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Sólo para Ingenieros (307): Ahora lo ves, ahora no lo ves: dispositivos de invisibilidad para
circuitos integrados de alta tecnología.
04-­‐12-­‐2016
Especialidad: Informática, Ingeniería electrónica, Ingeniería de Materiales
Estimado colegas y amigos,
La invisibilidad de objetos es un fascinante concepto generado por escritores de magia y/o ciencia
ficción, tales como la capa de ocultamiento de Harry Potter o el dispositivo de ocultamiento
‘Romulan’ que hace invisible la nave ‘Enterprise’ de “Star Trek”. Sin embargo, recientemente nos
enteramos que los avances de la ciencia ha tornado este concepto en una realidad y tiene
extraordinarias aplicaciones prácticas.
Relativo a este concepto, una colega nos comparte información, generada en la Universidad de
Utah (UU), la cual nos indica que un grupo de sus investigadores han generado un dispositivo de
ocultamiento a nivel microscópico…revisemos de que se trata…
El boletín electrónico del 7 de noviembre de la ‘UU’ nos informa que el profesor Rajesh Menon,
Profesor Asociado de ingeniería eléctrica y computación de la “UU” y su equipo de trabajo, han
desarrollado un dispositivo de ocultamiento para dispositivos integrados fotónicos microscópicos
– los bloques básicos de los circuitos integrados de las computadoras fotónicas que trabajan con
luz en lugar de corriente eléctrica – en un esfuerzo para hacer los futuros circuitos integrados más
pequeños, más rápidos y más eficientes en cuanto su utilización de energía.
El descubrimiento de Menon se publicó en línea en la última edición del journal científico, ‘Nature
Communications’. El trabajo fue co-­‐escrito tanto por el estudiante de doctorado de la ‘UU’, Bing
Shen, como por Randy Polson, ingeniero óptico ‘senior’ de la empresa ‘U’s Utah Nanofab’.
EL futuro de las computadoras, centro de datos y dispositivos móviles involucrará circuitos
integrados (chips) fotónicos en los que la información se moverá y procesará con fotones de luz en
lugar de electrones. Las ventajas de estos nuevos circuitos integrados con relación a los circuitos
integrados actuales, basados en silicio, es que serán mucho más rápidos y consumirán menos
energía, por lo que emitirán menos calor. Y dentro de cada circuito podrán estar potencialmente
miles de millones de dispositivos electrónicos, cada uno con una función específica, muy similar a
los miles de millones de transistores con funciones diferentes que tienen actualmente los actuales
circuitos basados en silicio. Por ejemplo, un grupo de dispositivos harán cálculos, otros harán
cierto procesamiento, y así con el resto.
Sin embargo, el problema es que si estos dispositivos fotónicos están muy cerca entre ellos,
simplemente no van a trabajar por que la fuga de luz causará “cruzamiento de conversación” muy
similar a la interferencia cuando escuchamos radio. Y si se separan lo suficiente para resolver el
problema, terminaríamos con un circuito que sería demasiado grande.
Menon y su equipo descubrió que se puede estructurar barreras de silicio utilizando nanopatrones
entre dos dispositivos fotónicos, las cuales actuarán como dispositivos de ocultamiento y “engaña”
a un dispositivo para que no puede ver al otro.
‘El principio que estamos utilizando es similar al de la capa de invisibilidad de Harry Potter, ‘explicó
Menon. ‘Cualquier luz que reciba un dispositivo se redirecciona lo cual da la ilusión de que no
existe un dispositivo vecino. Es como una barrera – la cual refleja la luz de regreso al dispositivo
original. Esto lo engaña para que ‘piense’ que no hay nada a su lado.
Consecuentemente, miles de millones de estos dispositivos fotónicos pueden ser empacados en
un sólo circuito integrado, y un circuito puede contener más de estos componentes para poder
hacer más funciones. Y puesto que estos circuitos fotónicos utilizan fotones de luz en lugar de
electrones para transferir información, lo cual acumula calor, estos circuitos potencialmente
podrían consumir de 10 a 100 veces menos energía, lo cual sería un increíble beneficio para
lugares como centros de información que utiliza colosales cantidades de electricidad.
Menon piensa que la aplicación más inmediata para esta tecnología y para circuitos integrados
fotónicos en general será para centros de información similares a los que utilizan servicios como
Google o Facebook. De acuerdo a un estudio del ‘U.S. Department of Energy's Lawrence Berkeley
National Laboratory’, los centros de información, solamente en EUA, consumieron 70 mil millones
de kilowatts hora en 2014, lo cual representa cerca del 1.8 por ciento del total de la electricidad
consumida en EUA. Y el uso de energía se espera que se incremente otro 4 por ciento para el año
2020.
‘Pasando de electrónica a fotónica podemos hacer las computadoras mucho más eficientes y tener
un gran impacto en las emisiones de carbón y la utilización de la energía en muchas aplicaciones,
concluyó Menon. ‘Es un impacto mayúsculo y mucha gente esta tratando de encontrar soluciones
al respecto’.
Actualmente, dispositivos fotónicos se utilizan mayormente en equipo militar sofisticado, pero
Menon visualiza que los circuitos integrados basados en la fotónica se emplearán en forma
intensiva en muchos centros de información en pocos años.
Fuente:
http://unews.utah.edu/now-­‐you-­‐see-­‐it-­‐now-­‐you-­‐dont/
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Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas.
No. de ingenieros en la lista de distribución: 1,159
No. de envío: 307
Bienvenidos comentarios sobre los envíos.
Deseando tengan un buen fin de semana, les envío un fuerte abrazo.
Arnoldo
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Solo para Ingenieros (306): Nanoestructuras hechas de oro puro...
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El 27/11/16 a las 19:28, Yasuhiro Matsumoto Kuwahara escribió:
Gracias Arnoldo por el interesante tema de nanotenología para Au.
Saludos,
Yasuhiro
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Estimado Arnoldo,
Nos es grato informarte que el número 7 (oct-­‐nov-­‐dic, 2016) de la revista "Biotecnología en Movimiento", órgano de divulgación del
Instituto de Biotecnología de la UNAM, ya se encuentra disponible en:
http://bit.ly/1Jwf10K
En este número:
-­‐ El cambio legislativo en México para incentivar el desarrollo de Empresas de Base Tecnológica
provenientes de la investigación científica
-­‐ Federico Sánchez Rodríguez: la historia de un científico enamorado
-­‐ Tejiendo proteínas en fibras malignas
-­‐ Entrevista a la Dra. Daniela Silva Ayala, Premio Weizmann 2015
-­‐ Conociendo al enemigo: estrategias del mosquito para evitar la acción de los insecticidas biológicos
-­‐ Breve guía ilustrada (y para todo público) sobre cómo expresar y purificar proteínas recombinantes
-­‐ Descubriendo la belleza en la naturaleza: experiencia de un exalumno del IBt
-­‐ Bacterias del Golfo de México: su distribución y potencial aplicación biotecnológica
Puedes consultar todos los números anteriores de la revista en [http://bit.ly/1Jwf10K].
Agradeceremos comentarios y retroalimentación a: [email protected]
Asimismo, agradeceremos mucho compartir este mensaje.
Cordialmente,
ENRIQUE GALINDO y GEORGINA PONCE
Editores
Secretaría de Vinculación
Instituto de Biotecnología, UNAM
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Otras Ligas:
Liga al Portal de la Academia Panamericana de Ingenieria -­‐ Ciencia y Tecnologia -­‐ 'Solo para ingenieros':
http://www.academiapanamericanaingenieria.org/Solo Ingenieros/index.html
Liga a Ingeniería para todos: ‘Nanoestructuras hechas de oro puro’, se publico en la Unión de Morelos el lunes 26 de noviembre de
2016, página 20:
https://www.launion.com.mx/servicios/hemeroteca-­‐virtual/14169-­‐28-­‐noviembre-­‐2016.html#/20/