Nuevos materiales a escala nanométrica

¿Podemos ver, caracterizar y medir propiedades de sustancias con tamaño atómico? Un grupo de investigación de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) estudia nuevos materiales inorgánicos a escala nanométrica, con el objetivo de fabricar nanodispositivos electrónicos.

Que el tamaño es importante es un hecho patente en los grandes hallazgos de la ciencia. Así opinaba Albert Einstein (Premio Nobel de Física en 1921), quien ya en el año 1905 publicó unos trabajos relacionados con la determinación del tamaño de los átomos.

Lo mismo pensó Richard Feynmann (Premio Nobel de Física 1965), que atrajo la atención de la comunidad científica con la idea que expuso en una conferencia sobre el futuro de la investigación: «A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo». Probablemente estas palabras sirvieron de inspiración a muchos investigadores, como Sumio Iijima, Premio Príncipe de Asturias en 2008 y descubridor de los nanotubos de carbono. Estos nuevos materiales en forma de tubo con diámetro nanométrico y formados únicamente por carbono, presentan propiedades conductoras excepcionales. Los nanotubos sirvieron al ingeniero de IBM James Gimzewski para entrar hace tan solo 8 años en el libro Guinness de los récords por haber inventado la calculadora más pequeña del mundo.

La importancia del tamaño para los investigadores ha dado paso a una nueva disciplina conocida como "Nanotecnología", que trata de controlar y explotar los fenómenos y las nuevas propiedades de la materia a escala nanométrica (1 nanómetro equivale a 0,000000001 metro). Como se ha ido descubriendo en los últimos años, en esta escala, las moléculas pueden presentar propiedades totalmente nuevas, por lo que muchos científicos de diferentes áreas están intentando obtener materiales de tamaño nanométrico con los que construir dispositivos y sistemas novedosos, poco costosos y, sobre todo, con propiedades únicas.

El grupo de investigación en Química de Coordinación de compuestos con enlace Metal-Metal (QCMM), de la Universidad Complutense de Madrid dirigido por el Prof. Reyes Jiménez Aparicio (Dpto. Química Inorgánica I), trabaja en este campo. Sus objetivos son sintetizar, caracterizar y organizar a escala nanométrica materiales poliméricos inorgánicos que sean conductores, para la fabricación de nanocircuitos basados en estas moléculas. De la gran variedad de posibles nanomateriales útiles, el área de investigación del grupo son los polímeros basados en compuestos de coordinación.

Los polímeros de coordinación han adquirido un notable interés en los últimos años como materiales con potenciales aplicaciones en diversos campos. Concretamente, se ha demostrado que los polímeros tipo MMX (M= metal de transición, X= Halógeno) muestran interesantes propiedades eléctricas y magnéticas. Este tipo de compuestos podrían formar hilos moleculares (nanocables), una alternativa a los nanotubos de carbono con ciertas ventajas frente a ellos ya que pueden ser fácilmente funcionalizados. El uso de nuevas técnicas experimentales como la Microscopía de Fuerzas Atómicas, (o AFM, Atomic Force Microscopy) permite caracterizar estos materiales morfológica y eléctricamente (ver imágenes).

Los resultados no han tardado en llegar: gracias a un trabajo conjunto con otros grupos de investigación (F. Zamora y J. Gómez-Herrero Universidad Autónoma de Madrid, UAM), se han preparado y caracterizado fibras individuales basadas en polímeros MMX con metales como rutenio y platino[1]. Actualmente se está ampliando este estudio a materiales que contengan otros metales como rodio[2], níquel o paladio.

Imágenes obtenidas por AFM de un nanohilo molecular (a) y de varios nanohilos entrelazados (b). Modelo de la estructura molecular de un polímero de tipo MMX (c), preparado en el laboratorio del grupo de Química de la Coordinación de compuestos con enlace Metal-Metal.

La nanociencia va más allá de la anécdota o la miniaturización de los dispositivos. Si los científicos no dejamos de lado nuestra curiosidad por la investigación básica y los fenómenos que se producen a escala nanométrica, y llegamos a conocer y controlar el comportamiento de las cosas pequeñas, conseguiremos grandes avances y aplicaciones en campos tan importantes como la medicina o la ingeniería. Porque en ciencia el tamaño sí importa... y no siempre lo grande es lo mejor.


http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=44217


Eurix Janeth Gómez Vera
CI 1839213
ESS

Los nuevos materiales: nanotecnologia, metamateriales, inteligentes, biométicos e "invisibles"

La nanotecnología es uno de los novedosos campos que promete cambios espectaculares en la fabricación de nuevos materiales. La nanotecnología es la ciencia de fabricar y controlar estructuras y máquinas a nivel y tamaño molecular, capaz de construir nuevos materiales átomo a átomo. Su unidad de medida, el nanómetro, es la milmillonésima parte de un metro, 10 -9 metros. Algunos de estos dispositivos se utilizan en la actualidad, como por ejemplo los nanotubos, pequeñas tuberías conformadas con átomos de carbono puro para diseñar todo tipo de ingenios de tamaño nanoscópico.

También existen los metamateriales, compuestos cuyas propiedades físicas son distintas a la de sus constituyentes. Algunos de ellos se fabrican con técnicas de nanotecnología similares a las que se usan para fabricar micromáquinas y circuitos integrados. Una ventaja de estos metamateriales es que con ellos se podrían fabricar lentes planas que permitirían enfocar la luz en áreas más pequeñas que la longitud de onda de la luz, con lo que podrían conseguirse aplicaciones en el terreno de la óptica o de las comunicaciones totalmente inéditas. Una de estas posibles aplicaciones serían los ordenadores ópticos, muchísimo más potentes y rápidos que los actuales, aunque su desarrollo se encuentra todavía en una fase muy preliminar.

Asimismo, los materiales inteligentes revolucionarán la forma de concebir la síntesis de materiales, puesto que serán diseñados para responder a estímulos externos, extender su vida útil, ahorrar energía o simplemente ajustarse para ser más confortables al ser humano. Así, las investigaciones en nanomateriales permitirán en el futuro, por ejemplo, sistemas de liberación de fármacos ultra-precisos, nanomáquinas para microfabricación, dispositivos nanoelectrónicos, tamices moleculares ultra-selectivos y nanomateriales para vehículos de altas prestaciones. Los materiales inteligentes podrán replicarse y repararse así mismos, e incluso, si fuera necesario, autodestruirse, reduciéndose con ello los residuos y aumentando su eficiencia. Entre los materiales inteligentes que se están investigando se encuentran los músculos artificiales o los materiales que “sienten” sus propias fracturas.

Por su parte, los materiales biomiméticos buscan replicar o “mimetizar” los procesos y materiales biológicos, tanto orgánicos como inorgánicos. Los investigadores que trabajan en este tipo de materiales persiguen un mejor conocimiento de los procesos utilizados por los organismos vivos para sintetizar minerales y materiales compuestos, de manera que puedan desarrollarse, por ejemplo, materiales ultraduros y, a la vez, ultraligeros.

La llamada biomedicina, así como otras nuevas disciplinas, como la biotecnología, la genómica o la proteinómica, persiguen también la creación de nuevos materiales que puedan dar lugar al desarrollo, por ejemplo, de tejidos y órganos artificiales biocompatibles, células madre, contenedores de tamaño molecular e inteligentes para la dosificación controlada de fármacos, proteínas bioactivas y genes, chips de ADN, dispositivos de bombeo, válvulas altamente miniaturizadas, una especie de plásticos, los polímeros, altamente biodegradables y medioambientalmente limpios a partir de microorganismos para evitar la utilización de derivados del petróleo como materia prima, y un sinfín de posibilidades que hoy por hoy se encuentran en la mente de los científicos.

Pedro Gómez Romero, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSIC, habla también de ‘materiales invisibles’: “Son especies y subespecies de materiales que no están a la vista, pero que constituyen la esencia de multitud de dispositivos y productos que cada vez nos parecen más indispensables”. Su utilidad reside no tanto en sus propiedades mecánicas como en sus propiedades químicas, magnéticas, ópticas o electrónicas. Aunque representen una pequeña parte de los dispositivos en los que actúan, cumplen en ellos un papel estelar. Entre estos materiales invisibles, se habla por ejemplo de los empleados en las baterías, en las pantallas planas de ordenadores, teléfonos móviles, paneles electrónicos y otros dispositivos, o en las películas sensibles a los rayos-X.



http://indumentariaymoda.com/2009/06/15/los-nuevos-materiales-nanotecnologia-metamateriales-inteligentes-biometicos


Eurix Janeth Gómez Vera
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Nuevos materiales inteligentes cambian de forma y mejoran procedimientos médico

Dentro del proyecto IBE-RM, una de las aplicaciones concebidas para el sector médico es una pinza quirúrgica hecha de un polímero hidroactivo que se cierra en contacto con la humedad. Esta pinza podrá ser utilizada como extremo de catéter en intervenciones menos invasivas.

Pinza quirúrgica de cierre automático con pastilla de polímero que se activa en contacto con la humedad

Piezas que cambian de forma en respuesta a la humedad o a campos magnéticos. Materiales que mezclan substancias orgánicas para aumentar su resistencia y potencial biodegradable. El desarrollo de compuestos inteligentes aplicados a las tecnologías de fabricación rápida contribuirá a la creación de productos con funcionalidades innovadoras y sin limitaciones geométricas para muchos sectores, en especial para el médico.

Hablamos de uno de los frentes de estudio del proyecto IBE-RM, consorcio español de I+D que tiene como objetivo consolidar en España el uso de las tecnologías de Rapid Manufacturing a través del desarrollo de nuevas tecnologías, materiales y aplicaciones.

Una de las aplicaciones concebidas por el consorcio para el sector médico consiste en una pinza quirúrgica hecha de un polímero hidroactivo, el cual se cierra en contacto con la humedad. Esta pinza podrá ser utilizada como extremo de catéter en intervenciones menos invasivas. La misma aplicación podrá fabricarse con elastómeros magnetoactivos –plásticos capaces de modificar sus propiedades mecánicas o su geometría como respuesta a cambios de un campo magnético. Este material también puede aplicarse en el desarrollo de sensores biomédicos, ya que sus propiedades magnéticas pueden cambiar como consecuencia a cambios de ciertas variables de su entorno.

“Nuestra contribución al proyecto consiste en estudiar materiales con funcionalidades ‘inteligentes’ ya existentes en el mercado y adaptarlos según los requerimientos de las tecnologías de Rapid Manufacturing con las que trabaja el consorcio”, afirma Suny Martínez, del departamento de Ingeniería de Productos y Ensayos del Centro Tecnológico AIJU, líder de este subproyecto.

“Con eso, ampliamos la oferta de materiales procesables a través de tecnologías de fabricación rápida. Nuevos productos innovadores serán desarrollados y se dirigirán a un gran número de sectores”, comenta la experta.

Materiales ecológicos

La mezcla de materiales orgánicos con polímeros es una alternativa para aumentar la capacidad de degradación de los plásticos y reducir el impacto sobre el medio ambiente. Además, se pueden aportar mejoras en las características mecánicas del producto final, como mayor resistencia.

Para ampliar la carta de materiales para el procesado a través de las tecnologías de Rapid Manufacturing, el consorcio IBE-RM investiga en compuestos plásticos formados con cáscara de almendra. Este método de fabricación se caracteriza por usar un laser para sinterizar el polvo, construyendo una pieza final capa a capa a partir de un diseño digital. Otra formulación actualmente en prueba utiliza la fibra de platanera sobre una matriz de poliuretano. Esta fibra natural actúa como refuerzo de dichos materiales y su uso en la fabricación de series cortas de piezas por colada en vacío resulta una alternativa viable al empleo de otro tipo de materiales para la obtención de piezas de propiedades mecánicas más elevadas.

Rapid Manufacturing

Las tecnologías de Rapid Manufacturing (fabricación rápida) permiten la obtención de prototipos o piezas finales altamente personalizadas y de geometría compleja a partir de la deposición continua de capas de material metálico o polimérico.

El proyecto IBE-RM tiene como reto desarrollar una tecnología de fabricación rápida MADE IN SPAIN. Para eso, el consorcio cuenta con la participación de 27 socios, entre empresas, universidades y centros tecnológicos.

La investigación dispone de tres frentes de acción: tecnologías de Rapid Manufacturing, desarrollos de materiales, e implementación de tecnologías de información y comunicación en procesos productivos.

El proyecto es liderado por la Fundación Ascamm, miembro de TECNIO, la red creada por ACC1Ó y que aglutina a los agentes expertos en Transferencia Tecnológica de Catalunya.

Con duración prevista hasta 2012 y un presupuesto de 3,3 millones de euros para los dos primeros años, el proyecto está parcialmente financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, así como por la Unión Europea dentro del Programa Operativo de I+D+i por y para el beneficio de las empresas (Fondo Tecnológico) del FEDER.


http://www.plataformasinc.es/index.php/Noticias/Nuevos-materiales-inteligentes-cambian-de-forma-y-mejoran-procedimientos-medicos

Eurix Janeth Gómez Vera
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Nuevos materiales inteligentes cambian de forma y mejoran procedimientos médico

Dentro del proyecto IBE-RM, una de las aplicaciones concebidas para el sector médico es una pinza quirúrgica hecha de un polímero hidroactivo que se cierra en contacto con la humedad. Esta pinza podrá ser utilizada como extremo de catéter en intervenciones menos invasivas.

Pinza quirúrgica de cierre automático con pastilla de polímero que se activa en contacto con la humedad

Piezas que cambian de forma en respuesta a la humedad o a campos magnéticos. Materiales que mezclan substancias orgánicas para aumentar su resistencia y potencial biodegradable. El desarrollo de compuestos inteligentes aplicados a las tecnologías de fabricación rápida contribuirá a la creación de productos con funcionalidades innovadoras y sin limitaciones geométricas para muchos sectores, en especial para el médico.

Hablamos de uno de los frentes de estudio del proyecto IBE-RM, consorcio español de I+D que tiene como objetivo consolidar en España el uso de las tecnologías de Rapid Manufacturing a través del desarrollo de nuevas tecnologías, materiales y aplicaciones.

Una de las aplicaciones concebidas por el consorcio para el sector médico consiste en una pinza quirúrgica hecha de un polímero hidroactivo, el cual se cierra en contacto con la humedad. Esta pinza podrá ser utilizada como extremo de catéter en intervenciones menos invasivas. La misma aplicación podrá fabricarse con elastómeros magnetoactivos –plásticos capaces de modificar sus propiedades mecánicas o su geometría como respuesta a cambios de un campo magnético. Este material también puede aplicarse en el desarrollo de sensores biomédicos, ya que sus propiedades magnéticas pueden cambiar como consecuencia a cambios de ciertas variables de su entorno.

“Nuestra contribución al proyecto consiste en estudiar materiales con funcionalidades ‘inteligentes’ ya existentes en el mercado y adaptarlos según los requerimientos de las tecnologías de Rapid Manufacturing con las que trabaja el consorcio”, afirma Suny Martínez, del departamento de Ingeniería de Productos y Ensayos del Centro Tecnológico AIJU, líder de este subproyecto.

“Con eso, ampliamos la oferta de materiales procesables a través de tecnologías de fabricación rápida. Nuevos productos innovadores serán desarrollados y se dirigirán a un gran número de sectores”, comenta la experta.

Materiales ecológicos

La mezcla de materiales orgánicos con polímeros es una alternativa para aumentar la capacidad de degradación de los plásticos y reducir el impacto sobre el medio ambiente. Además, se pueden aportar mejoras en las características mecánicas del producto final, como mayor resistencia.

Para ampliar la carta de materiales para el procesado a través de las tecnologías de Rapid Manufacturing, el consorcio IBE-RM investiga en compuestos plásticos formados con cáscara de almendra. Este método de fabricación se caracteriza por usar un laser para sinterizar el polvo, construyendo una pieza final capa a capa a partir de un diseño digital. Otra formulación actualmente en prueba utiliza la fibra de platanera sobre una matriz de poliuretano. Esta fibra natural actúa como refuerzo de dichos materiales y su uso en la fabricación de series cortas de piezas por colada en vacío resulta una alternativa viable al empleo de otro tipo de materiales para la obtención de piezas de propiedades mecánicas más elevadas.

Rapid Manufacturing

Las tecnologías de Rapid Manufacturing (fabricación rápida) permiten la obtención de prototipos o piezas finales altamente personalizadas y de geometría compleja a partir de la deposición continua de capas de material metálico o polimérico.

El proyecto IBE-RM tiene como reto desarrollar una tecnología de fabricación rápida MADE IN SPAIN. Para eso, el consorcio cuenta con la participación de 27 socios, entre empresas, universidades y centros tecnológicos.

La investigación dispone de tres frentes de acción: tecnologías de Rapid Manufacturing, desarrollos de materiales, e implementación de tecnologías de información y comunicación en procesos productivos.

El proyecto es liderado por la Fundación Ascamm, miembro de TECNIO, la red creada por ACC1Ó y que aglutina a los agentes expertos en Transferencia Tecnológica de Catalunya.

Con duración prevista hasta 2012 y un presupuesto de 3,3 millones de euros para los dos primeros años, el proyecto está parcialmente financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, así como por la Unión Europea dentro del Programa Operativo de I+D+i por y para el beneficio de las empresas (Fondo Tecnológico) del FEDER.


http://www.plataformasinc.es/index.php/Noticias/Nuevos-materiales-inteligentes-cambian-de-forma-y-mejoran-procedimientos-medicos

Eurix Janeth Gómez Vera
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Un avance en los chips podría conducir a computadoras más rápidas

Un novedoso método de producción de placas de circuitos podría conducir a una nueva generación de computadoras más rápidas, más pequeñas y energéticamente más eficientes

El nuevo método se basa en el grafeno, un compuesto de carbono con forma de panal de abejas, de 1 átomo de espesor, que ha atormentado a los científicos durante años con unas propiedades eléctricas que lo convierten en un reemplazante prometedor del silicio de los chips actuales. Por desgracia, producir componentes reales de grafeno es difícil y prohibitivamente caro.

En el número del 11 de junio de la revista Science unos investigadores detallaron cómo evitaron muchos de estos problemas usando un microscopio de fuerza atómica de punta calentada para crear grafeno sobre obleas de un material relacionado.

“Usamos láminas muy largas de óxido de grafito. Cuando éste se calienta, se reduce de nuevo a grafeno”, explicó Paul Sheehan, director de la sección de Nanociencia de Superficie y Sensores de la Oficina de Investigación Naval y autor principal del nuevo documento. “Lo bueno es que puedes escribir circuitos donde lo desees”.

Esta nueva técnica consiste en tallar canales de grafeno a partir de obleas de óxido de grafito. La punta calentada de un microscopio de fuerza atómica puede sacar los átomos de oxígeno de la parte superior de la oblea, dejando grafeno puro y eléctricamente conductivo, a su paso.


Antes, los científicos tenían que montar cualquier componente eléctrico de grafeno a partir de jirones sueltos del material. Además de ser un proceso tedioso, inexacto y difícil, el grafeno en sí es sumamente caro.

Este procedimiento simplifica el montaje usando un material relativamente barato como punto de partida y un método escalable que se puede aplicar fácilmente a las líneas de producción de tamaño industrial.

Modelando el grafeno, los científicos pueden convertirlo en circuitos, transistores o cualquier otro componente que haga falta para fabricar el chip de una computadora. En los chips que se utilizan en la actualidad el silicio necesita metales y otros materiales para producir un elemento funcionante.

Y mientras los canales de grafeno tallados en el óxido de grafito forman los componentes eléctricos del chip, el resto del óxido de grafito ayuda aislando al circuito de grafeno, y proporcionando un anclaje químico para los sensores y otros elementos adicionales al chip.



http://axxon.com.ar/noticias/2010/06/un-avance-en-los-chips-podria-conducir-a-computadoras-mas-rapidas/

Eurix Janeth Gómez Vera
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Nanotecnología: Cerraduras y llaves para construir pequeñas estructuras

Investigadores de EEUU han inventado una técnica de “cerradura y llave” que hace que se puedan montar partículas pequeñas en una variedad de estructuras diminutas

El método puede aportar una manera sencilla de crear materiales tecnológicamente útiles a escalas de longitud de micrómetros y nanómetros.


Las partículas que miden entre 100 nm y 1 micra son elementos excelentes para fabricar dispositivos optoelectrónicos. Estas partículas tienen aproximadamente el mismo tamaño que las longitudes de onda en la parte visible del espectro electromagnético, de manera que interactúan fuertemente con la luz.

Una forma prometedora de crear dispositivos es dispersar las partículas en un líquido y que formen un coloide que luego se puede solidificar para crear un cristal coloidal. Las propiedades ópticas de los cristales se pueden ajustar cambiando el espacio entre las partículas. Generalmente se crean dispositivos explotando la capacidad de algunas partículas de autoensamblarse para formar estructuras específicas. Se puede utilizar química de superficie para controlar las formas de estas estructuras revistiendo las partículas con moléculas, como las hebras de ADN, que se unen entre sí.

Configurando algunos bloques de construcción básicos

Ahora Stefano Sacanna, y sus colegas de la Universidad de Nueva York, han inventado un nuevo método de control que no depende de la química en la superficie de las partículas, sino sólo de sus formas. Como resultado, el proceso escapa a muchos problemas asociados con este revestimiento de las partículas con moléculas o el tratamiento de sus superficies. “Idealmente, usted podría diseñar un conjunto con geometría precisa y propiedades físicas y químicas bien definidas dando forma a algunos bloques de construcción básicos y dejando que ellos se auto ensamblen con un mecanismo de cerradura y llave”, dice Sacanna.

La técnica emplea dos partículas con características complementarias, por ejemplo, una cavidad esférica en una partícula (la cerradura) y una protuberancia esférica que coincide en la otra (la llave). Las partículas se ponen juntas usando una técnica de “reducción de interacción”, que involuvra la adición de un tercer tipo de partículas que son mucho menores que la llave o la cerradura. Cuando se unen una llave y una cerradura, las partículas pequeñas ya no puede encajar entre ellas. Debido a que no hay partículas pequeñas entre las partículas grandes que las empuje aparte, las partículas grandes empiezan a acercarse entre sí como si se sintieran atraídas por una fuerza de corto alcance.

La fuerza de la reducción de interacción es proporcional a lo exacto que resulte el ajuste entre la cerradura y la llave: si el ajuste es pobre, algunas partículas pequeñas pueden entrar en los espacios diferentes y empujar hasta que la llave y la cerradura se separen. Como resultado, las partículas tienden a formar estructuras en las que las cerraduras y llaves están unidas (ver la figura arriba).

Reversibilidad

Gracias al hecho de que la técnica no depende de controlar la química de la superficie de las partículas, permite más libertad en el diseño y montaje de grupos funcionales, afirma Sacanna. La ausencia de enlaces químicos también significa que el montaje es reversible. Los clusters se pueden desmontar por simples cambios en la temperatura.

Otro beneficio importante de la técnica es que el empalme de la cerradura y la llave son mucho más flexibles que los enlaces químicos. “Esta característica nueva y esencial se puede utilizar para crear, por ejemplo, partes móviles en micromaquinaria”, le dijo Sacanna a physicsworld.com.

Varias cerraduras pueden unirse a una única llave (véase el gráfico), lo que significa que una estructura puede tener una cantidad de uniones. También sería posible crear más de un “hueco” en una partícula cerradura. Según Michael Salomón, de la Universidad de Michigan, múltiples huecos “introducirían el equivalente coloidal de complejos extendidos de coordinación, como matrices moleculares 2D y 3D que se autoensamblen en geometríass fijas de átomos y lifaduras de moléculas”. “El montaje de partículas coloidales puede permitir el acceso a las deseadas, pero hasta ahora difíciles de lograr, estructuras complejas coloidales”, añade.

Sacanna y sus colegas planean ahora hacer partículas “inteligentes” e impulsar su automontaje hasta al límite en que se puedan autorreplicar conjuntos de partículas bien definidos y estructurados.



http://axxon.com.ar/noticias/2010/03/nanotecnologia-cerraduras-y-llaves-para-construir-pequenas-estructuras/

Eurix Janeth Gómez Vera
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Nuevos materiales para construcción de celdas solares

Aportes a la calidad y la excelencia 2009” es el nombre del premio que otorgó la empresa Florida Ice and Farm a un grupo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Costa Rica (UCR) y el Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR) por el desarrollo de su proyecto “Celdas solares que contienen tintes sensibilizantes para la producción de energía eléctrica”.

El proyecto fue financiando por los fondos del Consejo Nacional de Rectores (CONARE), con apoyo de la Vicerrectoría de Investigación y el Centro de Electroquímica y Energía Química (CELEQ) de la UCR, así como la Florida Ice and Farm.

Según el Dr. Leslie Pineda Cedeño, investigador de la Escuela de Química de la UCR, y quien trabaja en este proyecto, “… la idea es sumar desde la síntesis química de materiales novedosos, el ensamblaje de las celdas, su evaluación física y electrónica, como fuente eficiente de conversión de energía solar a flujo eléctrico.”

Para el desarrollo de este proyecto se creó un equipo interdisciplinario de trabajo en las áreas de la química y la electrónica, entre los que se encuentra el Dr. Christian Campos, profesor e investigador de la Escuela de Química.

El grupo está conformado por investigadores con experiencia en química de materiales, síntesis en química inorgánica y organometálica, del CELEQ. También participan expertos del ITCR en mediciones físicas de materiales, ensamblaje y caracterización de celdas solares

Leslie Pineda dictó una conferencia el 19 de mayo sobre “¿Qué otros materiales se podrían utilizar para construir celdas solares?” organizada por la Facultad de Ciencias (foto Anel Kenjekeeva

Nuevo material

La investigación se fundamentó en el análisis del rutenio (Ru), elemento cuyos derivados podrían utilizarse en la producción de tintes como conductores de electricidad.

Las celdas solares que se han creado hasta el momento tienen como base el silicio, el cual posee un proceso de purificación con un costo muy elevado.

Esto impide que las personas comunes tengan acceso económico a los paneles solares como sustituto de la energía eléctrica.

Actualmente existen algunas personas que tienen en su finca, empresa o casa un panel solar, sin embargo, el experto aseguró que el silicio utilizado en esas celdas es polimorfo, y no cristalino, como deber ser.

Esto significa que el rendimiento de esos paneles será mucho menor a los de silicio cristalino.


La nueva propuesta es reemplazar el silicio por dióxido de titanio “nanoparticulado” con un tinte sensibilizador a base de rutenio para absorber mayor cantidad del espectro electromagnético.

Según el Dr. Pineda, el dióxido de titanio tiene un precio mucho más cómodo que el silicio y es de más fácil acceso, ya que incluso es utilizado en la industria de las pinturas.

Además el Dr. Pineda dijo que según datos de la Organización de Naciones Unidas (ONU), para lograr una sostenibilidad en la generación de esta energía alternativa hacia el 2050, el consumo debería ir en aumento hasta llegar a un 50% adicional de lo que hoy se demanda.

Con todo esto se pretende que muy pronto usted pueda utilizar energía solar, por ejemplo, para cargar la batería de su celular o encender lámparas pequeñas en su casa.

“Además, las celdas podrían utilizarse para proveer de energía a redes inalámbricas de censores, con aplicación en monitoreo de calidad de agua, agricultura de precisión, vigilancia, monitoreo de zonas propensas a desastres, monitoreo médico, monitoreo de zonas protegidas en cuanto a detección de fuegos, caza ilegal, tala ilegal y otros…” aseguró el experto.

El pasado 5 de mayo, los investigadores recibieron el premio que corresponde a $25 000 (veinticinco mil dólares), los cuales “serán invertidos en algunos reactivos químicos claves para la síntesis de los compuestos de rutenio (tintes), gastos de análisis de muestras por diferentes técnicas de caracterización, como difracción de rayos X, resonancia magnética nuclear, espectrometría de masas y análisis por microscopia electrónica. También en algunos dispositivos electrónicos para la caracterización física de las celdas solares y la compra de material bibliográfico…”, afirmó el Dr. Pineda.

Actualmente los páneles solares con silicio cristalino son utilizados únicamente por entidades de muy alta tecnología, como por ejemplo la NASA en Estados Unidos de América

http://www.ucr.ac.cr/noticias/2010/06/07/nuevos-materiales-para-construccion-de-celdas-solares.html


Eurix Janeth Gómez
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