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Los físicos rosarinos del Conicet Marcelo Stachiotti y Marcelo Sepliarsky descubrieron un nuevo ordenamiento de los materiales ferroeléctricos que permitirá reducir el tamaño de los dispositivos tecnológicos.



Este descubrimiento fue seleccionado como artículo destacado y de interés interdisciplinario por los editores del “Physical Review Letters”, una de las revistas científicas más prestigiosas en el campo de la Ciencias Físicas. De la mano de la publicación, el descubrimiento ha tenido muchísima repercusión internacional.



El informe publicado se llama “Ferroelectricidad Toroidal en Nanopartículas de PbTiO3” y ambos investigadores son miembros del grupo de investigación de “Materia Condensada” del Instituto de Física Rosario (Ifir) dependiente del Conicet y de la Universidad Nacional de Rosario (UNR).

A través de estos avances científicos se podrá reducir considerablemente el tamaño de los dispositivos tecnológicos, dando un paso importante hacia el desarrollo de nano sensores ferroeléctricos y de fuentes útiles de energía para dispositivos a nano- escala.

“Nuestro proyecto de investigación involucra el estudio de nuevos materiales utilizando simulaciones computacionales que se basan en métodos mecánico-cuánticos. En particular en este trabajo se investigó el comportamiento de materiales ferroeléctricos en la nanoescala”, explicó el Dr. Sepliarsky. El proyecto se desarrolla en Rosario utilizando un equipo computacional de alta performance ubicado en las instalaciones del Centro Científico Tecnológico del Conicet.

Los científicos pudieron comprobar que es posible estabilizar un estado ferroeléctrico en nanopartículas con tamaños inferiores a los 10 nm, siendo el factor clave para la estabilización de este estado la relación entre el ancho y el alto de la partícula. “Hemos descubierto que la ferroelectricidad en la nanoescala se genera a partir de un ordenamiento geométrico novedoso” indicó el Dr. Stachiotti. “El mismo involucra el alineamiento de vórtices de polarización formando una especie de doughnut (rosquilla), la cual concentra la región ferroeléctrica en su centro. A esta característica la bautizamos ferroelectricidad toroidal”, finalizó.

Un material ferroeléctrico se puede explicar de manera sencilla como el análogo eléctrico de un imán. Es decir, un material que posee una polarización espontánea como consecuencia del alineamiento de dipolos eléctricos en una dirección.

“La propiedad de invertir el sentido de la polarización de un ferroeléctrico entre dos estados estables constituye la base de una nueva tecnología para el desarrollo de memorias no volátiles para codificación binaria, la cual se utiliza en smard cards (tarjetas inteligentes) y en memorias de alta densidad para la computación aeroespacial, pues presentan además alta resistencia a la radiación”, explicó Stachiotti.

Otra característica muy importante de estos materiales ferroeléctricos, es que responden a estímulos mecánicos o térmicos con variaciones a nivel de su estructura cristalina, pudiéndose obtener como respuesta una corriente eléctrica. Por esta razón son utilizados en el diseño de múltiples dispositivos, algunos de los cuales nos rodean en nuestra vida cotidiana: celulares, ecógrafos, radares, sonares, sensores infrarrojo para alarmas, equipos de visión nocturna, etc.

“En la actualidad se investiga la posibilidad de utilizar estos materiales para la generación biomecánica de energía eléctrica, lo que permitirá por ejemplo cargar la batería de nuestro teléfono móvil o reproductor portátil mientras caminamos, corremos o bailamos, produciéndose de esta manera un ahorro de energía considerable” finalizó Sepliarsky.