Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo - CORDIS

Sistemas nanoelectromecánicos para detección de masas

Los nanorresonadores son planchas miniaturizadas sujetas por ambos extremos cuyos patrones de vibración cambian cuando masas diminutas «caen» sobre ellas. La ciencia se ha servido de nanorresonadores para crear estructuras nuevas para dispositivos innovadores con resultados fascinantes.
Sistemas nanoelectromecánicos para detección de masas
Los diapasones, un tipo de resonador mecánico, vibran a unas frecuencias específicas. Desde hace más de un siglo, los resonadores u osciladores mecánicos se han utilizado en relojes de ordenador, relojes de pulsera y prácticamente todo tipo de instrumentos musicales.

Durante los últimos 50 años, objetos de pequeñas dimensiones han adquirido una importancia enorme y los resonadores no han escapado a esta tendencia, circunstancia que se aprecia en su aplicación científica a la detección de masas muy pequeñas. Los nanorresonadores sujetos por ambos extremos e inducidos a vibrar pueden detectar una masa pequeña colocada sobre ellos debido a la alteración de los patrones de vibración. Además, cuanto menor es la masa del resonador, mayor sensibilidad posee.

Un equipo de científicos puso en marcha el proyecto «Array of coupled nanoresonators» (ACRES), financiado por la Unión Europea, con el fin de investigar las posibilidades que generan el acoplamiento o la conexión de dos o más nanorresonadores entre sí. Las interacciones colectivas no lineales en matrices de resonadores mecánicos acoplados podrían proporcionar nuevas funcionalidades o aumentar la resolución de la detección.

Su labor les llevó a descubrir que existen varios factores que limitan la aplicación de los sistemas acoplados en sistemas nanoelectromecánicos (NEMS) y que probablemente el más importante sea la falta de precisión asociada a los equipos de fabricación. Cuanto menores son las piezas que se desea mecanizar, mayores son las imprecisiones resultantes, lo cual obliga a utilizar mecanismos de compensación en forma de un acoplamiento más fuerte o la sintonización activa.

Por consiguiente, en ACRES depositaron su atención en la actuación piezoeléctrica basada en NEMS (inducir un movimiento aplicando una tensión pequeña) y la detección piezometálica (detectar el movimiento del resonador mediante un cambio en la resistividad de un bucle metálico). Desarrollaron una técnica de transducción NEMS integrada de alta sensibilidad. Este método se basó en la tensión que se produce en láminas delgadas de metal para desarrollar las fuentes de frecuencia basadas en NEMS a temperatura ambiente más pequeñas obtenidas hasta la fecha. Las numerosas observaciones importantes obtenidas por el equipo al cargo dieron lugar a varias publicaciones científicas.

Los resultados del proyecto pusieron de manifiesto las limitaciones actuales a la detección de masas cada vez más sensible mediante nanorresonadores mecánicos acoplados. A continuación, los científicos desarrollaron dispositivos NEMS a partir de materiales piezoeléctricos con resultados innovadores.

Información relacionada

Síganos en: RSS Facebook Twitter YouTube Gestionado por la Oficina de Publicaciones de la UE Arriba