Crean diamantes magnéticos a escala nanométrica

Los diamantes siempre han tenido un gran poder de atracción para mucha gente, pero ahora un equipo de científicos los ha dotado, a escala nanométrica, de una verdadera capacidad de «atracción» de índole magnética.

Los investigadores han puesto a punto una técnica para hacer partículas magnéticas de diamante, de sólo 4 – 5 nanómetros de diámetro. Los diminutos imanes de diamante podrían encontrar usos en campos que van desde la medicina hasta la tecnología de la información.

El ferromagnetismo ha estado históricamente reservado para los metales, pero los científicos se interesan cada vez más por la opción de crear imanes sin metal, particularmente partiendo de los materiales basados en el carbono. El diamante es una forma de carbono cristalina por naturaleza.

Los imanes hechos de carbono podrían tener determinadas ventajas sobre sus homólogos de metal. «El carbono es ligero, muy estable, simple de procesar, y un producto menos caro de obtener», destaca Saikat Talapatra, un investigador post doctoral del Centro de Nanotecnología adscrito al Instituto Politécnico Rensselaer.

Talapatra es el autor principal del estudio, en el que también han participado investigadores de la NASA y la Universidad de Albany, entre otros.

«Estos resultados podrían llevar a un método sistemático y controlable para producir materiales magnéticos a partir del carbono», augura Pulickel Ajayan, Profesor de Ciencia de los Materiales y Diseño en el Politécnico Rensselaer. «Aunque el valor de la magnetización es por lo regular mucho más bajo que en los imanes tradicionales, la naturaleza de las interacciones de los espines en el carbono podría conducir a identificar diversas aplicaciones prácticas potenciales».

Los nanocarbonos magnéticos podrían ser estructuras prometedoras para los dispositivos de alta densidad de memoria, y en las computadoras cuánticas. Y como los materiales de carbono son generalmente compatibles con el tejido vivo, estas nanoestructuras podrían ser útiles en aplicaciones médicas tales como la imaginología por resonancia magnética (MRI) y en la administración de fármacos dirigidos a partes específicas del cuerpo.

Los investigadores han sabido desde hace mucho tiempo que los defectos e irregularidades en el carbono puro pueden dar lugar a electrones que no forman pares con otros electrones. Cada electrón «no emparejado» produce un campo magnético por su espín, y cuando todos los espines se alinean, el propio material se vuelve magnético. Talapatra y sus colegas han desarrollado una forma de modificar la estructura del carbono de manera controlada, disparando racimos de átomos a las partículas de diamante. Esto produce el magnetismo a temperatura ambiente, y la fuerza total del magnetismo depende de la cantidad y del tipo de átomos usados.

El próximo paso, según Talapatra, es calcular cómo los tipos de defectos y su concentración en la estructura del carbono puro afectan a la magnitud del magnetismo. Él y sus colegas están trabajando para desarrollar métodos más simples de obtener los nanocarbonos magnéticos, y que además permitan un control más preciso del proceso. La meta a largo plazo es probar estas estructuras en aplicaciones reales que se beneficien de ellas.

Fuente: Rensselaer Polytechnic Institute (RPI)
Traducción: Noticias21