Principia

Los nanotubos son estructuras a escala muy pequeña, para hacernos una idea tendríamos que dividir el diámetro de un cabello humano 80000 veces para alcanzar su tamaño. Se forman a partir de un fragmento de una capa de grafeno enrollada sobre sí misma. Este proceso suele ocurrir a altas temperaturas, y utilizándose descargas eléctricas para facilitar el proceso. Los nanotubos que se obtienen poseen formas diferentes según cómo se halla producido el enrollamiento.  Ello se debe a su alta capacidad para doblarse sin  romperse manteniendo una resistencia cien veces la que posee el acero. Según sea el enrollamiento o quiralidad las propiedades de conductividad del nanotubo serán diferentes: magníficos conductores de la electricidad, semiconductores e incluso aislantes. Además, aún cuando en su estructura atómica haya variaciones, habrá nanotubos que teniendo la misma quiralidad tendrán propiedades diferentes.

Basándose en estas propiedades cambiantes que poseen los nanotubos de pared sencilla –hay nanotubos múltiples, es decir con varias capas enrolladas sobre sí mismas- investigadores de IMDEA Nanociencia han ideado usarlos como constituyente de dispositivos PUFs, funciones físicamente no clonables. Una PUFs es un dispositivo que tiene unas propiedades físicas únicas y no repetibles, que puede traducirse en información utilizable e implantable en un chip electrónico. Algo parecido a unas huellas digitales electrónicas, pero con la característica esencial de generarse mediante un proceso aleatorio, por lo que es casi imposible hacer una copia de ellos. Esta característica es la que los hacen ideales en aplicaciones de seguridad y anti-falsificación, pero al mismo tiempo que sea costosa su producción y complicada su construcción en tamaños grandes.

El proceso ideado por los investigadores consiste en ensamblar  los nanotubos de carbono mediante dielectroforesis en una serie de 16 electrodos, cada par de los cuales produce la unión aleatoria de uno, ninguno o varios nanotubos. Obteniéndose una estructura de ocho posiciones con resultados aleatorios cada una, que da lugar a una distribución única cada vez que se realiza, por lo que es casi imposible de reproducir. Generándose por tanto una PUFs, que según apuntan los investigadores sería asequible y fácilmente escalable en tamaño o en estructuras más complejas.

En la actualidad existen otras posibilidades para producir PUFs basándose en otras propiedades físicas como la reflectividad o campos magnéticos no uniformes, pero la opción que se plantea en esta investigación sería más sencilla, barata y más fácilmente implantable en un circuito, permitiendo su instalación en una gran variedad de dispositivos electrónicos que usamos a diario.

Fuente: ACS Publications  
Referencia: E. Burzurí, D. Granados and E. M. Pérez. 2019. Physically unclonable functions based on single-walled carbon nanotubes: a scalable and inexpensive method toward unique identifiers. ACS Appl. Nano Mater