La tecnología del Wi-Fi podría quedar obsoleta

Por: Marcela Torres
Coordinadora de Marketing y comunicaciones

En la actualidad un grupo de científicos ha descubierto material que tiene tan solo tres átomos y que controla la luz, lo que podría abrir la puerta a la creación de la tecnología Li-Fi, que según los expertos, nos llevaría a una rapidez al menos cien veces mayor que la conocida hasta hoy con respecto al Wi-Fi.

La revista Science, de la mano de su grupo de científicos, quienes hacen parte del Caltech (Instituto de Tecnología de California), han tenido grandes avances en el desarrollo de un material especial que contiene tan solo tres átomos de espesor.

Para entender esta investigación debemos tener claridad frente a la forma en la que trabaja la luz; ésta genera unas ondas y cuenta con una característica llamada polarización, que es la dirección en la que las ondas vibran.

Para explicar mejor el fenómeno, planteamos el siguiente ejemplo:

Imaginemos una barca flotando en el océano; las olas del océano tienen la polarización vertical, esto quiere decir que cuando las olas pasan en la parte inferior de la barca, estas suben y bajan; lo mismo ocurre con las ondas de luz, estas tienen en su comportamiento las mismas características, pero, las ondas de luz sí se pueden polarizar sin importar el ángulo.

El poder controlar la polarización nos permite manejar la luz a voluntad. Es decir, podemos imaginar los lentes de unas gafas de sol que bloquean el deslumbramiento; tengamos en cuenta que la luz se polariza cuando se refleja en una superficie, lo mismo pasa en un vidrio, un escritorio etc. Incluso, en la pantalla de una calculadora, ésta crea números a partir de luz polarizada que se bloquea por áreas, lo que hace entendibles los números.

El fósforo negro

El profesor de Física Aplicada y Ciencia de Materiales, Harry Atwater, junto con sus coautores, narran cómo hicieron uso de tres capas de fósforo para crear un material que permitiera polarizar la luz que es sintonizable, preciso y bastante delgado.

Dicho material está compuesto de fósforo negro, que tiene parentesco con el grafito o grafeno, formas de carbono que están compuestas por capas de un solo átomo de espesor.

Debemos tener claro que las capas de grafeno son totalmente planas. Las capas de fósforo negro tienen nervaduras a manera de un campo arado o un cartón corrugado. Por otro lado, también nos aclaran en la investigación que el fósforo se encuentra en formas rojas, violetas o blancas, debido a la disposición de átomos en su interior.

Según Atwater, la estructura cristalina del fósforo negro hace que este posea propiedades ópticas y anisotrópicas (significa que depende del ángulo).

Atwater dice en un comunicado:

“En un material como el grafeno, la luz se absorbe y se refleja por igual sin importar el ángulo en el que esté polarizada. El fósforo negro es muy diferente en sentido de que si la polarización de la luz se alinea a lo largo de las corrugaciones, tiene una respuesta muy diferente a la de está alineado perpendicularmente a las corrugaciones”.

Al momento de direccionar la luz polarizada, esta viaja por medio de los surcos en fosforo negro, interactúa con el material de forma distinta que cuando se orienta a lo largo de las corrugaciones, es decir que viaje a lo largo de los surcos y no a través de ellos.

Ahora, hay que tener en cuenta que muchos materiales pueden polarizar la luz, pero esa cualidad por sí sola no es del todo útil, lo que hace particularmente util al fósforo negro, como dice Atwater, es que se trata de un semicondiuctor, es decir que trasmite la electricidad mejor que un aislante, como el vidrio, no de una manera tan efectiva como el cobre.

Otro gran semiconductor es el silicio que se usa en los microchips. Así como el silicio puede controlar el flujo de electricidad en el microchip, el fósforo negro puede controlar la polarización de la luz cuando se aplica a una señal eléctrica.

“Estas pequeñas estructuras están haciendo esta conversión de polarización”, comenta Atwater, “así que ahora puedo hacer algo que sea muy delgado y sintonizable, y en la escala nanométrica. Podría hacer una matriz de estos pequeños elementos, cada uno de los cuales puede convertir la polarización en un estado de polarización reflejada diferente”.

Estas capacidades de conducción de luz las tienen las pantallas de cristal líquido que usamos en los telefonos y televisores , pero el fósforo negro cambiaría mucho estas características. Es decir, los pixeles de una matriz de fósforo negro podrían ser, incluso hasta 20 veces más pequeños que los de las pantallas LCD, pero podrían responder a las entradas un millón de veces más rápido.

Pero por otro lado, este tipo de velocidad sería innecesaria para ver una película o para leer; el potencial de estas partículas nos dirige a un lugar muy distinto como es el de las telecomunicaciones. Dice Atwater que el cable de fibra óptica a través del cual se envían las señales de luz en los dispositivos de telecomunicaciones, únicamente pueden transmitir una cantidad limitada de señales antes de que estas comiencen a abrumarse o a interferir entre ellas, confundiéndose entre sí.

Pero para el caso del fósforo negro en un dispositivo de telecomunicaciones basado en capas delgadas de dicho material, podría sintonizar la polarización de cada señal para que ninguna interfiriera entre sí, lo que haría que el cable de fibra óptica trasportara muchos más datos de los que transporta en la actualidad.

Atwater dice que la tecnología también podría llevarnos a pensar que sería un reemplazo basado en luz para Wi-Fi, algo a lo que los investigadores en el campo se refieren como Li-Fi.

“Cada vez más, analizaremos las comunicaciones por ondas de luz en el espacio libre”, dice: “Una iluminación como esta lámpara de aspecto muy atractivo sobre mi escritorio, no transmite ninguna señal de comunicación. Solo proporciona luz. Pero no hay ninguna razón por la que no pueda sentarse en un futuro Starbucks y hacer que su computadora portátil reciba una señal de luz para su conexión inalámbrica en lugar de una señal de radio. Aún no está aquí, pero cuando llegue, será al menos cien veces más rápido que el Wi-Fi”.

Fuente:

www.muyinteresante.es