Los investigadores han descubierto un nuevo material superfuerte para sensores de microchips

La gama de aplicaciones potenciales es amplia. Desde sensores de microchips ultrasensibles y células solares avanzadas hasta tecnologías pioneras de exploración espacial y secuenciación de ADN. Las ventajas de la resistencia de este material y su escalabilidad lo hacen excepcionalmente prometedor.

Diez coches de tamaño mediano

«Para comprender mejor la propiedad crucial de lo amorfo, piense en la mayoría de los materiales como si estuvieran formados por átomos dispuestos en un patrón regular, como una torre de Lego intrincadamente construida», explica Nortje. «Estos materiales se llaman ‘cristalinos’, como el diamante, por ejemplo. Contiene átomos de carbono que están perfectamente alineados, lo que contribuye a su famosa dureza. Sin embargo, los materiales amorfos son como un conjunto de ladrillos Lego apilados al azar, donde los átomos carecen de una consistencia consistente. disposición.» Pero contrariamente a lo esperado, esta distribución aleatoria no conduce a la fragilidad. De hecho, el carburo de silicio amorfo es un testimonio de la fuerza que surge de tal aleatoriedad.

La resistencia a la tracción de este nuevo material es de 10 gigapascales (GPa). «Para entender lo que esto significa, imagina que estás tratando de estirar un trozo de cinta hasta que se rompa», dice Nortje. «Ahora, si quisieras simular una tensión de tracción equivalente a 10 GPa, necesitarías colgar unas diez cintas medianas. coches de tamaño grande de extremo a extremo sobre esta cinta antes de que se rompa.

Nanocuerdas

Los investigadores adoptaron un método innovador para probar la resistencia a la tracción de este material. En lugar de métodos tradicionales que podrían provocar imprecisiones en la forma de instalar el material, recurrieron a la tecnología de microchips. Al hacer crecer películas de carburo de silicio amorfo sobre un sustrato de silicio y suspenderlas, aprovecharon la geometría de las nanocuerdas para inducir altas fuerzas de tracción. Al fabricar varias de estas estructuras con resistencias a la tracción cada vez mayores, observaron con precisión el punto de rotura. Este enfoque basado en microchips no sólo garantiza una precisión sin precedentes, sino que también allana el camino para futuras pruebas de materiales.

¿Por qué centrarse en nanocuerdas? «Las nanocuerdas son bloques de construcción fundamentales, la base que se puede utilizar para construir estructuras suspendidas más complejas. Exhibir un alto límite elástico en una nanocuerda se traduce en mostrar fuerza en su forma más elemental».

De lo micro a lo macro

Lo que en última instancia distingue a este material es su escalabilidad. El grafeno, una sola capa de átomos de carbono, es conocido por su impresionante resistencia, pero es difícil de producir en grandes cantidades. Los diamantes, a pesar de su tremendo poder, son raros en la naturaleza o costosos de fabricar. El carburo de silicio amorfo, por otro lado, se puede producir en escalas de oblea, proporcionando grandes láminas de este material increíblemente fuerte.

«Con la llegada del carburo de silicio amorfo, nos encontramos en el umbral de una investigación sobre microchips repleta de posibilidades tecnológicas», concluye Nortje.