La punta tipo diamante es 3.000 veces más resistente al desgaste a escala nanométrica que las de óxido de silicio, lo que la convierte en un producto ideal para la microscopía atómica, almacenamiento de datos basado en sondas y otras aplicaciones de nueva aparición. Los resultados del estudio se han publicado en la revista Nature Nanotechnology.
La investigación formó parte del proyecto PROTEM («Memoria del orden de los terabits basada en sondas»), financiado con 5,3 millones de euros a través del área temática «Tecnologías de la sociedad de la información» perteneciente al Sexto Programa Marco (6PM). En ella colaboraron IBM Research-Zurich (Suiza) y las Universidades de Pensilvania y Wisconsin (Estados Unidos).
En su artículo, los autores indican que un mayor «conocimiento de los procesos de fricción y desgaste a escala nanométrica [la escala de longitud aplicable en la nanotecnología] es importante para muchas aplicaciones en las que existe un deslizamiento de componentes nanométricos sobre una superficie». Entre las aplicaciones nuevas están la nanolitografía, la nanometrología y la nanofabricación.
El carbono tipo diamante, gracias a su resistencia al desgaste a macroescala, se emplea a menudo como recubrimiento superficial en ciertos tipos de aplicaciones en las que es necesario evitar en lo posible la fricción o el desgaste, según explican los autores. Hasta ahora el problema radicaba en la resistencia del material al desgaste a escala nanométrica, pues la fabricación de estructuras de carbono tipo diamante con tanta precisión no está exenta de complejidades.
Otra diferencia clave entre ambas escalas estriba en que los defectos, grietas y otras condiciones del material de las que dependen la resistencia y el desgaste del material a macroescala pierden importancia a nanoescala.
La nueva punta nanométrica producida sufre un desgaste considerablemente menor que las de óxido de silicio, la tecnología más avanzada hasta este momento. El nuevo material ha establecido un nuevo récord de desgaste de un átomo por micrómetro recorrido sobre un sustrato.
«Se sabe que en condiciones de humedad el material empleado presenta poca fricción y además que, a escala nanométrica y en condiciones ambientales normales, es más resistente al desgaste que el silicio en tres órdenes de magnitud», concluyen.
La punta se compone de carbono, hidrógeno, silicio y oxígeno combinados en el vértice de una micropalanca de silicio (del tipo empleado en microscopios de fuerza atómica). En lugar de limitarse a cubrir la punta con materiales resistentes al desgaste, los científicos desarrollaron un material completamente nuevo. Utilizaron una técnica de moldeado para producir puntas en micropalancas de silicio y una técnica de procesamiento que permitirá fabricarlas en serie con vistas a su comercialización.
Noticia publicada en Cordis
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Imagen: Shutterstock
