacenen ahora datos en el orden de los miles de gigabytes en lugar de decenas, aún existe la necesidad de crear nuevos medios de almacenamiento de datos de mayor eficiencia en cuanto a densidad y consumo energético. Por ejemplo, un equipo de investigadores de IBM demostró en 2017 el dispositivo de almacenamiento magnético más pequeño del mundo construido en torno a un átomo individual y presentó tal hito en la revista
«IEEE Spectrum». También es posible diseñar moléculas con propiedades magnéticas específicas que podrían utilizarse en ordenadores cuánticos gracias a técnicas de química sintética desarrolladas por científicos dedicados al estudio de imanes unimoleculares.
No obstante, resulta complicado lograr que estas tecnologías pasen del laboratorio al ámbito comercial dado que no funcionan todavía a temperatura ambiente y precisan por tanto de costosos sistemas de refrigeración. Por ejemplo, los átomos individuales y los imanes unimoleculares podrían refrigerarse con helio líquido a una temperatura de -269 °C. Además, los imanes moleculares más potentes son generalmente inestables en presencia de aire y agua, por lo que se trabaja para aumentar la temperatura a la que se puede observar el efecto de memoria magnética.
Los imanes unimoleculares diseñados por los científicos del Instituto de Ciencias Químicas de Rennes, en colaboración con un equipo de la Universidad de California - Berkeley, pueden manipularse en presencia de aire. Según el equipo, esto reviste importancia de cara a su futura aplicación en el almacenamiento magnético de información. En palabras de los autores del artículo: «Se han generado los primeros complejos de disprosio con un ligando terminal de fluoruro en forma de complejos estables al aire».
El disprosio (Dy) es un elemento químico perteneciente al grupo de elementos de los lantánidos. En el artículo de la revista «Angewandte Chemie», concluyen lo siguiente: «Hemos presentado los primeros complejos de DyIII que cuentan con un ligando terminal de fluoruro y estudiamos la influencia de esta interacción altamente electrostática entre el metal y el ligando en la estructura electrónica».
El proyecto PhotoSMM (Single Molecule Magnets light-switching with photochromic ligands) demostrará que es posible inducir una modificación en las propiedades magnéticas y ópticas de imanes unimoleculares monometálicos o bimetálicos mediante luz.
Para más información, consulte:
Proyecto PhotoSMM
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