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Un equipo del MIT crea fibra óptica a partir de materiales de bajo coste

El descubrimiento abre la posibilidad de integrar dispositivos electrónicos (semiconductores) directamente dentro de la fibra.
  • El descubrimiento abre la posibilidad de integrar dispositivos electrónicos (semiconductores) directamente dentro de la fibra
bolsa con fibras, las cuales tienen un diámetro de 100 micras y un revestimiento que mejora aún más su resistencia
El estudiante de posgrado y miembro del equipo de investigación Chong Hou sostiene una bolsa con fibras, las cuales tienen un diámetro de 100 micras y un revestimiento que mejora aún más su resistencia. Autor de la imagen: Jose Luis Olivares/MIT.

Las fibras ópticas son conductores ópticos de gran capacidad de transmisión de datos a larga distancia. O dicho de otra forma, son filamentos de vidrio largos y muy finos, de aproximadamente 125 micras (el doble de grosor que el de un cabello humano), a través de los cuales se transmiten datos mediante señales luminosas o pulsos de luz. Su núcleo es de sílice muy puro y de unas 8 micras­ de diámetro. Grosso modo, se fabrican a partir de grandes tubos de vidrio que reproducen a escala macroscópica la estructura de la fibra, tubos que reciben el nombre de preformas, los cuales se calientan y estiran hasta obtener los filamentos que, posteriormente,­­­ se cubren con un revestimiento de plástico para protegerlos.

Diferentes tipos de tubos y barras de dióxido de silicio de bajo coste en el laboratorio
Diferentes tipos de tubos y barras de dióxido de silicio de bajo coste en el laboratorio. Los investigadores experimentaron llenando estos tubos con una variedad de metales para fabricar una preforma. Cuando lo probaron con el aluminio, se encontraron con resultados inesperados. Autor imagen: Jose Luis Olivares/MIT.

Durante décadas, y hasta la fecha, las fibras se han fabricado así: los materiales (composición) y la geometría de la fibra han sido idénticos a los de la preforma, aunque con un diámetro mucho menor. Sin embargo, un grupo de investigadores del MIT ha dado, de manera inesperada, con un método para crear fibras con una composición diferente a la de los materiales de partida: estaban realizando experimentos para intentar incorporar hilos de metal dentro de las fibras y, cuando probaron con el aluminio, se dieron cuenta de que el núcleo de la fibra se había convertido en silicio cristalino muy puro (sin que este hubiera estado presente en la preforma).

El horno de estirado de la fibra
El horno de estirado de la fibra, que calienta los tubos a aproximadamente 2.200 grados Celsius. Autor imagen: Jose Luis Olivares/MIT.

El equipo, cuyo investigador principal es Yoel Fink, se ha referido al proceso como una especie de “alquimia”: a partir de una preforma que contenía aluminio y vidrio de sílice como materiales de base, se ha conseguido fibra con núcleo de silicio cristalino extremadamente puro. Una de las ventajas de este descubrimiento es que tanto el aluminio como el vidrio de sílice son materiales abundantes y de bajo coste que se utilizan habitualmente para hacer, por ejemplo, ventanas y marcos de ventanas. Pero las implicaciones del descubrimiento van mucho más allá: con esta técnica que introduce el aluminio y que consigue núcleos de silicio puro (que se utilizan para fabricar células solares y microchips) se entrevé la posibilidad de integrar dispositivos electrónicos (semiconductores) directamente dentro de la fibra, lo cual abre todo un campo de aplicaciones, como el de la ropa inteligente o el de dispositivos todavía más integrados que los actuales. Los resultados del trabajo ya se han publicado en Nature Communications.

 

Fuentes:

MIT, Instituto Tecnológico de Massachusetts

Nature Communications

Xatakaciencia

http://www.madehow.com/Volume-1/Optical-Fiber.html

http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema2/tema2_1_1.htm