Resumen: el otro día presentábamos la tecnología que permite la fabricación de dispositivos de conmutación y puertas lógicas basadas en moléculas, como las bases para la construcción del ordenador molecular. Este ordenador molecular no sería en realidad nada del otro mundo, sino un paso más en la evolución técnica. La clave está en la anticipación que hay que tener al freno de la tencología del silicio por obtener cada vez más velocidad y capacidad de integración. Ahí es donde entra la molécula rotaxano, y alguna otra más...
Lo prometido es deuda. El otro día nos quedamos un poco parados en las partes más técnicas del asunto, y con un par de cabos sueltos en esto de las moléculas lógicas como base para el ordenador molecular. Habíamos hablado del barrier tunneling, que tiene que ver, como bien apuntaba Illaq en los comentarios del post anterior, con el llamado efecto de tunel de la electrónica. Por no complicar demasiado esto, decir que cuando se da el efecto de tunel, la corriente fluye aunque en realidad, y en apariencia, no debería ser así. Así, los compuestos que permiten este tipo de transmisión de electricidad tienen una propiedades interesantísimas para la electrónica (ejemplo, los diodos túnel).
Algo que me he dejado en el tintero la otra vez es que -roxatane- rotaxano no es una molécula, sino una clase de moléculas. Las moléculas de este tipo constan de dos partes principales unidas mecánicamente, y presentan propiedades buenas para los fines a los que se destinan. Pero dejémonos de rodeos y vayamos al grano del funcionamiento.
Básicamente, las puertas lógicas de moléculas necesitan dos corrientes de signo diferente (esto es siempre cierto cambiando el sistema de referencia. Mejor, si queréis, dos corrientes con valores suficientemente diferentes), una para configurar la molécula a un estado, y la otra para el funcionamiento de la puerta. Las corrientes están lo suficientemente "lejos" como para que no haya equívocos, aunque este tipo de moléculas sólo valen para hacer memorias de solo lectura, como dijimos anteriormente. Gracias al efecto túnel y fruto de las reacciones redox, de las que ya hablamos en otro artículo, la molécula pasa al estado seleccionado y ahí se queda. Es el fusible más pequeño de la historia.
La cosa no quedó solamente en la molécula del tipo -roxatane- rotaxano, sino que las investigaciones siguieron adelante, por supuesto. En 2000 se publicaron grandes cantidades de artículos acerca de la molécula de tipo -catenane- catenano (se parece a eslabones de cadena) y de su utilización para la construcción de puertas lógicas (ver artículo de referencia, A molecular logic gate). La ventaja de la moécula -catenane- catenano es su reutilización. Por medio de interacción electroquímica se puede hacer que pase de un estado al opuesto por el simple hecho de "poner" o "quitar" un electrón, y así se obtuvo el primer conmutador a nivel molecular. Siguiente paso: las puertas lógicas.
El primer artículo de las referencias hace mención al desarrollo de un conmutador que es capaz de operar a temperatura ambiente, basado en la molécula de tipo catenane. La construcción es parecidísima a la del dispositivo de rotaxano del post anterior, pero la ventaja de la molécula de catenano es la capacidad que tiene para mostrar dos estados diferentes (diferenciables eléctricamente), y aún más importante, de hacerlo controlada por voltaje.
Las investigaciones han seguido, y es de señalar artículos como Molecular Wires, Switches, and Memories, en el que se estudian el cableado, los interruptores y las memorias a escala molecular, de 2002, y otros a los que lamentablemente no tenemos acceso, no más que al resumen. En uno de ellos se describe la interacción de moléculas y chips de silicio para construir híbridos orgánico-semiconductor (orgánico tampoco quiere decir bio, necesariamente), que pinta interesante, pero para el que hay que disponer de una suscripción de la que no disponemos.
De lo que si me he dado cuenta, a modo de conclusión, es de que todavía falta muuucho para el ordenador molecular, por lo menos, para tenerlo en casita. También he aprendido a desconfiar de las noticias bomba que circulan por ahí. Mirad siempre la fecha...
Referencias
"A [2]Catenane-Based Solid-State Electronically Reconfigurable Switch," Science 2000, 289, 1172. Podéis ver el resumen aqui.
A molecular logic gate , K. L. Kompa y R. D. Levine, 2000.
En Genciencia | Moléculas lógicas para un ordenador molecular (I)
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