Os físicos estadounidenses Charles Kane e Eugene Mele descubriron os illantes topolóxicos, “unha nova clase de materiais con propiedades extraordinarias”. Estaban aí, na natureza, pero ata que Chales Kane e Eugene Mele os descubriron a ninguén se lle ocorrera poñerse a buscalos.
Estes dous físicos estadounidenses son os “pais” dos illantes topolóxicos, unha nova clase de materiais con propiedades electrónicas extraordinarias. Tanto, que se comportan como condutores na súa superficie, pero como illantes no seu interior.
O achado foi recoñecido co Premio Fronteiras do Coñecemento da Fundación BBVA na categoría de Ciencias Básicas na súa undécima edición. O estudo das propiedades e potenciais aplicacións destes materiais podería conducir a mellores dispositivos electrónicos, futuros ordenadores cuánticos e outros avances que, segundo os galardoados, aínda non somos capaces de imaxinar.
Charles Kane (Urbana, Illinois, EEUU, 1963) e Eugene Mele (Filadelfia, Pensilvania, EEUU, 1950) traballan na Universidade de Pensilvania e colaboran habitualmente. O xerme do seu achado dos illantes topolóxicos foi o descubrimento, en 2004, das propiedades do grafeno como lámina de só un átomo de espesor. Mele e Kane déronse conta de que, curiosamente, o grafeno non era nin illante nin condutor eléctrico, senón que “estaba nun punto crítico entre os dous estados”, explicou Mele por teléfono ao coñecer o fallo. “Empezamos a analizar este fenómeno e isto levounos ao concepto desta nova fase illante da materia”.
Ata entón, a física admitía só dous tipos de materiais: condutores ou illantes. “Os materiais metálicos conducen a electricidade e os illantes non, explica a acta. Pero estes investigadores predixeron en 2005 que esta clasificación era demasiado simple e demostrárono experimentalmente pouco despois”.
Os físicos galardoados propuxeron en 2006 como construír un material real que fose illante topolóxico, e só un ano despois un laboratorio logrou unha combinación de mercurio e telurio que cumpría as propiedades preditas. Pero era, como o grafeno, un material bidimensional -só un átomo de grosor- moi difícil de sintetizar. A verdadeira explosión da área chegou na década seguinte, co descubrimento de que existen na natureza illantes topolóxicos tridimensionais, como o telururo de cadmio, un composto cristalino que se utiliza na fabricación de células solares.
“Decatámonos de que este fenómeno non é algo raro ou excepcional na natureza, senón que ata entón ninguén se fixera esta pregunta nin o buscara”, di Mele.
Aplicacións non soñadas
Unha calidade que resulta crucial nestes materiais é que teñen unha superficie moi robusta, o que significa que non se ven afectados pola presenza de impurezas. Por ese motivo, “podes facer con eles cousas que non podes facer con outros materiais condutores. É unha nova fase da materia, un illante que ten capacidade garantida de condución na súa superficie, e ademais é topolóxica, é dicir, pódese deformar sen perder esa propiedade de condutividade”, explica Kane.
Esta propiedade abre a porta a melloras nos dispositivos electrónicos actuais, que por exemplo poderían ser miniaturizados aínda máis. Non obstante, as aplicacións máis prometedoras son as que aínda non existen: os ordenadores cuánticos, que multiplicarían a capacidade de computación de forma exponencial.
Mele, en todo caso, está convencido de que “os avances máis importantes chegarán de cousas que nin nos formulamos. Achegamos unha paleta de novos materiais, e cando lle dás isto a persoas intelixentes, fan cousas intelixentes con elas. Se puidese viaxar nunha máquina do tempo a dentro de 50 anos, encantaríame saber que tipo de dispositivos se desenvolveron grazas a esta investigación básica sobre a materia”.
(Fonte: La Vanguardia)