Nanoconexiones inalámbricas, nueva vía para la creación de chips fotónicos

Cambio de paradigma en el diseño de chips, para hacerlos más versátiles, sencillos de fabricar y reconfigurables dinámicamente. Esto es lo que se esconde detrás del trabajo desarrollado por un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València, pertenecientes a su Centro de Tecnología Nanofotónica. Desde sus laboratorios, han ideado nuevos dispositivos cuyos componentes pueden comunicarse entre sí mediante tecnología inalámbrica. De esta forma, la fabricación de chips sería más sencilla y, al mismo tiempo, podrían realizar operaciones más complejas. Su trabajo ha sido publicado en la revista Nature Light: Science and Applications, y tiene también importantes aplicaciones para el sector biomédico.

Se trata del primer trabajo a nivel internacional que demuestra el concepto ¿Wireless On Chip¿. Actualmente, en los chips tanto electrónicos como fotónicos las comunicaciones entre las distintas partes se llevan a cabo de forma guiada mediante pistas metálicas ¿en el caso de los electrónicos- o guías de ondas por las que viaja la luz ¿en los fotónicos.

¿Con este nuevo diseño, cualquier parte del chip se puede intercomunicar mediante una serie de nanoantenas dieléctricas. Este trabajo aporta un nuevo concepto de interconexión más universal y amplía la versatilidad de los chips¿, explica Javier Martí, director del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV.

Una de las principales ventajas de este cambio de paradigma es la capacidad de reconfiguración del chip. Actualmente, a la hora de diseñarlos, se establece una red de interconexiones concreta para cumplir una función determinada, dificultando la reconfiguración. Al igual que ocurre con los sistemas de conexión radio, como las redes wifi, ¿el hecho de que la interconexión sea inalámbrica permite que se pueda reconfigurar más fácilmente y pueda ser utilizado para múltiples aplicaciones¿, añade Martí.

Aplicaciones biomédicas

Asimismo, el uso de las citadas nanoantenas abre la puerta a la realización de chips capaces de analizar muestras de diferente naturaleza sin necesidad de estar en contacto con las mismas y que, además, pueden ser reutilizados. Así, una de las posibles aplicaciones del trabajo de los investigadores de la UPV se centra en el ámbito biomédico, en el desarrollo de nuevos sensores de análisis médico y dispositivos como los citómetros, utilizados para la clasificación celular.

¿En este caso, facilitaría la detección de enfermedades, reduciendo en varios órdenes de magnitud el coste y tamaño de los equipos actuales. Fluyendo una simple muestra de plasma en el dispositivo, permitiría distinguir aquellas células que están afectadas por una patología concreta de las que no lo están. Además, posibilitaría la realización de múltiples análisis simultáneos y el procesado de datos en un único chip. En cierto modo, sería como tener un laboratorio de análisis en el bolsillo¿, añade Carlos García Meca, investigador del NTC-UPV.

¿Del mismo modo, este tipo de dispositivos basados en citometría nanointegrada u otras técnicas similares permitirían detectar y medir la concentración de agentes contaminantes, como por ejemplo bacterias, lo cual tiene aplicaciones directas para el análisis biomédico o agroalimentario¿, añade Sergio Lechago, integrante también del equipo del NTC-UPV que ha realizado el estudio.

Carlos García-Meca, Sergio Lechago, Antoine Brimont Amadeu Griol, Sara Mas, Luis Sánchez, Laurent Bellieres, Nuria S Losilla and Javier Martí. ¿On-chip wireless silicon photonics: from reconfigurable interconnects to lab-on-chip devices. Nature Light: Science and Applications¿. doi:10.1038/lsa.2017.53