Nanopilares que atrapan más luz

El nuevo diseño podría llevar al desarrollo de células solares más baratas

Grueso y fino: Una imagen de miscroscopio electrónico de rastreo muestra los nanopilares de germanio de doble diámetro capaces de atrapar la luz.

Un nuevo material con una novedosa estructura desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de California, Berkeley, podría llevar al desarrollo de células solares y detectores de luz de bajo coste. Este material absorbe la luz tan bien como las células solares comerciales de película fina, pero usa mucho menos material semiconductor.

El nuevo material consiste en una matriz de nanopilares que son delgados en la parte superior y gruesos en la parte inferior. La parte superior delgada facilita que la luz penetre dentro de la matriz sin ser reflejada. La parte inferior más gruesa absorbe la luz para que sea convertida en electricidad. Este diseño absorbe el 99% de la luz visible, en comparación con el 85% absorbido por un diseño anterior, en el que los nanopilares tenían el mismo grosor en toda su largada. Una película plana ordinaria del mismo material absorbería únicamente el 15% de la luz.

Estructuras tales como los nanohilos, microhilos y nanopilares son excelentes para atrapar la luz, reduciendo la cantidad de material semiconductor necesaria, indica Erik Garnett, investigador de la Universidad de Stanford. Los Nanocables y los nanopilares y utilizan entre la mitad y un tercio de la cantidad de material semiconductor requerido por una película delgada de células solares hechas de materiales como el teluro de cadmio, y tan solo un 1 por ciento del material utilizado en las células de silicio cristalino, señala él. Estas estructuras también hacen que sea más fácil de extraer la carga del material. En general, estas mejoras podrían hacer la energía solar más barata. "La reducción de los costes materiales, al mismo tiempo que se consigue la misma cantidad de luz absorbida, es decir, la eficiencia, es muy importante para las células solares", señala Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica de Stanford.

Muchos materiales nanoestructurados tienen diseños complejos y requieren de engorrosos métodos de fabricación para depositar las múltiples capas, señala Ali Javey, profesor de ingeniería eléctrica de ingeniería informática de la UC Berkeley, quien dirige el nuevo trabajo publicado en la revista Nano Letters. Él destaca que la técnica para hacer crecer los nanopilares es relativamente simple y de bajo coste.

Los investigadores fabrican nanopilares de dos micrómetros de altura, con bases de 130 nanómetros de diámetro y puntas de 60 nanómetros de diámetro. Empiezan por la creación de un molde para los poros en una lámina de aluminio de 2,5 milímetros de grosor. Primero anodizan la película para crear un conjunto de poros de 60 nanómetros de ancho y un micrómetro de largo y profundo. A continuación, exponen el papel de aluminio a ácido fosfórico para ampliar los poros hasta los 130 nanómetros--cuánto más tiempo esté expuesta la lámina al ácido, más grandes serán los poros conseguidos. Anodizando de nuevo el film, hacen los poros existentes un micrómetro más profundos, y esta longitud adicional tiene el diámetro inicial de 60 nanómetros. En el siguiente paso, se depositan trazas de oro en los poros como catalizador para hacer crecer cristales de material semiconductor--en este caso germanio, que es bueno para los fotodectores--dentro de cada poro. Por último, se esculpe parte del aluminio, dejando atrás una serie de nanopilares de germanio incrustados en una membrana de óxido de aluminio.

Javey señala que este método para fabricar nanopilares de diferentes diámetros y formas es simple en comparación con otros enfoques, que implican un ensamblaje capa por capa de material complicado y también materiales complejos que combinan los cables con nanopartículas metálicas.

Garnett está de acuerdo en que el método de Javey podría ser barato, pero indica que todavía es demasiado pronto para saber si el método se podrá traducir en un proceso de fabricación a gran escala. "Lo más emocionante es la demostración de que la nanoestructuración puede aumentar drásticamente la absorción", afirma él.

Ajustando la disposición de los pilares, podría ser posible fabricar materiales que absorban luz infrarroja de longitud de onda más larga, lo que sería útil para la fabricación de detectores de luz infrarroja baratos y eficientes. Desde que enviaron el documento a Nano Letters, los investigadores también han utilizado esta técnica para fabricar nanopilares de teluro de cadmio, un material más adecuado que el germanio para las células solares.

http://www.technologyreview.com/es/read_article.aspx?id=1363


Eurix Janeth Gómez V
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Construcción de componentes electrónicos súper rápidos

La creación de grafeno con bordes limpios será clave para su utilización en la electrónica de alta velocidad.

Tiras de grafeno: Las nanocintas zigzagueantes de grafeno en esta imagen tienen un nanómetro de ancho y 50 nanómetros de largo

Durante años, los investigadores han considerado al grafeno como el material mágico para la próxima generación de electrónica de alta velocidad, aunque hasta ahora no ha demostrado ser práctico. En la actualidad, una nueva forma de crear tiras de carbono a nanoescala—el bloque de construcción del grafeno—podría poner en marcha un cambio hacia los componentes de grafeno ultrarrápidos.

El nuevo método, que consiste en un proceso de construcción a partir de la escala molecular, proviene de un grupo de investigadores del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros en Suiza. Con una precisión a nivel atómico, los investigadores lograron crear nanocintas de grafeno de alrededor de un nanómetro de ancho.

El material de carbono conocido como grafeno, y con una molécula de espesor, supera al silicio, que se utiliza actualmente en los componentes electrónicos, en todos los sentidos. Conduce la electricidad mejor que el silicio, se dobla más fácilmente, y es más delgado. El uso del grafeno en vez del silicio podría conducir a la creación de dispositivos electrónicos más rápidos, más delgados y más potentes. Sin embargo, a menos que las hojas de grafeno tengan menos de 10 nanómetros de ancho y posean bordes limpios, carecen de las propiedades electrónicas necesarias para que los fabricantes puedan utilizar el material en dispositivos como los transistores, interruptores y diodos—todos ellos componentes clave en los circuitos.

El equipo suizo fabricó estas tiras delgadas de grafeno mediante la activación de reacciones químicas a escala molecular en hojas de oro caliente. Esto permite al equipo controlar con precisión el ancho de las nanocintas y la forma de su borde. Las moléculas se organizaron en fibras largas sobre la superficie de oro. Cuando esta superficie fue calentada, las tiras adyacentes se vincularon y se fundieron para formar estructuras de cinta de alrededor de un nanómetro de diámetro, con un borde zigzagueante uniforme.

"La belleza de todo esto es que se puede realizar con precisión atómica", afirma Roman Fasel, autor correspondiente del estudio. "No se trata de cortar, sino del ensamblaje".

Otras formas de creación de nanocintas consisten en pelar tiras de grafeno de una hoja más grande, en grabarlas mediante litografía, o en descomprimir nanotubos de carbono en forma de cilindro. Sin embargo este tipo de nanocintas son más gruesas y tienen bordes aleatorios.

"Con las nanocintas, aquel que controle los bordes es quien saldrá vencedor", afirma James Tour, experto en grafeno en la Universidad Rice, y que no estuvo involucrado en el trabajo. "No hay forma aún de tomar una gran hoja de grafeno y trocearla con este nivel de control".

"Este tipo de nanocinta enriquecería y abriría nuevas posibilidades a la electrónica de grafeno", afirma Yu-Ming Lin, investigador dedicado al trabajo con transistores de grafeno en el Centro de Investigación TJ Watson de IBM en Nueva York.

Las nanocintas de grafeno todavía están muy lejos de poder aplicarse de forma práctica, asegura Tour. "El siguiente paso consiste en crear varios dispositivos. Eso no resulta difícil de hacer, el gran paso consiste en orientarlo en masa".

No obstante, el éxito del método químico de Fasel y su equipo, señala Tour, animará a que se lleven a cabo más investigaciones para afinar los pasos del proceso y que las nanocintas de esta calidad puedan ser producidas a gran escala. Por ejemplo, en la actualidad los investigadores pueden experimentar con la estructura más fina del borde y los efectos electrónicos de las nuevas nanocintas, poniendo a prueba teorías que, hasta la fecha, sólo podían simularse en ordenadores.

"Esto apunta a una dirección, en lugar de ser un resultado final", afirma Walter de Heer, investigador del Instituto de Tecnología de Georgia que ha desarrollado una forma de cultivar el grafeno sobre chips de silicio. "Es un primer paso en una larga cadena de pasos que llevarán a la electrónica de grafeno".

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Eurix Janeth Gómez Vera
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Un nuevo récord de eficiencia en dispositivos electrónicos impresos

Unos circuitos de nanotubos que combinan velocidad y una baja necesidad de energía podrían ser la mejor opción para las pantallas flexibles.

Circuitos veloces: En este prototipo, una hoja de plástico tiene una serie de circuitos integrados formados por nanotubos de carbono. Estos circuitos de nanotubos de carbono flexibles son las matrices de transistores impresos más rápidas jamás conseguidas.

Usando nanotubos de carbono y un nuevo material aislante, un equipo de investigadores ha desarrollado dispositivos electrónicos flexibles con el mejor rendimiento nunca antes conseguido en dispositivos impresos. Los circuitos integrados impresos a partir de estos materiales se podrían utilizar para hacer funcionar pantallas simples y parches de liberación de fármacos, y las matrices flexibles de nanotubos también podrían usarse como emisores de luz en las telecomunicaciones.

Los dispositivos electrónicos impresos prometen escalabilidad, bajo coste y flexibilidad. "La impresión nos permite conseguir la escalabilidad y el bajo coste, pero el campo ha estado dominado por los semiconductores orgánicos cuyo rendimiento es bajo", señala Mark Hersam, profesor de ciencia e ingeniería de los materiales de la Universidad Northwestern. Los nanotubos de carbono, por el contrario, ofrecen una alternativa de alto rendimiento en electrónica flexible. Sin embargo, los circuitos de nanotubos impresos hasta la fecha requieren una gran cantidad de energía para cambiar a alta velocidad--en un controlador de pantalla, por ejemplo, esto significaría un compromiso entre la tasa de refresco de la imagen y la duración de la batería del dispositivo.

Trabajando con un grupo de investigadores liderado por el profesor de ingeniería química Daniel Frisbie de la Universidad de Minnesota, Hersam ha superado los dos principales desafíos de la impresión de circuitos de nanotubos de alto rendimiento. En primer lugar, los investigadores no saben cómo hacer que los lotes de nanotubos puramente semiconductores; unos nanotubos metálicos en un circuito pequeño actúan como pequeños hilos de cobre, cortocircuitando el circuito. Los nuevos dispositivos consiguen un aumento del rendimiento debido a que están impresos a partir de soluciones puras de semiconductores de tubos separados utilizando una técnica desarrollada en 2006 por Hersam. Los nanotubos puros ofrecen un impulso en la velocidad de conmutación.

El segundo reto es el requisito de energía. En los circuitos impresos realizados en el pasado, los nanotubos se han emparejado con materiales aislantes que no funcionan muy bien. Eso es porque es difícil controlar cuán densamente están impresos estos materiales, lo que afecta a la calidad del dispositivo. Frisbie ha emparejado los nanotubos con un nuevo material aislante de impresión, un gel que ofrece un buen rendimiento eléctrico incluso cuando se imprime algo relativamente grueso.

Frisbie y Hersam han utilizado los nanotubos puros y el gel aislante para imprimir circuitos integrados con un nuevo récord de eficiencia. En línea, en la revista ACS Nano, informan sobre circuitos flexibles que conmutan a frecuencias de dos kilohercios (alrededor de 2.000 veces por segundo) a una tensión de 2,5 voltios. "Han logrado crear unos dispositivos y circuitos con propiedades récord para un proceso de fabricación basado en la impresión a temperatura ambiente ", señala John Rogers, profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. "Estos resultados son alentadores e indican que los dispositivos electrónicos son una aplicación importante y realista de los nanotubos de carbono."

El grupo informó de la creación de circuitos simples incorporando hasta 14 transistores. "Actualmente la idea es llevar esto un poco más lejos, y hacer circuitos y funcionalidades más complejas ", indica Frisbie. Para el siguiente nivel de la escala, el grupo de Minnesota está mirando a aplicaciones en las que cerca de 100 de los transistores serían suficientes, como sensores y pantallas simples. Los dispositivos no pueden funcionar a las altas tensiones suficientes para cambiar los píxeles del papel electrónico, pero sí que podrían trabajar con diodos orgánicos emisores de luz. Además, el grupo de Hersam está buscando aplicaciones alternativas para los dispositivos electrónicos impresos de nanotubos. Los tipos de dispositivos que son capaces de fabricar también se pueden forzar a emitir y absorber la luz, particularmente en las longitudes de onda del infrarrojo cercano utilizadas para las telecomunicaciones y algunas imágenes biomédicas.


http://www.technologyreview.com/es/read_article.aspx?id=1342
Eurix Janeth Gómez
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Samsung revela sus nuevos móviles ecológicos

Aquí en Neoteo hemos visto montones de aparatos que usan fuentes de energía renovables. Sin embargo, la mayoría de las grandes empresas que hacen dispositivos electrónicos aún contaminan muchísimo. Recién en estos últimos tiempos esto está comenzando a cambiar. Así, te presentamos los dos nuevos dispositivos ecológicos de Samsung.
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El más potente de estos nuevos móviles ecológicos

La otra opción ecológica de Samsung

El más potente de estos nuevos móviles ecológicos La otra opción ecológica de Samsung
Se trata de dos móviles, el W510 y el F268. Estos dos dispositivos tienen en común el haber sido fabricados cuidando lo más posible el ambiente. En cuanto a sus especificaciones, no son impresionantes, pero son buenos dispositivos.

El W10 está construido usando bio-plástico, un material extraído de la mazorca de maíz. Además, no se usan metales pesados como el plomo elmercurio o el cadmio en su elaboración. Poco se sabe del W510 además de lo que se puede ver en las fotos. Es un dispositivo con una gran pantalla, cámara fotográfica con flash y capacidad de sintonizar canales de televisión.

En cuanto al F268, se destaca por no contener BFR o PVC, al igual que sus accesorios, aunque está hecho predominantemente con plásticos normales. El F268 es un móvil tri-banda GSM con una cámara de 2 megapíxeles, radio FM, Bluetooth 2.0, reproductor multimedia y ranura para microSD.

Samsung declaró que siguen trabajando en tecnologías para lograr un desarrollo sostenible y que estarían trabajando para empezar areciclar móviles. Además, anunciaron que estos aparatos serán lanzados China y Japón este mes. Aún no han dicho nada sobre la fecha en que llegarían a Europa ni el precio.


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Eurix Janeth Gómez Vera
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Mejores fibras ópticas con tierras raras

|Científicos chinos están llevando a cabo ensayos que permitirían mejorar sustancialmente el rendimiento y la eficacia de las fibras ópticas. La utilización de las tierras raras en el dopado del vidrio que se utiliza para la construcción de las fibras permite obtener atenuaciones casi nulas de las señales que se propagan en su interior. Materiales como el samario están ofreciendo ventajas impensadas que servirán para aprovechar de mejor manera las longitudes de las fibras ópticas ya que le brindan a este medio de transmisión una eficiencia que se aproxima mucho a la ideal. Este avance será muy útil para reducir la cantidad de estaciones retransmisoras (ópticas) en largas distancias o dentro de grandes y extensas redes de datos.

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos. Es un hilo muy fino de material transparente, vidrio o material plástico, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente encapsulado en su interior y se propaga por el núcleo de la fibra con un ángulo de reflexión (en las paredes internas de este cilindro translúcido) por encima del ángulo límite de reflexión total, según la ley de Snell. La fuente de luz que genera la transmisión de los datos habitualmente es un láser o un LED. Las fibras se utilizan de manera generalizada en telecomunicaciones ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de un enlace vía radio o a través de un conductor físico. Son líneas de transmisión por excelencia al ser inmunes a las interferencias electromagnéticas. También se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.

El haz láser viaja por el interior de la fibra óptica con la menor atenuación posible

El haz láser viaja por el interior de la fibra óptica con la menor atenuación posibleLas fibras ópticas están siendo utilizadas en la construcción de la mayoría de las redes de cable del mundo y, por este motivo, han pasado a ser una parte esencial de la vida moderna. Para mantenerse al día con las demandas del público y el crecimiento exponencial de los usuarios de cualquier medio de telecomunicación (que exige cada vez mayor ancho de banda), los científicos están trabajando para mejorar los amplificadores ópticos utilizados en las cabeceras de transmisión que introducen en la fibra óptica las señales que viajarán largas distancias hasta el receptor de destino.

La investigación en el área de los amplificadores ópticos se centra en el hallazgo de un modelo eficaz de fibra de vidrio dopada con elementos de tierras raras. Los elementos tales como el iterbio y el erbio tienen la propiedad de amplificar las señales de luz cuando son excitados por un haz láser. Muchas combinaciones diferentes de elementos están siendo ensayadas para lograr optimizar los amplificadores que operan en bandas de frecuencia de comunicación. Sin embargo, la posibilidad de amplificar la señal de manera efectiva en esos iones de tierras raras dentro de la propia fibra óptica es un reto y requiere de materiales avanzados y una tecnología de fabricación muy específica y cuidada. Además, para ser de utilidad comercial, el vidrio utilizado en la construcción de la fibra óptica debe ser estable y debe tener pocas pérdidas de modo tal que necesite muy poca energía para impulsar las señales.

Los emisores láser son los más utilizados con fibras ópticas

Las fibras ópticas han reemplazado al cobre en las grandes redes de datos

Los emisores láser son los más utilizados con fibras ópticasUn tipo de vidrio experimental desarrollado por un equipo de la Universidad Politécnica de Dalian (China) y la City University (Hong Kong) resuelve algunos de estos problemas de fabricación. Los investigadores están ensayado con la incorporación de metales pesados y alcalinos o elementos alcalino-térreos como el plomo, bismuto, galio, litio, potasio y bario en un vidrio dopado con iones trivalentes de óxido de samario, elemento considerado dentro del grupo de las “tierras raras”. Entre cristales de óxido, la energía fonón máxima de estos materiales es casi la más baja. Sin duda alguna, esto puede inducir a una mejora evidente de la eficiencia cuántica de los iones de samario.

Durante las pruebas de laboratorio, se demostró que el cristal del samario permite circular con total libertad la energía infrarroja en una longitud de onda de los 1185 nanómetros (dentro de la ventana de la fibra óptica) en medio de otras longitudes de onda. Los resultados, publicados en el Journal of Applied Physics por el Instituto Americano de Física (AIP), indican que vale la pena estudiar la utilización del samario en los galatos (sales o ésteres de ácido gálico) empleados tanto en los diseños de fibras ópticas como en los propios emisores láser.


Las fibras ópticas han reemplazado al cobre en las grandes redes de datosEl samario es un elemento químico de símbolo Sm y número atómico 62. Es miembro del grupo de las tierras raras; es relativamente estable en el aire y se convierte en gas a los 150ºC. El óxido de samario es de color amarillo pálido y es muy soluble en la mayor parte de los ácidos, dando sales de tonalidad amarillo-topacio en solución. Las tierras raras se componen de mezcla de óxidos e hidróxidos de los elementos del bloque "F" de la tabla periódica de los elementos y van desde el lantano al lutecio, además de escandio e itrio.

Aunque la denominación "tierras raras" podría llevar a la conclusión de que se trata de elementos con escasa abundancia en la corteza terrestre, esto no es así. Algunos elementos como el cerio, el itrio y el neodimio son más abundantes que el plomo, y el tulio (el más escaso) es aún más abundante que el oro o el platino. El término "rara" surgió porque a principios del siglo XX, ante la dificultad de separar los elementos constituyentes de los minerales, éstos eran raramente utilizados para algo. El término "tierra" es una antigua denominación para los óxidos. Los elementos de este grupo se utilizan para fabricar imanes permanentes fuertes (ej. samario-cobalto o neodimio-hierro-boro), materiales superconductores, láser, etc.

http://www.neoteo.com/-19980-samario-mejores-fibras-opticas-con-tierras.neo

Eurix Janeth Gómez Vera
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Diseñan unos convertidores que mejoran la integración de las renovables en la red eléctrica

Los dispositivos capturan la máxima energía de los recursos renovables

Investigadores de de la Universidad de Sevilla han diseñado unos convertidores de potencia que permiten una mayor integración en la red eléctrica de las diferentes tecnologías de energías renovables.


Panel solar. Wikipedia Un grupo de investigadores de los departamentos de Ingeniería Electrónica e Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad de Sevilla ha diseñado unos convertidores de potencia, denominados FACTS, que permiten una mejor integración de las energías renovables en la red eléctrica, informa Ambientum.com.

Los nuevos dispositivos reducen los problemas del funcionamiento intermitente de estas fuentes de energía y garantizan la estabilidad y la calidad de la red a la que se conectan.

El sistema actual de generación de electricidad ha pasado de contar con pocas centrales que producían mucha potencia a un número elevado de plantas de generación de menor potencial basadas en gran medida en energías renovables. Por ello, se necesitan convertidores electrónicos que dispongan de un sistema de comunicación en tiempo real con el fin de conseguir capturar la máxima energía de los recursos renovables, así como garantizar su uso eficiente.

Además, los convertidores FACTS consiguen aumentar el grado de integración de equipos de diferentes fabricantes en plantas de generación de energía solar y parques eólicos. Esto permite una mayor penetración de los sistemas de generación distribuida, ya que pueden ser monitorizados y comandados en tiempo real por los operadores de la red eléctrica.

Este proyecto está englobado en el marco de un programa de investigación de excelencia que la Consejería andaluza de Economía, Innovación y Ciencia ha incentivado con 335.668 euros.


http://www.iies.es/Disenan-unos-convertidores-que-mejoran-la-integracion-de-las-renovables-en-la-red-electrica_a964.html

Eurix Janeth Gómez Vera
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Crean materiales plásticos ignífugos con componentes nanométricos

Controles del equipo denominado calorímetro, con el que se evalúa la resistencia al fuego de los materiales.
El proyecto Nanoignífugo surgió a partir de la necesidad de las empresas dedicadas a la construcción de adaptar sus materiales al nuevo Código Técnico de Edificación que entró en vigor en 2006. El objetivo de Nanoignífugo era obtener nuevos materiales celulares que se acogieran a la clasificación como productos y elementos de construcción en función de su comportamiento frente al fuego, según establecía la normativa europea en la que se basaba el nuevo código.Partiendo de este punto, el Centro Tecnológico de Miranda de Ebro (CTME), en Burgos, junto con el Cellmat (Laboratorio de Materiales Celulares del Departamento de Física de la Universidad de Valladolid) se planteó crear materiales de base polimérica, es decir, plásticos, con retardantes de llama basados en componentes nanométricos como nanoarcillas, nanotubos y nanofibras de carbono. La clave para conseguir materiales resistentes al fuego que se adapten a la nueva normativa es usar compuestos libres de halógenos. Tal y como explica la coordinadora del proyecto, Silvia Román, “uno de los principales problemas que tienen la mayoría de los productos ignífugos es que contienen en su formulación halógenos que al entrar en combustión liberan gases tóxicos perjudiciales para la salud”. En este proyecto la solución son retardantes de llama habituales como los compuestos de fósforo o las cargas minerales con moléculas de agua en su composición (hidróxidos metálicos o aluminosilicatos). El proyecto contempla una segunda vertiente: el trabajo con materiales celulares, o lo que es lo mismo, espumas poliméricas, que constituye la principal aportación del Cellmat. “Una vez tenemos esos materiales sólidos, ya ignífugos, libres de halógenos y que utilizan nanocargas necesitamos que tengan una estructura celular que nos permita reducir su peso y densidad de manera que abaratemos costes”, puntualiza Silvia Román. El producto que se obtiene medioambientalmente es muy bueno porque el plástico que se utiliza es reciclable y porque toda la parte mineral que se incluye se descompone sin emitir gases tóxicos, sólo libera vapor de agua. Desde el punto de vista tecnológico, añade Silvia Román, supone también un gran avance porque hasta ahora no se había creado una estructura celular en materiales que tuvieran un gran contenido de cargas minerales. Las posibles aplicaciones de uso final de estos materiales, dentro del sector de la construcción, pasan por formar elementos tales como láminas, tubos, aislantes térmicos o paneles. Sin embargo, los investigadores consideran que los resultados pueden extenderse a otros campos, como el sector aeronaútico y el de la automoción (cableado, dispositivos electrónicos, etcétera.).

http://fadweb.org/premsamater/

Eurix Janeth Gómez Vera
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Un espesor de vidrio flexible de 20 micras

La compañía japonesa ha presentado la tecnología Micro JPCA Show 2010 (Associacion Japonesa de Embalaje y Circuitos Electrónicos), celebrada del 2 al 4 de junio de 2010, un nuevo vidrio ultra delgado y flexible. Este material esta destinado al desarrollo de sustrato para las pantallas planas, especialmente aquellas que utilizan la tecnología de OLED(Diodo emisor Orgánico). La compañía Micron Technology, con sede en Tokio, esta especializada en la fabricación de filtros de color y sustratos de vidrio que incorporan electrodos. Ya ofrecia unos sustratos de vidrio flexible de un tamaño máximo de 370 mm x 470 mm, pero con una espesor de entre 30 y 50 micrones. La empresa ha conseguido adelgazar su producto hasta 20 micras. Por lo general, los sustratos de las pantallas se hacen con polímero. Sin embargo, el vidrio ofrece una mayor estabilidad geometrica, una mejor resistencia al calor, y una baja permeabilidad a los gases. Su inconveniente era su rigidez, un problema que parece resuelto, segun dijo la compañía. La película de vidrio se presentó como un prototipo, pero la compañía cree que puede sacar rápidamente al mercado su nuevo producto.

http://www.bulletins/electroniques.com/actualites/63711.htm

Eurix Janeth Gómez Vera
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Una nueva revolución en la nanotecnología

Un nuevo y emocionante material artificial está suscitando toda una revolución en el desarrollo de materiales para aplicaciones electrónicas gracias a la colaboración entre investigadores europeos.

El descubrimiento resulta de una colaboración entre el grupo de teoría del profesor Philippe Ghosez (Universidad de Lieja, Bélgica) y el grupo experimental del profesor Jean-Marc Triscone (Universidad de Ginebra, Suiza). Uno de los investigadores principales de este proyecto, el Dr. Matthew Dawber, que recientemente se unió al Departamento de Física y Astronomía en la Universidad de Stony Brook, estuvo en primera línea de esta iniciativa dirigida a crear y comprender estos materiales. "Aparte de las aplicaciones inmediatas que podrían surgir del nanomaterial, este descubrimiento inaugura un campo de la investigación completamente nuevo y abre la posibilidad de crear nuevos materiales funcionales partiendo de un nuevo concepto: la ingeniería del contacto entre superficies a escala atómica", comentó el Dr. Dawber.One of the lead researchers on this project, Matthew Dawber, who recently joined the Department of Physics and Astronomy at Stony Brook University , will be at the forefront of the continued effort to make and understand these revolutionary artificial materials in his new lab.

El nuevo material se trata de una estructura en configuración de "superred" compuesta de diferentes óxidos de metales de transición. Los óxidos de metal de transición presentan propiedades eléctricas y magnéticas singulares tales como magnetorresistencia gigante, transiciones metal-aislante o superconductividad.

Los óxidos de metal de transición pertenecen a un campo de la ciencia relativamente nuevo. Saltaron a los titulares por primera vez en 1986, con el descubrimiento de los superconductores de alta temperatura (premio Nobel de Física). Gracias a ellos, algunos materiales pueden mantener la superconductividad a temperaturas por encima al punto de ebullición del nitrógeno líquido (77 K ó -196°C).

Aparte de la superconductividad, los óxidos de metal de transición tienen aplicaciones en los ámbitos de los aislamientos y los semiconductores, entre otros. Dadas sus diversas aplicaciones, poseen también la capacidad de integrarse en numerosos dispositivos.

La nueva superred creada por el grupo del proyecto consiste en una estructura que está compuesta por múltiples capas alternas de grosor nanométrico de dos óxidos distintos, PbTiO3 y SrTiO3 (estructura perovskita multicapa). Esto dota a la red de propiedades radicalmente distintas de las de los dos óxidos por separado. Estas nuevas propiedades son consecuencia directa de la estructura artificial en capas y se derivan de interacciones a escala atómica en las zonas de contacto entre las capas. En definitiva, esta superred elaborada después de años de experimentos e intentos fallidos, está compuesta por una especie de estructura con dimensiones nano. La fusión de ambos materiales dota a la nanosuperred de capacidades sorprendentes, y ha despertado el interés de muchos, ya que está generando una revolución en el área nanotecnológica.

El PbTiO3 y el SrTiO3 son dos óxidos bien conocidos y bien caracterizados. Uno presenta una inestabilidad estructural ferroeléctrica y, el otro, inestabilidad estructural no polar. En un estudio teórico realizado en Lieja, usando sofisticadas técnicas de simulación, se predijo que, si estos materiales se combinasen en una superred, ocurriría un acoplamiento inusual y sorprendente entre los dos tipos de inestabilidades, que es lo que provoca la llamada ferroelectricidad impropia.

La ferroelectrónica tiene muchas aplicaciones, desde las memorias informáticas no volátiles avanzadas a las máquinas microelectromecánicas o los detectores de infrarrojos. La ferroelectricidad impropia es un tipo de ferroelectricidad que se produce raras veces en materiales naturales y cuyos efectos suelen ser demasiado pequeños para poder aprovecharse.

Un estudio experimental paralelo realizado en Ginebra confirmó el carácter ferroeléctrico impropio en este tipo de superred y encontró indicios de una nueva propiedad excepcionalmente útil: la dieléctrica. Se trata de la capacidad de poseer una temperatura muy alta y, simultáneamente, ser independiente de la temperatura, dos características que suelen excluirse mutuamente, pero que en este caso se reúnen por primera vez en un mismo material.

En la figura anterior, el plomo (Pb) corresponde a los átomos en color gris, el estroncio (Sr) son los átomos en azul, los átomos de titanio (Ti) en verde y los átomos de oxígeno (O) en rojo. La nube de electrones asociado está en amarillo. Las distintas rotaciones de los átomos de oxígeno (en rojo) en capas consecutivas son generadas por la estratificación producida artificialmente en la estructura


http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2010/01/29/una-nueva-revolucion-en-la-nanotecnologia/#more-1137

Eurix Janeth Gómez Vera
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¿Nos darán las renovables la independencia energética?

Siguiendo el sentido común, parece lógico pensar que las energías renovables reducirán nuestra dependencia energética exterior y nos proporcionarán un cierto grado de libertad. Pero, ¿es eso cierto?

Las energías renovables tienen, como todas las fuentes energéticas, ventajas e inconvenientes. Unos de los problemas de la generación renovable es su intermitencia y su dependencia de factores climatológicos. Parece evidente que por la noche no hay sol, que hay años que llueve muy poco y que muchas veces no sopla el viento. Es de cajón, por tanto, que un sistema eléctrico basado en la generación masiva con energías renovables es inviable si no se aplican conjuntamente tecnologías de almacenamiento de la energía. El problema de las energías renovables tiene, en realidad, dos vertientes:

1.Tener las materias primas para construir los paneles solares y los molinos de viento.
2.Tener las materias primas para construir las “pilas” donde almacenar la energía.
Y aquí es donde pueden venir los problemas, en los dos puntos, para ser exactos. Y aquí es, también, donde entran en acción las Tierras Raras. Son éstas unos elementos naturales que probablemente recuerde usted de su época en la secundaria. Ejemplos de estos elementos son el Neodimio, el Lantano, el Disprosio y el Terbio. ¿Dónde quiero llegar, se preguntarán ustedes? Pues al meollo de la cuestión:

No puede usted construir un molino eólico sin Neodimio, no puede usted construir pilas de Níquel-MetalHidruro sin Lantano y Cerio, no puede usted construir un Toyota Prius sin Lantano y Cerio, no puede usted construir un motor eléctrico sin Disprosio, no puede usted construir una bombilla de bajo consumo sin Neodimio y Terbio. ¿Van captando por dónde van los tiros? Lo mejor está por llegar….

¿Quién tiene más del 95% de las Tierras Raras de nuestro planeta? La respuesta en la siguiente gráfica de la Agencia Estadounidense de Seguimiento Geológico (USGS) publicada en el New York Times.

China, damas y caballeros. Todos los países industrializados del mundo dependen de China. Es que no se puede hacer ni un iPod sin China (y no es precisamente por su mano de obra barata). Podrían ustedes decir que la energía se puede almacenar también en pilas de Litio. Razón tienen. Hagámonos, por tanto, la misma pregunta ¿Quién tiene la mitad de las reservas de Litio del planeta? Evo Morales, la respuesta no es mucho más halagüeña. China o el tándem Morales-Chávez…

Y cuando las materias primas tienen un único productor ya sabemos lo que sucede con los precios. Para muestra, se ve en la gráfica la evolución en el precio del Disprosio durante estos últimos años. De momento, a finales del año pasado, China amenazó con cortar las exportaciones de tierras raras para “favorecer” su propia industria de fabricación de molinos eólicos. Tras las presiones internacionales dieron marcha atrás, pero anunciaron que reducirán las exportaciones de tierras raras un 12% cada año. Las reacciones no se han hecho esperar. Algunos fabricantes de molinos eólicos americanos (incluyendo General Electric) han trasladado la fabricación de turbinas de USA a China, para asegurarse que no se quedan sin materias primas. El doble problema carece de solución: no tenemos las materias primas para construir molinos y no tenemos las materias primas para construir los dispositivos que almacenen la energía. De momento y, a la espera del descubrimiento de nuevos materiales, sin China no hay renovables para nadie…

¿De verdad las energías renovables nos van a dar la independencia energética?

http://www.madrimasd.org/blogs/ciencianuclear/2010/04/05/131683

Científicos de la BUAP desarrollan nuevos materiales para mejorar transmisiones satelitales

Este innovador proceso de la BUAP permite fabricar dispositivos como fotodetectores o fototransmisores con mucho más ventajas ópticas y electrónicas


Los semiconductores, como los diodos y transistores, son componentes indispensables en la moderna industria electrónica y su demanda aumenta. Ante ello, un grupo de investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) experimenta con nuevos materiales y procedimientos para fabricar uno a más bajo costo.

Especialistas del Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores del Instituto de Ciencias de la BUAP, que son liderados por el doctor Javier Martínez Juárez, aunaron una nueva técnica de elaboración con una combinación ternaria de elementos químicos (antimoniurio de galio más aluminio) para desarrollar a nivel de laboratorio el nuevo componente.

Este innovador proceso de la BUAP permite fabricar dispositivos como fotodetectores o fototransmisores (detectores y emisores de luz) con mucho más ventajas ópticas y electrónicas respecto a los que ya se producen comercialmente; además de mejores características estructurales en las películas semiconductoras que los revisten.

Los elementos semiconductores como los usados en el experimento tienen una gran versatilidad, ya que actúan como conductores eléctricos o bien como aislantes, en función de la temperatura del medio ambiente que los rodea. Esto les confiere una amplia utilidad industrial, sobre todo en la manufactura de piezas ópticas y electrónicas.

Los fototransmisores y los fotodetectores (ambos son dispositivos semiconductores) se emplean en algunas aplicaciones que incluyen las telecomunicaciones por vía satelital.

Es en este campo donde los especialistas de la BUAP buscan hacer su mayor contribución, pues con el antimoniurio de galio podrán producir piezas con una mayor sensibilidad y capacidad de acoplamiento a ciertas frecuencias.

“Ya logramos transmitir señales satelitales de audio y video con apoyo de láseres y fibra óptica, de modo que este nuevo material semiconductor abre un mundo de posibilidades”, anticipa el doctor Martínez Juárez.

Enlaces satelitales

El empleo de láseres en las telecomunicaciones vía satélite para hacer más óptima la transmisión y recepción de información como audio, video u otros datos (en lugar de ondas de radio en el espectro de las microondas) es una aplicación novedosa de los semiconductores, que los expertos en tecnología han comenzado a explorar recientemente.

Un ejemplo es el intercambio de señales que tuvo lugar hace poco más de un año entre los satélites Terra SAR-X (Alemania) y otro perteneciente a la Agencia de Defensa Antimisiles de Estados Unidos, en la cual por primera vez se utilizó el láser para esta clase de interacción.

Resultó que los haces luminosos cubrieron casi 5 mil kilómetros de distancia entre ambos artefactos sin ningún error y con una “carga” de datos que fue equivalente a la que contienen 400 DVD estándar por hora.

Esto representa una eficiencia en la transmisión de datos unas 100 veces mayor de la que hasta ahora es posible lograr con la utilización de sistemas de microondas y en el futuro podría aplicarse no sólo a las comunicaciones terrestres, sino también a las espaciales, para hacer enlaces en tiempo real con otros cuerpos del Sistema Solar, como Marte, por ejemplo.

Esto beneficiaría la labor de los equipos científicos que en sus laboratorios controlan y dan seguimiento al gran cúmulo de datos enviado por las sondas espaciales, robots o naves no tripuladas acerca de los lugares donde exploran.

Para explicar este trabajo, el doctor Martínez Juárez evoca los elementos que intervienen en las telecomunicaciones actuales basadas en microondas: “la fuente emisora de radio se sustituye con el láser; el espacio (por donde viajan las ondas) con fibra óptica y el receptor se cambia por un fotodetector”.

El también doctor en ciencias con especialidad en ingeniería eléctrica dice que “cuando todos estos elementos se acoplan adecuadamente a una misma frecuencia se logran transmisiones de datos muy eficientes”.

Sin embargo, el profesor de posgrado en la BUAP aclara que todavía hay ciertas limitaciones, pues se han fabricado láseres que funcionan muy bien a 1.55 micras, rango en el que también la fibra óptica tiene las menores pérdidas de señal. El problema es que los fotodetectores hoy en uso no están a punto para recibir en ese lapso.

“Es como si quisiéramos sintonizar una estación de radio que transmite en 900 Khz de AM y ponemos la aguja del dial en los 890 Khz; a la mejor podemos captar la señal, pero será bastante distorsionada”, por ello, apunta, las industrias en todo el mundo ahora tratan de fabricar un fotodetector que posea su máxima sensibilidad y mayor eficiencia en dicho rango (1.55 micras).

Producción viable

El antimoniurio de galio, a diferencia de otros materiales que ya desde hace décadas se utilizan para fabricar semiconductores (como el germanio o como el silicio) se ajusta “de manera natural” al rango de frecuencia antes mencionado, por lo cual podría ayudar a resolver el problema del acoplamiento de las señales satelitales.

Además, el proceso químico para obtenerlo (conocido también como epitaxia en fase líquida) es muy económico, ya que no requiere adaptar la infraestructura hoy utilizada en las industrias para armar otros dispositivos con materiales diferentes. Esto, eventualmente permitirá fabricarlo a nivel masivo sin mayores inversiones en equipo.

Por ello, los académicos de la BUAP seguirán probando con dispositivos hechos con el antimoniurio de galio y el aluminio hasta conseguir un sistema de transmisión que prescinda de los cables. “Aunque hay grupos industriales que investigan estas áreas, no existe en el mercado mundial un dispositivo con el mismo material y que tenga características similares”, explica Martínez Juárez.

Es por eso que invita a los empresarios mexicanos a tener confianza y vincularse con los grupos de investigación nacionales que exploran estas líneas de trabajo, para de esta manera estimular los desarrollos propios y evitar la dependencia tecnológica. “Tal vez alguna industria interesada podría reforzarse en su infraestructura si decide fabricar estos semiconductores”.


http://noticias.universia.net.mx/ciencia-nn-tt/noticia/2010/05/20/230865/cientificos-buap-desarrollan-nuevos-materiales-mejorar-transmisiones-satelitales.html


Eurix Janeth Gómez Vera
CI 18392113