Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han desarrollado un método para magnetizar materiales ferromagnéticos utilizando ondas acústicas, lo que promete innovaciones en etiquetas de seguridad y dispositivos neuromórficos.
La magnetostricción es una propiedad fascinante de los materiales ferromagnéticos, que les permite cambiar ligeramente su forma o dimensiones cuando se exponen a un campo magnético. Este fenómeno es crucial en diversas aplicaciones, como el sonar submarino, las etiquetas de seguridad y los sensores magnéticos. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha realizado un descubrimiento significativo: han encontrado un método para magnetizar estos materiales utilizando únicamente ondas acústicas, eliminando así la necesidad de aplicar un campo magnético externo.
Este avance promete revolucionar la miniaturización de dispositivos y su integración en microchips, dado que ya no será necesario contar con bobinas que generen campos magnéticos para interactuar con los materiales magnéticos. Los investigadores, pertenecientes al Instituto Universitario de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM), demostraron que una onda acústica de superficie —una onda ultrasónica que viaja paralela a la superficie de un material elástico— puede desplazar una pared del dominio magnético. Esta pared actúa como una delgada zona de transición entre dos áreas con diferentes magnetizaciones y se mueve en la misma dirección que la propagación de la onda.
Para llevar a cabo este experimento, el equipo utilizó una técnica avanzada de imagen disponible en el sincrotrón ALBA en Barcelona, que permite visualizar estructuras magnéticas con resolución nanométrica. Además, las simulaciones micromagnéticas realizadas en colaboración con la Universidad de Salamanca sugieren que este movimiento podría alcanzar velocidades superiores a las observadas durante las pruebas experimentales.
Los investigadores ya han identificado dos aplicaciones inmediatas para su descubrimiento. La primera se centra en las etiquetas magnéticas de seguridad diseñadas para prevenir robos en comercios. Gracias al mecanismo descubierto, se puede ajustar la frecuencia operativa para que solo una onda acústica específica logre realizar el cambio de estado magnético. Esto haría prácticamente imposible encontrar la clave necesaria para desactivar una etiqueta por parte de un ladrón.
La segunda aplicación prevista está relacionada con los dispositivos neuromórficos, que buscan imitar tanto la estructura neuronal como el funcionamiento del cerebro humano. Según los autores del estudio, su hallazgo permite diseñar dispositivos donde solo una combinación particular de frecuencias pueda lograr el cambio magnético deseado. Este proceso es comparable al reconocimiento de voces familiares incluso en entornos ruidosos; el cerebro identifica patrones únicos en tono, timbre y cadencia.
Con miras al futuro, los investigadores han solicitado un proyecto específico para iniciar el desarrollo tanto de etiquetas de seguridad como de dispositivos neuromórficos basados en este innovador mecanismo de conmutación magnética.
Rivelles, A., Yanes, R., Torres, L. et al. “Moving magnetic domain walls with sound alone”. Nature Communications 16, 9963 (2025).