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Estos nuevos materiales están conformados especialmentepor tierras raras, metales de transición y oxígeno.Foto: Facultad de Ciencias de la UNAL. |
El núcleo de este avance revolucionario son los materiales conocidos como perovskitas complejas, que en su forma básica se componen de tres elementos esenciales: tierras raras como el europio, gadolinio y holmio; metales de transición como el hierro y el cobalto, y oxígeno. La genialidad de la investigación de los profesores Roa y David Arsenio Landinez Téllez, reside en haber modificado exitosamente esta fórmula original incorporando elementos adicionales como el titanio para crear versiones más complejas y versátiles.
Tal logro representa un hito tecnológico significativo, pues históricamente los dispositivos electrónicos han requerido módulos separados y especializados: los semiconductores para procesar información y los materiales magnéticos para almacenarla. El físico Roa ha roto este paradigma al crear 5 materiales que procesan información de manera eficiente mientras almacenan grandes volúmenes de datos.
Estos materiales, identificados por los elementos que los componen —como por ejemplo, calcio, titanio, hierro y oxígeno— son los protagonistas de esta revolución tecnológica. El profesor Roa logró combinar en un solo material dos propiedades que normalmente son como el agua y el aceite: la capacidad de semiconductores (similares al silicio de los chips computacionales) y las propiedades magnéticas (como las de los imanes en los discos duros).
¿Cómo se fabrica un material revolucionario?
En el proceso de creación de estos materiales se combinan en laboratorio técnicas físicas, fisicoquímicas y químicas. Los métodos incluyen desde el uso de hornos que generan altas temperaturas para provocar reacciones controladas, hasta técnicas que emplean solventes y aplicación de energía para hacer crecer diminutos cristales del material.
“Una de las técnicas más llamativas es la de combustión, en la cual los ingredientes se mezclan con un combustible específico, y al menos a 120 °C la mezcla arde y de las cenizas de este fuego —que parecen trozos de carbón— salen las muestras que serán la base para elaborar los nuevos dispositivos”, explica el académico.
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El profesor Jairo Roa Rojas es uno de los científicos más destacados del mundo porsus aportes en nuevos materiales.Foto: Valeria Peña Herrán, Unimedios. |
Cada material se somete a un escrutinio mediante equipos especiales como el difractómetro de rayos X, que determina la estructura y composición de los materiales y asegura que los átomos se han organizado en la estructura perfecta.
Culminado este paso, el investigador debe verificar que el comportamiento eléctrico sea el adecuado para tener la capacidad semiconductora, y mide la magnetización para asegurarse de que responde de manera óptima. Con este proceso no solo se verifica que el material existe, sino que además cumple con las dos funciones esenciales.
La espintrónica en la vida diaria
Los avances se agrupan en el marco de la espintrónica, un campo de la física que además de aprovechar la propiedad fundamental de los electrones, su carga eléctrica, también utiliza su espín, que se refiere al momento magnético cuando se puede orientar hacia arriba o hacia abajo.
Mientras la electrónica convencional se basa en el movimiento de la carga eléctrica, la espintrónica también controla el espín de los electrones, lo que abre la puerta a dispositivos más rápidos, eficientes y de menor tamaño.
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El físico Roa logró combinar en un solo material dos propiedades tradicionalmente incompatibles. Foto: Facultad de Ciencias de la UNAL. |
Es así como estos nuevos hallazgos prometen un almacenamiento de información con mayor capacidad y más duradero. Su aplicación permitiría, por ejemplo, que las memorias USB y los discos duros actuales —que tienen una vida útil limitada porque los ciclos de grabación magnética se fatigan y saturan con el uso— sean más resistentes a esta fatiga, lo que se traduce en dispositivos capaces de guardar más datos y con una durabilidad prolongada.
Al combinar el procesamiento y el almacenamiento en un solo componente, la información puede fluir de manera casi instantánea, sin los cuellos de botella que supone tener que mover datos entre dos módulos o aparatos separados. Esto no solo hará que nuestros dispositivos sean increíblemente más rápidos, sino que además reducirá drásticamente el consumo de energía, y menos energía consumida significa una mayor duración de las baterías y un impacto positivo en el medioambiente al reducir la demanda eléctrica.
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La espintrónica les abre la puerta a dispositivos más rápidos, eficientes y de menor tamaño.Foto: Valeria Peña Herrán, Unimedios. |
El carácter pionero de su trabajo con materiales de propiedades espintrónicas ha posicionado al profesor Roa entre los científicos más destacados del mundo, lo que le mereció ser reconocido en Estocolmo con el Premio a la Investigación e Innovación en Materiales Avanzados 2025, otorgado por la Asociación Internacional de Materiales Avanzados (IAAM), con sede en Suecia.
