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miércoles, 28 de noviembre de 2012

Nanoaceite Termo-regulador

Científicos de la Universidad de Rice han creado un nano-aceite que podría aumentar mucho la capacidad de disipar el exceso de calor en dispositivos de tamaños desde los grandes transformadores eléctricos hasta lospequeños componentes microelectrónicos. La investigación realizada en el laboratorio científico de materiales de la Universidadde Rice y que aparece en la revista ACS Nano de la American Chemical Society, podría aumentarla eficacia de este tipo de aceites de transformadores hasta en un 80 por ciento de una manera que es a la vez rentable y amable con el medioambiente. El trabajo se enfocó en los transformadores para sistemas de energía. Los transformadores se llenan con aceites minerales que enfrían y aíslan los embobinados en el interior, los cuales deben permanecer separados unos de otros par aevitar fugas en el voltaje o cortocircuitos.

Los investigadores descubrieronque una cantidad muypequeña de partículas de nitruro de boro hexagonal (h-BN) de dos dimensiones (similares algrafeno) suspendidas en aceitesde transformadores estándares son muy eficientes para eliminar el calor de un sistema.Se ha encontrado que con tan solo el 0,1 por ciento en peso de h-BN en aceite de transformador se mejora en casi un 80 por ciento su eficacia. “Con un0,01 por ciento en peso, el aumento fue de alrededor de 9 por ciento” e, incluso, con una cantidad muy baja de material, se pueden mejorar los fluidos sin comprometer las propiedadesaislantes eléctricas.

El material más ligero del mundo.

Los científicos han inventadoun nuevo material tan ligero que puede colocarse encima de un diente de león sin aplastar las semillas. Es tan ligero, que la espuma de poliestireno es 100 veces más pesada. Es tan ligero, de hecho, que el equipo de investigación formado por científicos de la Universidad de California en Irvine, los Laboratorios HRL y Caltech dicen, en el artículo publicado el 18 de noviembre en la revista Science que es el material más ligero en la Tierra, y hasta ahora nadie los han podido contradecir. El material ha sido llamado“microrred metálica ultraligera” y, de acuerdo con un comunicado de prensa enviado por la Universidad de California, está formado en un 99,99 % de aire gracias a su arquitectura celular de microrred. “El truco consiste en fabricar una red de tubos huecos interconectados con un espesor de pared de mil veces más fina que un cabello humano”, dijo el autor principal Tobias Shandler de HRL en el comunicado. Para comprender la estructura del material, se deb epensar en la Torre Eiffel o el puente Golden Gate —que son a la vez ligeros y eficientes en peso— pero en una escala nanométrica. El material está hecho de un 90% de níquel, pero Bill Carter, gerente del grupo de materiales con arquitecturaen el HRL, dijo que puede ser hecho de otros materiales. Los usos de tal material están todavía por determinarse. Lorenzo Valdevit, investigadorprincipal de la UCI en el proyecto, mencionó, por ejemplo: la protección contra impactos, usos en la industria aeroespacial, amortiguación acústica y, tal vez, algunas aplicaciones en baterías. ¿Qué pasaría si tiramos este material en el aire? ¿Esperamos que caiga al suelo? Ocurre lo mismo que con una pluma que flota hacia abajo, y su velocidadmáxima depende de la densidad. En el caso de este material super ligero se necesitan más de 10 segundos para caer desde una altura de un metro y medio.

martes, 27 de noviembre de 2012

El futuro de la nanotecnología es el autoensamblaje 



Dentro de cincuenta o sesenta años el objetivo de la nanotecnología no será hacer cosas cada vez más pequeñas sino que se ensamblen solas como ocurre en la naturaleza, por ejemplo, con un organismo vivo, afirmó hoy el Premio Nobel de Química 1996 Harold Kroto.

Kroto comentó en una rueda de prensa en la Universidad Pública de Navarra (norte de España) que la nanotecnología podría permitir en el futuro fabricar automóviles indeformables en accidentes o construir aviones tan ligeros y resistentes que, en caso de que sufrieran un fallo en los motores, pudieran planear y aterrizar.

Estas serían algunas de las aplicaciones prácticas de un campo de investigación que hoy es debatido en el Palacio de Congresos de Pamplona, en una jornada titulada "Nanotecnología Horizonte 2030".

Kroto explicó que en el futuro debería ser posible hacer máquinas nanométricas que se introdujeran dentro del cuerpo humano para curarlo, aunque apuntó que la "barrera" que existe para conseguir estos retos es que se desconocen aún muchos procedimientos químicos necesarios para realizar estas aplicaciones.

Este Nobel, descubridor de la nanopartícula de átomos de carbono llamada "Fullereno", que se autoensambla por sí sola en el espacio, destacó que la humanidad aún está muy lejos de hacer algo parecido, aunque en la naturaleza ocurre con frecuencia, como el ensamblaje de un cuerpo humano entero a partir de una célula.

El científico aseveró que con estructuras autoensambladas se podrían producir supercomputadoras del tamaño de un reloj de pulsera, aunque de momento no se tenga el control para conseguir que algo "se autoensamble cómo y cuando queremos. Ése es el paso que nos falta", dijo.

Cuando se inventó el primer transistor hace unos sesenta años, agregó, éste medía unos cinco centímetros y actualmente en ese mismo espacio pueden caber cientos de miles de megabites gracias a la nanotecnología.

Dentro de cincuenta o sesenta años, dijo el investigador, "en vez de hacer las cosas cada vez más pequeñas, conseguiremos que se ensamblen solas a partir de unas instrucciones iniciales" o que "los chips de los ordenadores, en lugar de fabricarse, se monten ellos solos".

lunes, 26 de noviembre de 2012

México pierde 900 mdp al año en "fuga de cerebros"


El motivo de esta entrada no es desmotivar, como muchos se sentirán en primera instancia. Sino de advertirnos ante este fenómeno que ocurre, mencionado brevemente en clase, de poder empezar a pensar una solución ante este problema.


 Miles de científicos mexicanos se encuentran en la disyuntiva de tener que salir del país.

El año pasado, según informes de Consejo Nacional de la Ciencia y la Tecnología(Conacyt), México perdió 130 mil científicos.

En el Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), no se habla de otra cosa.

La doctora Sara Luz Morales está haciendo una investigación sobre la detección de cáncer, pero en unos meses se moverá a una universidad en Estados Unidos (EU).

"La realidad es que queremos estar en nuestro país, haciendo investigación, sin embargo no hay oportunidad de hacerlo, porque no contamos con los recursos necesarios para trabajar como investigadores",
 dijo Sara Luz Morales Lázaro, académica del Instituto de Fisiología Celular.

De los casi 11 millones de mexicanos de 15 años y más que vivían en el 2009 en EU, 442 mil tenían licenciatura y alrededor de 110 mil tenían maestría y doctorado.


De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Educación las Ciencias y la Cultura (Unesco), la pérdida anual de mexicanos con al menos licenciatura ascendió durante la última década a 20 mil personas por año.

"A mi me tomó 10 años volver, yo no pasé 10 años en el Reino Unido por gusto, desgraciadamente tuve que quedarme 10 años, el plan original era quedarme sólo dos, fui a hacer mi estancia posdoctoral y con apoyo del Conacyt no había manera de regresar, no había plazas, no había ofertas, no se veía posibilidades",mencionó Héctor Gutiérrez, doctor en Ciencias Biomédicas de la UNAM.

El doctor Gutiérrez quien ha comenzado a levantar un laboratorio en el Instituto de Fisiología Celular de la UNAM, dice que es de los afortunados porque hay miles que están intentando regresar a su país.

Uno pensaría que los científicos mexicanos están contentos al estar en el extranjero, quizá ganando el doble, pero no es así, están luchando por regresar, porque quieren contribuir al desarrollo de su país.

Es el sueño de cualquier científico.


"A mi me entrenó este país, a mi me financió este país, cómo es posible que este país esté financiando a una persona que vaya a trabajar a EU, a formar estudiantes en el Reino Unido, en Alemania, es una tontería, es un desperdicio", señaló Héctor Gutiérrez.

El Conacyt les paga los estudios de posgrado a 36 mil estudiantes de maestría y doctorado.

De acuerdo con un estudio realizado por la Secretaría de Educación Pública (SEP), México pierde 900 millones de pesos anuales por la fuga de cerebros.

Cada científico que se va le cuesta al país 45 mil pesos por año.



"Yo fui entrenado en la UNAM, con todo lo que le cuesta a la Universidad y a la Federación, todo lo que le cuesta una persona como yo, a nivel de doctorado para finalmente esta inversión perderla"
, comentó Héctor Gutiérrez.

La doctora Sara Luz, con nostalgia, ha comenzado a preparar su salida, en unos días su nombre estará en la lista de investigadores de una universidad reconocida en EU.

domingo, 25 de noviembre de 2012




Grafeno / Nanotubos de carbono híbridos de pared simple: en un sólo paso es catalizador del crecimiento y tiene aplicaciones para las baterías Li-S de alta velocidad


Abstract Image
El grafeno propuesto teóricamente / nanotubos de carbono de pared simple (G / SWCNT) híbridos mediante la colocación de SWCNTs entre planos de grafeno a través de uniones covalentes C-C se espera que tengan propiedades físicas extraordinarias y aplicaciones prometedoras de ingeniería. Sin embargo, los híbridos G / CNT que han sido fabricados son muy diferentes de los propuestos G / SWCNT híbridos, ya sea porque la unión covalente C-C no está bien construida o sólo nanotubos de carbono de pared múltiple / nanofibras de carbono en lugar de SWCNTs están disponibles en los híbridos. Aquí, una novela G / SWCNT híbrido se fabricó con éxito por un crecimiento superficial catalítico en hidróxido doble laminar (LDH) a temperatura de más de 950 ° C. Las nanopartículas de Fe térmicamente estables, y la estructura uniforme de la calcinado copos de LDH son esenciales para la deposición simultánea catalítica de SWCNTs y grafeno. Los SWCNTs y el grafeno ECV-crecido, así como la conexión robusta entre los SWCNTs y el grafeno, facilitó la construcción de una vía de conducción eléctrica alta. Los espacios interiores entre las dos capas de grafeno apiladas y entre SWCNTs ofrecen espacio para el almacenamiento de azufre. Por lo tanto, tal como se obtiene el cátodo G / SWCNT-S presenta un desempeño excelente en baterías Li-S con una capacidad tan alta como 650 mAh g-1 después de 100 ciclos, incluso a una alta tasa actual de 5 C. Tal novela G / SWCNT híbrida puede servir no sólo como un prototipo para arrojar luz sobre el principio químico de síntesis G / CNT sino también como plataforma para sus aplicaciones adicionales en el área de nanocompuestos, catálisis heterogénea, la administración de fármacos, el almacenamiento de energía electroquímica, y así sucesivamente.

Bibliografía
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn304037d



martes, 20 de noviembre de 2012

Metamateriales y nanotecnología: el camino hacia la invisibilidad


He aquí parte del artículo que menciono el profesor en la ultima clase: metamateriales.


Si se consigue que un objeto pueda cambiar el comportamiento de la luz visible ante él, dejará de estar presente al ojo humano, pero lógicamente seguirá existiendo en la realidad. De esta manera actúa un metamaterial.

¿Qué son? 
Los metamateriales son aquellos que tienen características ópticas que no se encuentran en la naturaleza, por lo que se crean desde cero en los laboratorios, es decir, son totalmente artificiales. Se crean insertando en una substancia pequeños implantes que obligan a las ondas electromagnéticas de la luz visible a curvarse en formas heterodoxas. Estos metamateriales están hechos de substancias como cobre, plata, fibra de vidrio u otros componentes metálicos, y están formados de tal forma que crean intricados mosaicos de patrones que se repiten.

La refracción es la curvatura que experimenta la trayectoria de la luz cuando atraviesa un medio transparente, Por ejemplo, al meter la mano en una piscina, se observa como el agua distorsiona y curva la trayectoria de la luz. Los metamateriales pueden interactuar con las ondas electromagnéticas de una forma que ningún otro material puede, creando un índice de refracción negativo. Sería como si esa mano que sumergimos en la piscina apareciera sobresaliendo por encima del agua.

Otra forma de crear metamateriales es utilizando la nanotecnología, para que el material curve la luz visible. Para ello, se hace uso de tecnologías ya disponibles, como una técnica llamada "fotolitografía", que está revolucionando el mundo de los ordenadores.

Avances en los Últimos Años 

En el 2006, el Dr. David Smith de la Universidad de Duke (Carolina del Norte, Estados Unidos) y el Dr. John Pendry del Imperial Collage de Londres utilizaron metamateriales para hacer invisible un objeto a la radiación de microondas. Lo que consiguieron fue que las microondas bordearan el objeto, tal como el agua bordea una roca en un río, de forma que si estamos bajo este río, el patrón que sigue el agua no nos dice que hay una roca río arriba. Este proyecto resultó tan relevante que fue financiado por la DARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa) del Pentágono.

A principios de 2007, científicos alemanes y del Departamento de Energía de Estados Unidos, anunciaron que por primera vez en la historia, se había conseguido crear un metamaterial capaz de ocultarse bajo la luz roja del espectro electromagnético.

Sin dejarse intimidar por los límites técnicos, en 2008, Xiang Zhang, de la Universidad de California (en Berkeley), hizo desaparecer un pequeño objeto de la vista, cuando lo rodeó de un anillo de metamateriales hechos de plata y fluoruro de magnesio con una estructura en red a escala nanométrica.

En 2011, las investigaciones van más allá, y científicos de la Universidad de Texas, liderados por Andrea Alu, consiguieron hacer invisible un objeto tridimensional al aire libre utilizando metamateriales.


Investigadores hacen el "nanospinning" práctico.

Las nanofibras, tienen una amplia gama de aplicaciones posibles: andamios para la bioingeniería órganos, aire ultrafinas y filtros de agua, y la armadura de cuerpo ligero Kevlar, por nombrar sólo algunos.Luis Velásquez García, científico principal de investigación en el MIT Microsistems Technology Laboratories, y su grupo espera cambiar eso. En el Taller Internacional sobre Micro y Nanotecnología para la generación de energía y aplicaciones de conversión de energía en diciembre, Velásquez García, su alumno Felipe Ponce de León, y Frances Hill, un postdoc en su grupo, se describe un nuevo sistema para la hilatura nanofibras que deberían ofrecer importantes incrementos de productividad mientras que reduce drásticamente el consumo de energía.

Usando técnicas de fabricación comunes en la industria del microchip, los investigadores MTL construyó una matriz de una centímetro cuadrado de puntas cónicas, que se sumerge en un fluido que contiene un plástico disuelto. Se aplica entonces un voltaje a la matriz, produciendo un campo electrostático que es más fuerte en las puntas de los conos. En una técnica conocida como electrospinning, los conos expulsar el plástico disuelto como una corriente que se solidifica en una fibra de sólo 220 nanómetros de diámetro.
En sus experimentos, los investigadores utilizaron un arreglo de cinco por cinco de los conos, que ya produce un aumento de siete veces en la productividad por centímetro cuadrado por encima incluso los mejores métodos existentes. Sin embargo, Velásquez García dice, debería ser relativamente fácil de empacar más conos en un chip, aumentando aún más la productividad. De hecho, dice, en el trabajo previo en una técnica similar llamada electrospray, su laboratorio fue capaz de meter a casi un millar de emisores en un centímetro cuadrado. Y varias matrices se podrían combinar en un panel para aumentar los rendimientos adicionales.
Una matriz muy pequeña de puntas de silicona intercaladas entre los electrodos obtiene "nanofibras" de plástico que pueden ser útiles para una variedad de aplicaciones. Crédito: Dominick Reuter


Debido a que el nuevo documento fue preparado para una conferencia de energía, se centra en las aplicaciones de la energía. Pero nanofibras podría ser útil para cualquier dispositivo que necesita para maximizar la relación de área superficial a volumen, afirma Velásquez García. 
Los condensadores de circuito componentes que almacenan la electricidad son un ejemplo, porque las escalas de capacitancia con el área superficial.Los electrodos utilizados en las pilas de combustible son distintos, porque la mayor área de superficie de los electrodos, la forma más eficiente que catalizan las reacciones que conducen a la célula. 
Otra aplicación prometedora de nanofibras es en mallas tan finas que permiten que sólo las partículas a nanoescala para pasar a través. El ejemplo en el paper otra vez proviene de la investigación energética: las membranas que separan las mitades de una pila de combustible.Pero mallas similar podría ser usado para filtrar el agua.
 Este tipo de aplicaciones, Velásquez García dice, dependen de manera crucial de la coherencia en el diámetro de la fibra, otro aspecto en el que la nueva técnica ofrece ventajas frente a sus predecesores.

Las técnicas existentes de electrospinning se basan generalmente en pequeñas boquillas, a través del cual el polímero disuelto se fuerza. Las variaciones en las condiciones de funcionamiento y en la forma de las boquillas puede provocar grandes variaciones en el diámetro de la fibra, y el sistema hidráulico de las boquillas significa que no pueden ser embalados tan estrechamente juntos. 
Algunos fabricantes han desarrollado hilado de fibras de dispositivos que utilizan campos electrostáticos, pero sus emisores se realizan mediante procesos mucho más crudas que las técnicas de fabricación de chips que los investigadores MTL explotados. Como consecuencia de ello, no sólo el arreglo de puntas mucho menos denso, los dispositivos también consumen más energía.

lunes, 12 de noviembre de 2012

Bebiendo agua del mar.

Agua, el recurso más indispensable para el ser humano, sustancia que compone el 70% del mismo; pareciera ser que para muchas personas es algo que se da por sentando apesar de la publicidad masiva sobre cuidar el agua y sobre su escasez. Gracias a estas grandes campañas publicitarias que nos rodean sabemos que le agua potable que consumimos proviene de depósitos acuíferos que constituyen apenas el 2.5% de toda el agua del planeta, siendo el 70% de esa agua dulce parte de hielos.

Irónicamente tres cuartas partes del planeta son agua, pero la gran mayoría es agua salada. Desde hace mucho tiempo se ha tratado de purificar esta agua de mar y así poder abastecer sin problemas de escaces a la población. Las técnicas de purificación de agua salada son muy complicadas y costosas, no siendo rentables para un uso masivo.

Un grupo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts creen que este recurso puede ser explotado de manera mas eficiente y menos costosa. Su proyecto se basa en filtrar el agua mediante grafeno. Los nanoporos de grafeno pueden filtrar la sal del agua a una velocidad de 2 a 3 veces mayor que la mejor tecnología de desalinización comercial que existe en la actualidad (la ósmosis inversa).

La superior permeabilidad al agua del grafeno hace que la técnica de desalinización sea más eficiente, el agua fluye completamente a través de los nanoporos mientras que la sal queda completamente filtrada.

El último inconveniente es la producción sencilla y barata de esta monocapa de átomos de carbono.

FUENTE

viernes, 9 de noviembre de 2012

Nanocables que se fabrican sobre fibras textiles actúan como acumuladores


La naturaleza tiene perfiles redondeados y flexibles mientras que la electrónica suele ser rígida y estar llena de ángulos. Llegar a salvar esta brecha es el objetivo de muchas investigaciones pero una de las más avanzadas es la que pretende obtener acumuladores de energía (baterías eléctricas) flexibles. Una aplicación estaría en su imbricación en las fibras textiles para hacer literalmente camisetas con baterías.
Un equipo de Atlanta (EE UU), liderado por Zhong Lin Wang, y otro coreano de Samsung Electronics han presentado estos supercondensadores cuyos electrodos son nanocables de óxido de cinc desarrollados sobre fibras textiles normales. Estos componentes se pueden recargar muchas veces y de forma muy rápida, pero lo difícil ha sido hacerlos lo suficientemente flexibles y ligeros.
El sustarato de un electrodo es un cable fino y flexible de plástico mientras que el del otro es una fibra de kevlar. Los investigadores consiguieron hacer crecer los nanocables en ambos sustratos, enrrollaron el kevlar alrededor del plástico y envolvieron el conjunto en un electrolito de gel sólido. Con un grupo de estas fibras se podría hacer un hilo, dicen en la revista Angewandte Chemie.
El óxido de cinc tiene ventajas sobre los materiales utilizados normalmente en condensadores de capacidad: se puede hacer crecer sobre cualquer sustrato en cualquier forma a baja temperatura (menos de 100 grados centígrados) y es biocompatible y no contaminante. Si estos componentes se utilizaran en combinación con nanogeneradores ya desarrollados en el laboratorio de Wang, los latidos y los pasos del que los llevara encima, o incluso un viento ligero, serían suficientes para generar corriente eléctrica suficiente para recargar pequeños aparatos electrónicos, como los telefonos móviles, y sensores.
En el mismo sentido se dirige una investigación de la Universidad de Illinois (EE UU), que intenta hacer componentes electrónicos similares a los tejidos biológicos en sus propiedades mecánicas y en la forma, que puedan ser implantados en el cuerpo humano. El objetivo, explica John Rogers, director del equipo, es fabricar una nueva generación de bioelectrónica implantable con usos en cirugía, en la dosificación de fármacos o en la aceleración de la cicatrización de heridas.

Plástico hecho sin petróleo


Un equipo de científicos de la Universidad de Utrecht ha conseguido sintetizar un nuevo tipo de bioplástico a partir de material vegetal y sin utilizar petróleo. Esta nueva tecnología emplea un catalizador fabricado con nanopartículas de hierro y es mucho más eficiente que los que ya existían, por lo que con el tiempo podría utilizarse a gran escala.

Desde hace algunos años se están desarrollando diferentes tipos de plásticos que no emplean petroleo como materia prima. Sin embargo, su producción requiere todavía muchos pasos y esto encarece el proceso, por lo que los precios aún no son competitivos. Ahora, la nueva tecnología puesta a punto por el equipo holandés acorta mucho el proceso y lo hace más eficiente.
En primer lugar, la biomasa es sometida a altas temperaturas para convertirse en gas. Una vez en este estado, un catalizador lo convierte en etileno y propileno, materiales ampliamente utilizados en la industria del plástico. Este catalizador está formado por nanopartículas de hierro que miden menos de 0,00002 milímetros y se fijan a nanofibras de carbono y otros compuestos para aumentar su estabilidad.

Los investigadores, que publican los detalles del proceso en la revista Science, explican que para la fabricación de este plástico se puede utilizar material vegetal no comestible, como los restos de las podas, por lo que no competirá con los cultivos destinados a la alimentación. Estos restos ya se utilizan como combustibles de segunda generación como el biodiesel y el bioetanol.
bioplastico_nano

Más fuerte que una bala en movimiento, pero más ligero


Nuevas pruebas de material nano-estructurado podrían conducir a blindajes en contra de todo, desde balas hasta micro-meteoritos.
Los blindajes tradicionales son hechos de materiales voluminosos y pesados, como el acero. Sin embargo, una armadura fabricada un material ligero, como el Kevlar*, mostró que el grosor y el peso no son indispensables para absorber la energía del impacto.
Un estudio realizado por investigadores del MIT yUniversidad Rice ha mostrado que incluso materiales más ligeros son capaces de realizar este trabajo de manera efectiva.
La clave es el uso de compuestos hechos de dos o más materiales cuya rigidez y flexibilidad están estructuradas de maneras muy  específicas -como capas alternadas del grosor de algunos nanómetros. El equipo de investigación produjo proyectiles de alta velocidad en miniatura y midió los efectos que tenían sobre el material.
Los resultados completos se publicaron en la revistaNature Communications.
Los investigadores desarrollaron un polímero auto-ensamblable con estructura de pastel: capas gomosas, que proporcionan resistencia, alternadas con capas vítreas, que proveen fuerza. Luego desarrollaron un método para disparar cuencas de vidrio a muy alta velocidad contra el material utilizando pulsos láser para rápidamente evaporar una capa de material exactamente bajo su superficie.
Aunque las cuencas eran muy pequeñas  -algunas millonésimas de metro en diámetro-  eran cientos de veces más grandes que las capas del polímero impactado: lo suficientemente grandes como para simular el impacto de objetos grandes, como una bala, pero lo suficientemente pequeño para estudiar en detalle el efecto del impacto por medio de la utilización de un microscopio de electrones.
Imagen de microscopio de electrones de la sección transversal de un polímero en capas que muestra el cráter del impacto de una cuenca de vidrio y la deformación de las líneas paralelas. En esta prueba, el material recibió el impacto de lado. Pruebas comparativas mostraron que cuando el impacto se daba de frente, el material resistió más efectivamente. (Crédito: Thomas Lab, Rice University)
Imagen de microscopio de electrones de la sección transversal de un polímero en capas que muestra el cráter del impacto de una cuenca de vidrio y la deformación de las líneas paralelas. En esta prueba, el material recibió el impacto de lado. Pruebas comparativas mostraron que cuando el impacto se daba de frente, el material resistió más efectivamente. (Crédito: Thomas Lab, Rice University)

miércoles, 7 de noviembre de 2012

Músculos artificiales con nanotubos de carbono.

Investigadores en Ohio han logrado crear pequeños músculos artificiales que son hasta 200 veces más fuertes que las fibras musculares humanas.Estos músculos podrían significar el futuro de versiones mejoradas que podrían adaptarse en diferentes áreas como la robótica. Ray Baughman, líder del equipo detrás de este músculo artificial asegura que este desarrollo podría considerarse una especie de hilo debido a la forma en la que se teje. Estos músculos podrían funcionar bien en pequeños dispositivos médicos. Ahora los investigadores intentarán fabricar cuerdas más largas del músculo. Podría aplicarse como tela protectora de los trajes de bomberos. Esta tela sellaría automáticamente sus poros cuando se enfrenta al fuego. Estos músculos artificiales están hechos de cuerdas de nanotubos de carbono. 

Lo que hicieron fue torcer los nanotubos, de una forma muy similar a como se hace con la lana o las fibras de algodón, en hilos más gruesos. Luego se llena el espacio hueco en los nanotubos con diferentes materiales, incluido parafina, la cera que va en las velas, luego se calienta todo brevemente provocando que la parafina se expanda. Cuando la cera se enfría de nuevo, se contrae, y los nanotubos se hacen más estrechos y más largos. Este mecanismo es capaz de acortar y alargar otra vez cada 25 milésimas de segundo. Estas contracciones rápidas significan que los músculos son capaces de realizar una gran cantidad de trabajo.

martes, 6 de noviembre de 2012

Ropa Inteligente gracias a la Nanotecnología


Nos encontramos frente a una nueva generación de novedosos materiales en los que la nanotecnología juega un papel esencial. Esta ropa tiene la propiedad de no ensuciarse, repela café, manchas de fruta o vino entre otras tantas.
Todo se debe a que los tejidos con superficie nano estructurada artificialmente ofrecen grandes prestaciones en relación a las convencionales a la hora de mantenerse limpios y secos. Debido a su estructura, estos tejidos repelan tanto a la suciedad como al agua de manera que una vez expuestos a ellas, son fácilmente limpiables sin sufrir apenas degradación.

Algunas prendas de Nike o Hugo Boss ya incorporan esta tecnología que, sin embargo, aún dista de permitir su autolimpieza. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Monash, en Australia, ha ideado un método para hacer desaparecer algunas manchas de las fibras naturales en las que esté presente la proteína queratina, como la lana o la seda.  El truco consiste en cubrirlas con nanocristales de dióxido de titanio que oxidan la comida y el polvo cuando reciben la luz solar. La técnica, según indican estos expertos en Chemistry of Materials, es inocua.

Fuente: http://www.ciaindumentaria.com.ar/ropa-inteligente/

domingo, 4 de noviembre de 2012

Nuevo semiconductor bidimensional con bandgap ideal para energía solar.



Comparación de fotoluminiscencia de diferentes espesores de diseleniuro de molibdeno. La muestra con capa única tiene el valor más alto de fotoluminiscencia debida a su band gap directa. American Chemical Society 2012.



En el fondo, la investigación fotovoltaica consiste en encontrar materiales con propiedades específicas que los hacen buenos en la absorción de la luz solar y convertirla en electricidad. Los mejores materiales fotovoltaicos son semiconductores que tienen valores óptimos de band gap que van desde 1 hasta 1,6 eV, lo que les permite absorber determinadas partes del espectro solar en función del valor de la band gap. En un nuevo estudio, los científicos de materiales han sintetizado y caracterizado un nuevo material semiconductor que consta de un grosor atómico (0.7 nm) la capa de selenio y molibdeno que tiene una banda prohibida de realizar la cosecha solar y aplicaciones optoelectrónica, y también exhibe un comportamiento único.



Los investigadores, un equipo de la Universidad de California, Berkeley, MIT, y la Academia de Ciencias de China , han publicado su estudio en una edición reciente de la revista Nano Letters .

Además de su band gap atractiva, MoSe2 también es atractiva por otra propiedad inusual: casi se ha degeneran band gaps directas e indirectas, en el límite de capa, es decir, las band gaps directas e indirectas tienen casi la misma energía en la capa límite. Aunque los materiales con band gaps, tanto directos como indirectos pueden absorber fotones cuya energía está cerca de la brecha de energía, los materiales con band gaps directos no permiten que fotones de penetren, lo que los hace mejor (y más delgado por lo general) que los materiales absorbentes de luz con band gaps indirectas.

Imagen de una capa de seleniuro de molibdeno. American Chemical Society 2012.

MoSe 2 , como la mayoría de otros metales de transición calcogenuros, tiene una banda prohibida indirecta en forma a granel y una banda prohibida directa como una sola capa bidimensional. Típicamente, con el fin de transformar la banda prohibida indirecta para una banda prohibida directa, una sola capa debe estar físicamente aislada de una pieza de material a granel. 

En el nuevo estudio, los investigadores encontraron que podían cambiar la banda prohibida indirecta en una pieza pocos capas de MoSe 2 a una banda prohibida directa, simplemente mediante el aumento de la temperatura. Como explican los investigadores, el aumento de la temperatura a 100 ° C (212 ° F) provoca que las capas múltiples del material a disociar térmicamente entre sí debido a la expansión térmica del espacio entre las capas. Esencialmente, las múltiples capas cada actuar como capas individuales con intervalos de banda directos. La disociación levanta la degeneración de modo que el material se vuelve una banda mas directa y luminiscente.





Lavar tu carro será cosa del pasado.

Científicos de The Netherlands’ Eindhoven University of Technology (TU/e) han desarrollado un revestimiento  nanoestructurado con una superficie se auto repara. Desarrollaron una superficie que tiene "tallos" que soportan grupos funcionales, mezclándolos en el revestimiento. Cuando la capa superior es removida, lo que consideraríamos un rayón, la capa inferior donde se encuentran los tallos, reorganizan la estructura, evitando pérdidas en la eficiencia de la superficie en general.

Las aplicaciones son sumamente prácticas; automóviles con esta tecnología, se auto-repararían ante  rayones, el agua que cae solamente resbalaría sin quedar parcialmente adherida al automóvil, bastaría una tarde lluviosa para que el agua se llevara todo el polvo que pudiera quedar adherido. Así mismo en la aviación, naves más limpias tendrían menor resistencia hacia el aire.

Los investigadores no planean sacarlo al mercado, sino mas bien, negociar con los fabricantes para que sean propiedades que ya vienen "de fábrica".


domingo, 28 de octubre de 2012

Nanorresonadores para mejorar la calidad de la telefonía móvil

Esquema de un nanorresonador. (Foto: Purdue University)



El sector de las telecomunicaciones está tratando de construir sistemas que operen con canales más claramente definidos, para que mayor cantidad de canales puedan repartirse el ancho de banda disponible.
Para esto, se necesitan filtros más precisos para teléfonos móviles y otros dispositivos de radio. Tales filtros deben ser sistemas que rechacen el "ruido" y permitan que pasen sólo las señales cercanas a una frecuencia dada.
El equipo de Jeffrey Rhoads, Saeed Mohammadi y Hossein Pajouhi, de la Universidad Purdue, en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos, ha dado ahora con un método para fabricar en grandes cantidades diminutos dispositivos mecánicos que podrían ayudar a que los usuarios de teléfonos móviles se libren de las molestias provocadas por las interrupciones de llamadas y las descargas lentas. Los dispositivos están diseñados para aliviar la congestión de las ondas radiales y mejorar así el rendimiento de teléfonos móviles y otros aparatos portátiles.
Estos nuevos dispositivos son resonadores nanoelectromecánicos, y contienen una diminuta "viga" de silicio que vibra cuando se le aplica una corriente.


Se ha demostrado que los nanorresonadores controlan sus frecuencias de vibración mejor que otros resonadores. Estos dispositivos podrían reemplazar componentes electrónicos convencionales para lograr una mayor eficiencia y un menor consumo de energía.

Además de su uso como futuros filtros para teléfonos móviles, esos nanorresonadores también podrían ser utilizados para sensores biológicos y químicos avanzados en aplicaciones médicas y de seguridad nacional, y posiblemente como componentes de ordenadores y otros dispositivos electrónicos.

Los resonadores pueden ser integrados con facilidad a sistemas y circuitos electrónicos, porque su técnica de fabricación es compatible con la tecnología CMOS, muy común en los chips.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Lin Yu y Molly Nelis.



¿Alguien dijo: Robocop?

De los creadores del intenet y los encargados de la defensa de Estados Unidos hoy les presenta Boston Dynamics.

“Boston Dynamics builds advanced robots with remarkable behavior: mobility, agility, dexterity and speed. We use sensor-based controls and computation to unlock the capabilities of complex mechanisms. Our world-class development teams take projects from initial concept to proof-of-principle prototyping to build-test-build engineering, to field testing and low-rate production.”

En estos últimos años la empresa Boston Dynamics ha venido trayendo a la realdidad complejos robots que han sido lo mas cercano a un humano (o un perro), claramente sin hablar de los aspectos cerebrales. Se han enfocado en hacer máquinas que puedan moverse autónomamente en distintos terrenos. DARPA claramente busca darle usos militares, sin embargo así comenzó el internet y hoy en día es una herramienta importantísima en el mundo actual.

En el video siguiente se muestra uno de los robots más avanzados que han desarrollado. El robot identifica y evita obstáculos como escombros agujeros o escalones:

Noten que el robot se mueve de manera autónoma y que los cables en la parte superior no ofrecen ningún tipo de soporte.

En la página de la empresa pueden ver otros tipos de robots sumamente interesantes.


miércoles, 24 de octubre de 2012

Dr. Quantum y la Dualidad Onda-Partícula

Presento un video que un amigo me mostro que explica de manera sencilla 2 de los principios básicos de la física cuántica: Principio de Superposición y la Dualidad Onda-Partícula.

Sin decir mas dejo el video.


domingo, 14 de octubre de 2012

Metamateriales plasmónicos pueden crear "dedos de gecko"


En la escala mesoscópica, las fuerzas electromagnéticas son de importancia fundamental para un rango de sistemas muy diversos, desde pinzas ópticas hasta la adhesión de dedos de gecko. En este artículo se demuestra que una fuerte fuerza provocada por luz puede ser generada cuando un metamaterial plasmónico es iluminado en la proximidad a un dieléctrico o a una superficie metálica. Esta fuerza de campo cercano puede exceder la presión de radiación y las fuerzas de Casimir para proveer un mecanismo de adhesión controlado ópticamente que asemeja un dedo de gecko: con intensidades de iluminación de algunos cientos de nW/um^2 es suficiente para sobreponerse a la fuerza de gravedad de al tierra.

Para más información sigue este link.
Puedes descargar el artículo completo aquí.

Zhang, J., MacDonald, K. F., and Zheludev, N. I. (2012). Metamaterial 'gecko toe': Optically-Controlled adhesion to any surface. Physical Review B, 85(20):205123+.

miércoles, 10 de octubre de 2012

Cloak and swagger: Engineers use plasmonics to create an invisible photodetector.

A team of engineers at Stanford and the University of Pennsylvania has for the first time used "plasmonic cloaking" to create a device that can see without being seen – an invisible machine that detects light.
Light detection is well known and relatively simple. Silicon generates electrical current when illuminated and is common in solar panels and light sensors today. The Stanford device, however, is a departure in that for the first time it uses a relatively new concept known as plasmonic cloaking to render the device invisible
The field of plasmonics studies how light interacts with metal nanostructures and induces tiny oscillating electrical currents along the surfaces of the metal and the semiconductor. These currents, in turn, produce scattered light waves.
By carefully designing their device – by tuning the geometries – the engineers have created a plasmonic cloak in which the scattered light from the metal and semiconductor cancel each other perfectly through a phenomenon known as destructive interference.
The rippling light waves in the metal and semiconductor create a separation of positive and negative charges in the materials – a dipole moment, in technical terms. The key is to create a dipole in the gold that is equal in strength but opposite in sign to the dipole in the silicon. When equally strong positive and negative dipoles meet, they cancel each other and the system becomes invisible.

The engineers have shown that plasmonic cloaking is effective across much of the visible spectrum of light and that the effect works regardless of the angle of incoming light or the shape and placement of the metal-covered nanowires in the device. They likewise demonstrate that other metals commonly used in computer chips, like aluminum and copper, work just as well as gold
To produce invisibility, what matters above all is the tuning of metal and semiconductor.

For more information follow this link or this link.