Una memoria USB está hecha de un pequeño chip de silicio, una placa rígida de resina con fibra de vidrio y soldaduras de metal, todo cubierto por una carcasa de plástico. Estos materiales funcionan bien en la Tierra, pero en el espacio se dañan rápido: el plástico se degrada con la radiación, el metal y el silicio se agrietan con los cambios extremos de temperatura, y el vacío hace que las piezas se deterioren.
Por eso los sistemas que acompañan a los astronautas —computadores de la nave, trajes espaciales, cámaras, sensores y robots— y que dependen de memorias digitales son susceptibles a fallar. “De ahí que cada vez más se estén probando materiales capaces de conservar datos con mayor estabilidad”, afirmó el profesor Anderson Dussan Cuenca, del Departamento de Física de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), durante el encuentro Colombia Espacial 2025.
Precisamente uno de esos materiales es el dióxido de titanio, un material más común de lo que parece, pues se encuentra en pinturas, protectores solares y hasta en algunas cerámicas. Este proviene del titanio, un metal que se encuentra de forma natural en minerales como el rutilo y la ilmenita, presentes en rocas y arenas de distintas partes del mundo. De estos minerales se extrae y procesa para obtener el polvo que se utiliza en la industria.
Sin embargo, cuando se trabaja con dicho material a escalas diminutas, casi invisibles, puede adquirir comportamientos muy distintos a los que vemos en la vida diaria. Por ejemplo, en el laboratorio el profesor Dussan y su grupo lograron que este creciera en formas microscópicas capaces de responder siempre de dos maneras bien definidas, una especie de “doble personalidad” estable que es indispensable para guardar información digital y que las memorias USB actuales no tienen.
Ese comportamiento llamó la atención del campo de la espintrónica, una línea de investigación que busca ir más allá de la electrónica común. Mientras la electrónica tradicional trabaja solo con cómo se mueve la corriente en un material, la espintrónica también aprovecha una pequeña “orientación” que tienen sus partículas, algo así como la dirección hacia la que “apuntan”. Al combinar ambas cosas se abre la posibilidad de crear memorias más compactas y con nuevas funciones, gracias a la cuántica, que permite que un material esté en dos estados al mismo tiempo.
“Logramos una memoria que almacena tanta información como queramos, aunque por el momento no hemos pasado de 16 bit, ya que se necesita una infraestructura más grande para hacerlo en masa, pero sin problema podríamos competirles a las memorias digitales que hoy existen en día mercado”, asegura el profesor Dussan.
Con el poder de la física espacial
Para llegar a estos resultados, los investigadores “cultivaron” el material como si se tratara de un pequeño jardín microscópico. Utilizaron distintos métodos para que el dióxido de titanio adoptara formas específicas; así, a veces crecía como capas delgadas y uniformes, otras veces como tubos diminutos y huecos, y en ciertas condiciones formaba estructuras parecidas a flores hechas de filamentos rígidos.
Aunque imperceptibles al ojo humano, estas formas determinan cómo responde el material cuando se le aplica un estímulo, y por eso los expertos de la UNAL dedicaron buena parte del estudio a observarlas con microscopios avanzados y técnicas que revelan su orden interno.
Un hallazgo crucial fue que los tubos obtenidos por el método anodización —un proceso que ordena el material en filas alineadas— mostraron la mayor estabilidad. No solo repetían el cambio entre dos respuestas una y otra vez, sino que, tras calentamientos controlados, su estructura interna se volvía aún más ordenada, reforzando esa estabilidad. En resumen: cuanto más organizado estaba el material, más clara era la diferencia entre las dos “formas” que podía adoptar.
Contar con materiales capaces de sostener una respuesta firme y confiable, como lo hace el dióxido de titanio cuidadosamente estructurado, puede marcar la diferencia entre un fallo y una misión exitosa.
“En Colombia trabajar con espintrónica para diseñar este tipo de materiales es pionero, pues permite tener el control, no solo de la parte electrónica, sino de algo más avanzado en los electrones”, explica el experto, quien asegura que “en el país hace falta financiación para estos temas, pues si no hay dinero para la ciencia, no hay para poder volar”.
Colombia Espacial, realizado en la UNAL, es un encuentro académico y de divulgación que reúne a investigadores, docentes, estudiantes y entusiastas del espacio tanto para fortalecer la comunidad científica y tecnológica del país como para generar redes de colaboración en proyectos de alto impacto en ciencias espaciales y astronáuticas.
