Circuitos en los que circulan moléculas en vez de electrones

Cascadas de moléculas de monóxido de carbono transmiten la información en puertas lógicas diseñadas por investigadores estadounidenses. Estos dispositivos tienen la ventaja de que funcionan en el rango de la nanotecnología, menor en varios órdenes de magnitud que los actuales circuitos de silicio en los que los datos son transmitidos por electrones. Con el movimiento de una molécula se inicia un movimiento en cascada del resto de moléculas, tal como sucede cuando se sitúan cercanas las fichas de dominó. La distribución en cascada o la no distribución representa un '1' o un '0' lógico.

Los científicos, del centro de investigación de IBM en Almaden (California), han utilizado moléculas de monóxido de carbono sobre cobre para construir una puerta Y y otra O. Después aplicaron el mismo principio para conectar varias puertas y conseguir así dispositivos lógicos más complicados. Uno de estos dispositivos, con tres entradas, tendría una superficie de 50 micras cuadradas con la tecnología actual, pero sólo mide 200 nanómetros cuadrados con este tipo de cascadas moleculares (1 micra=1.000 nanómetros).

Estos dispositivos tienen la desventaja de ser muy lentos y de servir para una sola operación, lo que les hace por ahora inútiles en electrónica molecular. Sin embargo, el principio de la cascada molecular puede resultar útil cuando se diseñen mecanismos automáticos para resituar las moléculas y mantener otras como registros de datos, explican los científicos, que han publicado sus resultados en la revista Science.

'Este trabajo supone un hito en la construcción de circuitos electrónicos a escala nanométricas', dice Andreas Heinrich, uno de los autores. 'La cascada de moléculas no es sólo una nueva manera de realizar operaciones de computación, sino la primera vez en la que todos los componentes necesarios a esta escala han sido construidos, conectados y funcionan.

La base física de estos circuitos es la alineación de las moléculas en una configuración energéticamente metaestable, que tiende, mediante la cascada a una configuración de menor energía. La metaestabilidad se debe a la frágil repulsión entre las moléculas cercanas.