A todos nos ha pasado: estás usando tu computadora o videojuego y de repente se va la luz.Todos los archivos o juegos abiertos se reinician desde el estado en que se guardaron por última vez y pierdes la mayor parte de lo que ya has hecho.Aunque los programas de hoy en día se preocupan por guardar automáticamente los pasos, esto todavía puede suceder, pero definitivamente no sucederá cuando empecemos a usar máquinas hechas con memristores, es decir, con memoria resistiva (ReRAM).Esto se debe a que, con los memristores, no habrá división de la información electrónica en una unidad de almacenamiento (que no depende de la energía) y una memoria instantánea (que se borra cuando se apaga el dispositivo).Una nueva forma de fabricar memorias computacionales como estas fue creada por científicos de la USP y tuvo la solicitud de registro aceptada por el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (Inpi) en noviembre de 2022. Marina Sparvoli, becaria posdoctoral del Instituto de Física (IF) de la USP , en colaboración con otros investigadores de la Universidad, desarrolló un mecanismo de memoria basado en memristores a partir de materiales nunca antes combinados.El prototipo consiste en una capa de grafeno depositada entre contactos de oxinitruro de indio y estaño (Iton) —un semiconductor aún poco investigado— y aluminio, a modo de sándwich.La electricidad pasa a través de él generando un campo electromagnético.Dependiendo del voltaje se forma o no un filamento responsable del fenómeno de conmutación resistiva, de alta y baja resistencia.La transparencia del material también podría permitir su uso en arquitecturas electrónicas cerca de la superficie de las pantallas de los dispositivos, reduciendo aún más el espacio ocupado, aunque este uso aún no ha sido investigado.A pesar de haber sido teorizados por primera vez en 1971 por el filipino Leon Ong Chua, los mecanismos resistivos recién comenzaron a probarse en 2008, con la introducción de la nanotecnología.La gran ventaja es que, a diferencia de las memorias electrónicas actuales, la información contenida en las memorias resistivas no desaparece cuando se apaga el dispositivo.Todavía no existen computadoras con esta tecnología, por lo que las pruebas se realizan en estaciones de prueba de semiconductores (estación de sonda).Los ordenadores, videojuegos y smartphones que usamos a diario disponen de las denominadas memorias de acceso aleatorio (RAM).Este es un tipo de almacenamiento volátil de lectura y escritura.A diferencia de los componentes de almacenamiento de datos, donde guardamos los archivos, son lo suficientemente rápidos para trabajar con entradas y programas que se ejecutan continuamente mientras usamos el dispositivo.Esta información normalmente solo está disponible mientras la máquina está encendida.Por lo tanto, todos los datos volátiles se pierden cuando reiniciamos el dispositivo, como explica la analogía hecha por el investigador al Jornal da USP: “La memoria RAM es el refrigerador y la memoria principal es el supermercado”.Sin embargo, en el caso de la memoria ReRAM, los datos aún están disponibles en caso de un corte de energía, sin comprometer el acceso y la velocidad de escritura.Además de esta gran ventaja, los componentes electrónicos de este tipo son diminutos y también permitirán fabricar dispositivos mucho más rápidos.Cuando encendemos una computadora convencional, el sistema operativo, como Windows, MAC OS, Linux o Android, se copia del dispositivo de almacenamiento de datos más lento a la memoria RAM de alta velocidad.Este proceso que requiere mucho tiempo, por ejemplo, se prescindiría con el uso de memorias ReRAM.Además, los memristores son diminutos, con un grosor de unos pocos cientos de átomos, y pueden comportarse como conexiones neuronales biológicas.Este tipo de memoria trabaja con estados de alta y baja resistencia, que corresponden al código binario del lenguaje máquina (0 y 1).En las computadoras convencionales, esta escritura está representada por voltajes (∆V) — y no por resistencias (Ω) — bajo (0) y alto (1).Los filamentos de memristor pueden presentarse en la escala de nanómetros, es decir, millonésimas de milímetro (0,000,000,001 metro), lo que promete una infinidad de información guardada en un diminuto espacio de almacenamiento.La computación resistiva aún no se usa en dispositivos comerciales.Aunque algunos componentes ya se venden por separado, están dirigidos a científicos.En comparación con la tecnología de semiconductores complementarios de óxido de metal (CMOS) que se usa hoy en día en las computadoras domésticas, es más compacta y no está limitada por los cuellos de botella del procesamiento en serie.Es decir, pueden enviar datos simultáneamente en lugar de formar colas durante las transmisiones en las líneas de comunicación internas.Los archivos guardados también serían mucho menos susceptibles de ser borrados accidentalmente.Para destruir la información almacenada en este nuevo tipo de memoria, se debe aplicar una forma muy específica de campo magnético que no existe en la naturaleza.A modo de comparación, los datos contenidos en las unidades de almacenamiento comunes pueden destruirse con solo pasar un imán cerca.El profesor José Fernando Chubaci, quien supervisa a Marina en sus estudios de posdoctorado, dice que nunca antes se había hecho la aplicación de Iton a las memorias resistivas: “Este es un proyecto en la frontera del conocimiento mundial, que se aplicará en el mercado internacional en 10 , 15 años. o 20 años.Doctor Marina pudo crear memorias resistivas usando grafeno con Iton, óxido de indio y estaño con dopaje de nitrógeno, ampliando el espacio de investigación en el área y trayendo conocimiento a nuestro laboratorio”.Por lo general, las memorias resistivas se basan en dióxido de titanio (TiO2), un sólido blanco que incluso puede ser tóxico.Marina explica que Iton es una variación del óxido de indio y estaño (ITO), este último utilizado en pantallas táctiles, como las de los celulares: “La innovación está en usarlo con nitrógeno”, lo que explica la “N” de las siglas.El grafeno, a su vez, es una forma cristalina plana a base de carbono, que es uno de los elementos más abundantes del planeta.Este cristal está formado por una sola capa de átomos.Aunque es ultrafino, es extremadamente fuerte y tiene una de las mejores propiedades electrónicas de cualquier material existente.En Brasil, este derivado ya es producido por el Centro de Tecnología en Nanomateriales y Grafeno (CTNano) y por el Proyecto MGgrafeno, ambos con la participación de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), además de la UCSGraphene, fábrica vinculada a la Universidad de Caxias do Sul.Recientemente, el material también ha sido comercializado por la empresa Gerdau Grafeno.Desde el punto de vista de la sostenibilidad, el grafeno es interesante porque, en este caso, el carbono no está unido como un polímero.Podría destruirse naturalmente simplemente calentándolo a altas temperaturas.Iton puede soportar temperaturas aún más altas, por lo que no se dañaría en este proceso y podría separarse.Chubaci señala, sin embargo, que este tema aún no se ha estudiado: “Todavía estamos tratando de garantizar la memoria resistiva, que es el salto de calidad actual.El reciclaje no se discute todavía.Es una especulación en vista de esta preocupación.La posibilidad existe en términos de discusión”.En cuanto a los costos en relación a la tecnología CMOS, el grafeno tiende a abaratar la producción, ya que está hecho de grafito, mientras que el Iton tiende a ser más caro, porque tiene indio en su composición.“Este es un proyecto en la frontera del conocimiento mundial, que se aplicará en el mercado internacional en 10, 15 o 20 años.Doctor Marina pudo crear memorias resistivas usando grafeno con Iton, óxido de indio y estaño con dopaje de nitrógeno, ampliando el espacio de investigación en el área y trayendo conocimiento a nuestro laboratorio”.Las investigaciones de Marina con memristores comenzaron en 2016, cuando era profesora invitada en el programa de posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UFABC y becaria posdoctoral en Ciencias de la Computación en la misma universidad.Actualmente, tiene dos posdoctorados y está desarrollando otra patente.Es una técnica de fabricación de celulosa bacteriana (o biopelícula), que se puede obtener fermentando el té verde (jun y kombucha, bebidas de origen chino).“La diferencia entre ellos es que el primero lleva miel en el proceso y el kombucha, azúcar.Durante la fermentación se produce ácido acético, dióxido de carbono y celulosa”, explica Marina.“Dado que la celulosa generalmente no se utiliza en la bebida probiótica, el exceso se desecha.Pero se puede usar en diferentes áreas, como textiles y medicina”.Marina dice que, con base en esa información, el grupo llegó a la conclusión de que el material puede ser utilizado en el área de dispositivos electrónicos, luego de hacer algunas caracterizaciones.“Y funciona como un sensor”, dice.La científica ya tiene seis patentes en el área y todos sus proyectos son enviados al Centro de Innovación de la USP (InovaUSP), que asesora a los investigadores sobre los documentos y trámites necesarios para el registro ante los órganos competentes.Los prototipos son probados en estaciones de sondeo de la USP.En el Instituto de Física de la USP, el trabajo con memoria resistiva contó con la colaboración del profesor Chubaci y del técnico de laboratorio Fabio de Oliveira Jorge.En la Escuela Politécnica (Poli) de la USP, colaboraron los investigadores Guilherme FB Lenz e Silva, del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales (PMT), y Ronaldo Domingues Mansano, del Centro de Ingeniería Eléctrica (CEE).Marina presentó el invento en varios encuentros, con énfasis en la Conferencia Mundial del Carbono en el Imperial College of Science de Londres, Reino Unido, en julio de 2022. El próximo paso será probar la influencia de la luz en la memoria construida con este material.Más información: correo electrónico msparvoli@gmail.com, con Marina SparvolPolítica de uso La reproducción de artículos y fotografías es gratuita siempre que se cite el Jornal da USP y el autor.En el caso de archivos de audio, se deben incluir créditos a Rádio USP y, si se especifica, a los autores.Para el uso de archivos de video, estos créditos deben mencionar TV USP y, si son explícitos, los autores.Las fotos deben acreditarse como Imágenes USP y el nombre del fotógrafo.