Científicos descubren un material que «mantiene recuerdos» hasta por tres horas

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Científicos descubren un material que «mantiene recuerdos» hasta por tres horas

Ilustración de la 'memoria' del dióxido de vanadio. / POWERlab/EPFL 2022

Un material utilizado en electrónica llamado dióxido de vanadio (VO2) es capaz de ‘recordar’ toda la historia de estímulos externos previos. El asombroso hallazgo realizado por investigadores de Suiza fue publicado en Nature Electronics. Este es el primer material identificado con esta propiedad, aunque podría haber otros.

Mohammad Samizadeh Nikoo de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), se encontraba estudiando las transiciones de fase en el VO2 cuando hizo el descubrimiento. El VO2 tiene una fase aislante cuando se relaja a temperatura ambiente y experimenta una transición abrupta de aislante a metal a 68 °C. En este punto cambia su estructura reticular. 

Clásicamente, el VO2 exhibe una memoria volátil: «el material vuelve al estado aislante inmediatamente después de eliminar la excitación», señala Samizadeh Nikoo. Para su tesis, se propuso develar cuánto tarda el VO2 en pasar de un estado a otro. Pero después de tomar cientos de medidas, observó un efecto de memoria en la estructura del material.

 

Serendipia 

En sus experimentos, Samizadeh Nikoo aplicó una corriente eléctrica a una muestra de VO2. «La corriente se movió a través del material, siguiendo un camino hasta que salió por el otro lado», explica. A medida que la corriente calentaba la muestra, el VO2 cambiaba de estado. Y una vez pasada la corriente, el material volvió a su estado inicial. 

Luego, el ingeniero eléctrico aplicó un segundo pulso de corriente al material y vio que el tiempo que tardaba en cambiar de estado estaba directamente relacionado con la historia del material. 

«El VO2 parecía ‘recordar’ la transición de la primera fase y anticipar la siguiente. No esperábamos ver este tipo de efecto de memoria, y no tiene nada que ver con los estados electrónicos sino con la estructura física del material. Es un descubrimiento novedoso: ningún otro material se comporta de esta manera», indica asombrado el profesor Elison Matioli del EPFL

 

Tres horas

Los investigadores observaron que VO2 es capaz de recordar su estímulo externo más reciente hasta por tres horas. «De hecho, el efecto memoria podría persistir durante varios días, pero actualmente no tenemos los instrumentos necesarios para medirlo», dice Matioli. Este efecto es una propiedad innata del propio material.  

Los ingenieros confían en la memoria para realizar cálculos de todo tipo. Además, los materiales que mejoran el proceso de cálculo, al ofrecer mayor capacidad, velocidad y miniaturización, tienen una gran demanda. El VO2 cumple los tres requerimientos. Por otro lado, su memoria estructural continua lo diferencia de los materiales convencionales que almacenan datos como información binaria. 

Para lograr los hallazgos, los autores realizaron una serie de mediciones. También corroboraron sus resultados aplicando el nuevo método a diferentes materiales en otros laboratorios de todo el mundo. Este descubrimiento replica bien lo que sucede en el cerebro, ya que los interruptores de VO2 actúan como neuronas.  

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