Amaia Portugal / 2013-04-11 / 822 hitz
Armiarma sare bati propietate gehiago eman eta erresistentzia handitu daitekeela ikusi zuen Mato Knezek, Max Planck institutuan; erabilitako metodoa Nanogunera ekarri du.
Mikroegituren Fisikako Max Planck institutuan (Halle, Alemania) lanean ari zela, Mato Knezek eta haren lankideek armiarma sare baten erresistentzia handitzea lortu zuten, hariari berezkoak ez zituen materialak txertatuta. Propietate berriekin, sareak hobeki eusten zien tentsioari eta tenkadei, eta hamar bider energia handiagoa behar zen hura hausteko. ALD izeneko teknikari esker lortu zuten hori guztia, eta Science aldizkarian 2009an argitaratutako artikulu batean eman zuten ikerketaren berri. Iaztik, Nanogune zentroko Nanomaterialen ikerketa taldeko burua da Knez, eta metodo horrekin berarekin egiten dute lan.
«Aurkikuntza horren ondotik, teknika hori bera beste biomaterial batzuei aplikatu ahal izan zitzaien, elastikoagoak eta hauskaitzagoak izan zitezen», adierazi du Knezek. Bide hori urratzen du gaur egungo bere ikerketa taldeak ere: «Dauden materialak hobetzea edo berriak sortzea da erronka. Funtzionalitate berriak eta ingurumenaren eta ekonomiaren aldetik jasangarriagoak diren propietateak lortzea, gure inguruan horren ugariak ez diren materiekiko menpekotasunik ez izateko. Neurrira aukeratutako propietateak dituzten materialak diseinatzeaz ari gara».
Atomo geruzen jalkitzea esan nahi du ALDk (Atomic Layer Deposition, ingelesez). Izenak ondo adierazi bezala, atomo gutxi batzuen lodiera duten geruzak banan-banan jartzean datza. Hobetu nahi den materialari gehituta, horren gainazaleko egitura aldatzen dute, ezaugarrien kalitatea handituz eta funtzionaltasun berriak txertatuz. «Ia edozer gainazal motarekin lan egiteko aukera ematen du teknika horrek: plastikoa, metala… Eta ez du axola substratua laua edo porotsua den, edozer gainazaletara irits daiteke. Hori guztia, sekulako zehaztasunez, gainera. Metatutako geruzen lodiera eskala nanometrikoan kontrolatu daiteke; batzuetan, bai eta haren azpitik ere», azaldu du Knezek.
Nanozientzia
Zehazki, bi gas mota kamera batean sartuta abiatzen da efektu hori guztia: «Lehenengo gasa aldatu nahi den materialaren barruan txertatzen da. Bigarrenarekin, berriz, erreakzio kimiko bat gertatzen da, eta laginaren gainazaleko egitura estaltzen duen geruza bat sortzen da. Horrela, ultramehea den film batekin inguratu dezakegu materiala; esaterako, hezetasunetik edo korrosiotik babesteko, propietateak aldatzeko edo biobateragarri bihurtzeko». Armiarma sarearen kasuan, adibidez, zink, titanio eta aluminiozko ioiak txertatu zituzten hariaren barruan, eta horrela handitu zuten haren erresistentzia eta malgutasuna.
ALD teknikan oinarritutako ikerketak eta aplikazioek loraldia dute orain. Aurrerapen handiak egin dira, besteak beste, elektronika malguagoa ekoizteko, energia metatzeko ahalmen handiagoa duten bateriak lortzeko eta argiztatze teknologiak hobetzeko. «Zure ordenagailua 2008a baino geroagokoa bada eta Intel prozesadore bat badu, zalantzarik gabe, ALDz eginiko estaldura duen prozesadore bat daukazu», adierazi du Knezek, aplikazioetan azken urteotan egin diren lorpenen erakusgarri.
Teknika ez da berria, ordea. Haren gaineko lehen patentea Tuomo Suntola ingeniari finlandiarrak erregistratu zuen, 1974an. Gainera, Sobiet Batasunean, lehenago ere hasiak ziren antzeko garapen bat jorratzen. 80ko eta 90eko hamarkadetan, elektroluminiszentzian oinarritutako gailuen —TFEL argiak hala funtzionatzen du— propietateak hobetzeko baliatu zen nagusiki. Azken hogei urteotan, baina, ALDari lotutako ikerketak inoizko bilakaerarik handiena izan du, nanozientziaren aldeko apustuari esker.
«90eko hamarkadaren bukaeran, nanozientziak hartutako garrantziaren ondorioz, arreta handiagoa eskaini zitzaion ALD teknikari, materialen funtzionalizazioaren alorrean etorkizun oparoenetakoa duen teknologia izaki. Munduko talde asko hasi ziren gaiaren inguruan ikertzen. Nagusiki elektronikaren industriarako material eta estrategia berriak garatzeko, merkatu horretan gauzak txikiagotzea baita beti helburua», azaldu du Knezek.
Mikroteknologia eta nanoteknologiaren aldeko apusturik egin izan ez balitz, ordenagailu bakar batek gela oso bat hartuko luke oraindik ere. Baina gakoa ez da tamaina bakarrik: «Material bat txikitzen denean, haren propietateak nabarmen aldatzen dira, eta hori oso interesgarria da askotariko aplikazioetarako. Adibidez, platinoa katalizatzaile ona da —erreakzio kimikoak azkartzen ditu—, baina platino zati handi bat ez da oso eraginkorra. Platino partikulek, ordea, eraginkortasun eta erreaktibotasun handia dute, eta horregatik, askotan erabiltzen dira katalizatzaile gisa».
Testuinguru horretan, ALD teknikak aukera bikainak eskaintzen ditu: «Sortzen ditugun geruzen lodiera nanometrikoa dute. Horrek esan nahi du nanomaterialek berezkoak dituzten efektu espezifikoak eragin ditzakegula, baina aldi berean, geruzok substratu handietan txertatu. ALDarekin, askotan, nanozientzia edo nanoteknologia makro munduarekin konbinatzen ari gara».
Knezek zuzentzen duen Nanomaterialen taldeak zortzi kide ditu orain, baina epe luzera hamabi-hamabost ikertzaile izan ditzakeela uste du berak, lortzen duten finantzaketaren arabera. Haien ikerketa lerroak badu etorkizun oparoa izateko motiborik: «Nanomaterialak aliatu handia dira industriarentzat, horietatik abiatuta produktuak optimizatu daitezkeelako. Nanomaterialekin lan egiten duten ikertzaileak ekonomia, ingurumen eta garapen iraunkorraren arazoak konpontzen saiatzen ari dira, eta, beraz, askotariko ateak zabaltzen ari dira, lortu nahi diren aplikazioak garatzeko».
Hain zuzen ere, Knezen taldea askotariko enpresekin dago harremanetan gaur egun, ikerketa lerro berriak zabaltzea eta Nanogunen garatutako teknologia haiek ekoitzitako produktuetan aplikatzea helburu. «Gure emaitzak sektore askotako euskal enpresetan txertatzeko bidean aurrera egiten ari gara», adierazi du.
———————
Ibilbide oparoa egin du Alemanian, eta prestigio handiko bi sari jaso
Ikerbasque Fundazioak plazaratutako deialdiari esker iritsi zen Mato Knez Nanogunera iaz. Kroaziarra da berez, baina Alemanian egin du bere ibilbidearen zati handiena. Kimika Fisikoan doktorea da, Egoera Solidoaren Ikerketarako Max Planck institutuan egindako tesiari esker (Stuttgart, Alemania). Italian, AEBetan eta Hego Korean ere aritu izan da. 2006tik Nanogunera iritsi arte, Mikroegituren Fisikako Max Planck institutuan jardun zuen (Halle, Alemania). Alemaniako Hezkuntza eta Ikerketa Ministerioak Nanofutur saria eman zion 2006an bertan. Iaz, Gaede sari prestigiotsua jaso zuen, hain zuzen ere ALDaren teknikaren alorrean egindako lanari esker.