Chips y semiconductores

Tres líneas de investigación redefinen el transistor, la memoria y los materiales semiconductores

Investigaciones recientes del MIT y de universidades estadounidenses y surcoreanas presentan tres direcciones diferentes en el hardware: circuitos bacterianos para la monitorización ambiental, un dispositivo antiferromagnético que aprovecha el olvido para procesar series temporales y un material de alta entropía que combina conducción semiconductora y una baja conductividad térmica.

2026-08-25
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certi.news Editorial Team
Tres líneas de investigación redefinen el transistor, la memoria y los materiales semiconductores

Tres estudios de investigación recientes presentan líneas divergentes para ampliar el concepto de los semiconductores más allá de las estructuras tradicionales: circuitos de colonias bacterianas capaces de ejecutar operaciones lógicas, un dispositivo basado en materiales antiferromagnéticos que retiene las entradas recientes y olvida las más antiguas, y un material de óxido de alta entropía que combina propiedades semiconductoras con una conductividad térmica muy baja. Estos resultados se publicaron en investigaciones independientes y fueron reseñados por el sitio Semiconductor Engineering el 25 de agosto de 2026.

Bacterias que ejecutan operaciones lógicas

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lograron diseñar la bacteria Pantoea agglomerans para que funcionara como transistores en circuitos destinados a la monitorización ambiental. El equipo diseñó dos tipos de transistores: uno se activa mediante la molécula OC-6, mientras que el otro se apaga en presencia de la misma molécula. En ambos casos, el transistor detecta una molécula objetivo, OC-12, y luego produce una molécula de salida denominada OHC-14.

Los investigadores utilizaron tres cepas bacterianas para traducir la señal de OHC-14 en una salida que pudiera transmitirse a otro transistor. Las colonias bacterianas se imprimieron en placas que contenían agar, dejando una distancia aproximada de 5 milímetros entre las colonias para que las señales pasaran a la colonia más cercana y después a la siguiente en una sola dirección.

Los experimentos demostraron la ejecución de puertas lógicas de múltiples entradas, «OR» y «implicación», y los transistores se combinaron para construir circuitos destinados a sumar dos señales, procesar señales múltiples y realizar la demultiplexación. El circuito más grande contenía 24 colonias bacterianas. Sin embargo, cada operación de cálculo tarda aproximadamente ocho horas, un tiempo que los investigadores consideraron adecuado para aplicaciones biológicas, pero no para sustituir a los ordenadores tradicionales. El equipo espera utilizar estos circuitos en las hojas o raíces de las plantas para monitorizar las presiones ambientales y responder a ellas.

El olvido como función computacional

En Corea del Sur, investigadores de la Universidad Nacional de Seúl y de la Universidad Sungkyunkwan desarrollaron un dispositivo semiconductor basado en un material antiferromagnético, capaz de retener automáticamente las entradas recientes y olvidar la información más antigua. El dispositivo de dos terminales combina dióxido de circonio con óxido amorfo de indio, galio y zinc (a-IGZO).

La mejora de la composición del a-IGZO produjo diferencias claras en la corriente incluso con cambios limitados en el estado del dispositivo, y alcanzó una relación de encendido-apagado cercana a 890. También distinguió 16 combinaciones diferentes de entradas de 4 bits y alcanzó una precisión del 90,4 % en el reconocimiento de dígitos escritos a mano, reduciendo los datos de entrada en un 75 %.

¿Qué cambia en la práctica? En lugar de considerar un defecto el retorno del material a su estado original después de retirar el voltaje, los investigadores lo utilizaron como un mecanismo de «olvido» útil para el procesamiento de datos de series temporales. El equipo afirma que el dispositivo integra la conversión no lineal, la memoria a corto plazo y la inicialización natural en un solo componente, pero todavía planea reducir el área del dispositivo y validar los circuitos a nivel de matriz antes de ampliarlo a un sistema de inteligencia artificial en el extremo para señales de audio, biológicas y ambientales.

Mezclar múltiples elementos para crear un nuevo material

Por su parte, investigadores de la Universidad Carnegie Mellon y de la Universidad Estatal de Pensilvania transformaron un óxido metálico aislante en un semiconductor mediante una mezcla de alta entropía. El material A₆WO₄ se basa en introducir manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre y zinc en una estructura de óxido de wolframio, dentro de una única estructura cristalina conocida como wolframita.

El material combina el transporte semiconductor con una conductividad térmica extremadamente baja, dos propiedades que, según los investigadores, normalmente son difíciles de reunir en los óxidos. La importancia del resultado radica en que el desorden químico no se utilizó de forma aleatoria, sino como un medio para ajustar simultáneamente las propiedades electrónicas y térmicas. El equipo considera que esto podría abrir el camino a materiales para dispositivos termoeléctricos capaces de convertir el calor residual en electricidad, aunque este uso sigue estando en el ámbito de las posibilidades de investigación que requieren un desarrollo adicional.

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Semiconductor Engineering
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Lo que necesitas saber

El artículo presenta tres líneas de investigación para ampliar el uso de los semiconductores: circuitos bacterianos para la monitorización ambiental, una memoria antiferromagnética que aprovecha el olvido para procesar series temporales y un material de óxido de alta entropía que combina la conductividad semiconductora con una baja conductividad térmica. Las aplicaciones prácticas a gran escala de estos resultados aún se encuentran en la fase de investigación y desarrollo.

  • Investigadores del MIT diseñaron la bacteria Pantoea agglomerans para ejecutar funciones de transistor y circuitos lógicos basados en señales químicas.
  • El circuito bacteriano más grande contenía 24 colonias, pero ejecutar la operación tarda unas ocho horas, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones biológicas que para la computación tradicional.
  • Investigadores coreanos desarrollaron un dispositivo antiferromagnético que conserva las entradas recientes y olvida automáticamente las más antiguas para procesar datos de series temporales.
  • El dispositivo alcanzó una relación de encendido-apagado cercana a 890 y una precisión del 90,4 % en el reconocimiento de dígitos escritos a mano, con una reducción del 75 % en los datos de entrada.
  • Investigadores de Carnegie Mellon y Pensilvania desarrollaron el material de alta entropía A₆WO₄, que combina la conductividad semiconductora con una baja conductividad térmica.
  • El material podría utilizarse en el futuro en dispositivos termoeléctricos, pero este uso sigue siendo una posibilidad de investigación que requiere un desarrollo adicional.

Preguntas frecuentes

¿Qué aplicaciones se proponen para los circuitos bacterianos?

Los investigadores esperan utilizarlos en las hojas o las raíces de las plantas para monitorizar las presiones ambientales y responder a ellas.

¿Cómo utiliza el dispositivo antiferromagnético el olvido?

El dispositivo aprovecha el retorno del material a su estado original tras eliminar el voltaje como mecanismo automático para olvidar la información más antigua, lo que permite procesar series temporales.

¿Cuál es la composición del material A₆WO₄?

Incluye manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre y zinc dentro de una estructura de óxido de tungsteno con una estructura cristalina de tipo wolframita.

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