Magnetismo y optimización de desarrollos en nanotecnología

La nanotecnología permite la manipulación átomo por átomo de un elemento para construir estructuras, herramientas y máquinas optimizadas. Su rango de acción es muy amplio, va de la medicina hasta el desarrollo de una tablet o un smartphone. Se pueden estudiar las propiedades magnéticas de elementos de la tabla periódica en escalas pequeñísimas, como la medida nano, que significa la millonésima parte de un milímetro.
 
El doctor José Luis Morán-López, profesor del Departamento de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) estudia desde 1977 las propiedades magnéticas de elementos sólidos: “Hemos contribuido a entender los efectos de baja dimensionalidad, es decir, de escala nano, sobre las propiedades magnéticas; en especial, del manganeso, que es uno de los metales de transición que tiene un comportamiento magnético extremadamente complejo”, dijo.
 
El científico, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), comentó: “Estudiamos al manganeso para tratar de entender por qué se comporta tan diferente a los otros elementos que están a su lado en la tabla periódica. Es muy atractivo porque si uno realmente lo puede manejar puede conseguir sistemas magnéticos mucho más densos con los cuales se puede hacer un motor de un tamaño muy pequeño, que puede hacer el trabajo que antes hacían sistemas más grandes. Entre más pequeños sean los sistemas, más ahorro de energía para activarlos con la finalidad de usarlos en aplicaciones tecnológicas”.
 
El hierro, cobalto y níquel, también elementos de transición, son relativamente más sencillos pues, por ejemplo, los acoplamientos entre dos átomos de hierro, prácticamente son los mismos, siempre van en la misma dirección. En el caso del manganeso, dependiendo de cómo se le acomode o con qué otros átomos se le alinee, presenta un acoplamiento ferromagnético, lo cual quiere decir que los espínes están en una dirección o pueden formar ángulos definidos. Un espín es una propiedad de los átomos o de los electrones que los hace comportarse como si tuvieran una “flecha” que apunta a determinada dirección. Esa “flecha” reacciona ante campos magnéticos aplicados.
 
El doctor José Luis Morán, quien fue director fundador del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, pone como ejemplo a los científicos que en 2007 obtuvieron el Premio Nobel de Física: Albert Fert y Peter Grünberg, quienes evaporaron sobre determinadas superficies materiales con propiedades magnéticas específicas, y se usan actualmente en todos los discos de computadoras que leen la información en sistema binario de 1 y 0. Con ese avance los investigadores pudieron reducir considerablemente el tamaño de las memorias magnéticas y aumentar la densidad de información que se puede colocar por centímetro cuadrado de material. Todos los avances que tienen que ver con miniaturización de los sistemas son muy importantes hoy en día.
 
Considera que es muy importante un mayor apoyo por parte de las autoridades federales y estatales para la ciencia aplicada: “Científicos mexicanos publican e investigan a un nivel internacional y hacen aportaciones importantes, pero algunos de nuestros resultados se aplican en otros países. Así es la ciencia, a veces uno publica su resultado a nivel internacional y en otro lugar con condiciones apropiadas se desarrolla, se aplica. En el país se han concretado algunas aplicaciones pero nos falta un mayor apoyo del gobierno federal o de los gobiernos estatales para ir de la ciencia básica a la aplicada”.