Sala Blanca IMB – CNM

Internet de les Coses implica una multiplicitat de dispositius intel·ligents i una multiplicitat de sensors que recullen dades. Per dur a terme adequadament les seves funcions, és desitjable que aquests dispositius siguin el més reduïts possible. D’altra banda, aquests dispositius necessiten energia per al seu funcionament. La proliferació d’aquests dispositius fa que les solucions clàssiques de provisió d’energia, com piles o bateries, resultin poc eficaces per la seva limitació de durada i la contaminació que provoquen quan s’esgoten. 

La nanotecnologia és un camp de la ciència i la tecnologia que permet controlar i manipular matèria a unes dimensions molt reduïdes, a nivell d’àtoms i molècules. Un nanòmetre equival a 10-9 m, és a dir una milmilionèsima part de metre. Podem dir que la nanotecnologia és un pas endavant en la cadena de canvis científics i tecnològics revolucionaris que va iniciar el tub de buit i van continuar el transistor, el xip electrònic integrat i el microprocessador. 

Treballar a aquestes dimensions no implica tan sols treballar de forma més integrada i reduïda, sinó amb materials i estructures que tenen propietats força diferents de les que tenen al món a l’escala habitual, ja que amb la miniaturització es produeix una altíssima relació entre la superfície i el volum de la matèria, que en modifica substancialment el comportament. 

La nanotecnologia permet, d’una banda seguir la dinàmica de reducció de grandària i increment de potència dels xips electrònics, que va enunciar Gordon Moore en la llei de Moore, i possibilita la producció de dispositius encara més reduïts per Internet de les Coses, però permet també aprofitar les noves propietats dels materials i estructures nanotecnològics per permetre noves aplicacions. 

Entre les noves portes que obre la nanoelectrònica figura la recollida d’energia del medi ambient, per tal de poder resoldre les necessitats energètiques dels dispositius d’Internet de les Coses. 

El Doctor Luis Fonseca, professor i investigador de l’Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC), treballa en aquest àmbit, i va exposar recentment la seva feina a la conferència “Energy harvesting: el ‘empoderamiento’ energético de la Internet de las Cosas” que va donar al cicle “Perquè fer investigació en microelectrònica” dels Dilluns de Ciència que organitza la Residència d’Investigadors del CSIC a Barcelona.  

L’objectiu de l’equip de treball del professor Fonseca és el desenvolupament de dispositius nanotecnològics que recullin l’abundant calor residual que hi ha al medi ambient, i donin lloc, gràcies a l’efecte Seebeck, a la generació termoelèctrica d’energia, és a dir a la conversió de calor en electricitat. La disposició d’aquests generadors permetrà un funcionament autònom dels dispositius d’Internet de les Coses sense contribuir a l’increment de la contaminació ambiental. 

Per fer-ho, s’aprofiten els canvis de propietats que es produeixen en materials com el silici quan se’ls redueix a dimensions nanomètriques i es configuren en forma de nanoestructures, de forma que passen a ser més idonis per actuar com components de generadors termoelèctrics. Al grup del Dr Fonseca han aconseguit integrar de forma ordenada un centenar de miler de petits nanofils de silici en un dispositiu de poc més d’un mil·límetre quadrat 

Per treballar en nanotecnologia  en àmbits com el que hem esmentat i en molts d’altres, l’IMB-CNM disposa de recursos complexos i de personal molt especialitzat. En particular, disposa d’una Sala Blanca per treballar en micro i nanofabricació, que ha de tenir una temperatura i humitat controlades, un aire super net, unes substàncies químiques molt pures i vibracions mínimes. 

Com podem veure, Internet de les Coses s’està apropant i proporcionarà nous serveis que milloraran la nostra vida, però això és així gràcies a una tasca de recerca i desenvolupament continuats de persones i institucions especialitzades.  


Per saber-ne més.  

Vídeo:  “La Sala Blanca de l’Institut de Microelectrònica de Barcelona“. 

Llibre: La nanotecnología. Explorando un cosmos en miniatura. Antonio J. Acosta (Professor Universitat de Sevilla, Investigador Instituto de Microelectrónica de Sevilla). Un paseo por el cosmos, RBA. 2016.