Nanotubos de carbono para filtrar agua de mar - Nanotecnología

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Category: nanotubos de carbono

• Un estudio muestra el potencial de la nanotecnología para desalinizar agua
• Muchas plantas desalinizadoras utilizan un método llamado ósmosis inversa
• Las membranas de nanotubos de carbono son 20 veces más permeables
• Son más eficaces y necesitan menos energía, con lo que el coste se reduciría

El agua se ha convertido en uno de los recursos más preciados del planeta. El rápido aumento de la población mundial sumado a la escasez de este elemento ha obligado al hombre a agudizar su ingenio para conseguir agua potable.

La nanotecnología podría mejorar los sistemas que se utilizan en la actualidad para desalinizar agua del mar. Una investigación de la Universidad escocesa de Strathclyde muestra cómo los nanotubos de carbono (finísimas capas de carbono de sólo un átomo de grosor enrolladas en cilindros) podrían utilizarse para filtrar agua salada de una manera más eficaz y económica que los sistemas usados hasta ahora. Las conclusiones del estudio se publican este mes en 'Physics World'.

Para llevar a cabo la investigación, liderada por Jason Reese, profesor de Termodinámica y Mecánica de Fluidos de la Universidad de Strathclyde, se hicieron simulaciones por ordenador.

Ósmosis inversa

La técnica se basa en un proceso llamado ósmosis, que consiste en poner en contacto mediante una membrana permeable dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos. La membrana permite el paso del fluido que tiene menor concentración (de sal y minerales en el caso del agua del mar) a la zona en la que se encuentra el fluido con mayor concentración.

Para convertir agua del mar en potable, la mayor parte de las plantas de desalinización utilizan el proceso inverso, conocido como ósmosis inversa.El agua se presuriza a un valor superior al de la ósmosis para conseguir el paso del agua con más concentración a la zona en la que hay menos. De esta forma, el agua se mueve hacia la zona en la que se encuentra el agua potable y la salmuera queda atrás. Para que se considere potable, es suficiente con filtrar el 95% de la sal y minerales.

Gracias a esta técnica se consigue agua potable pero el proceso es poco eficiente y hace falta una gran cantidad de energía para llevarlo a cabo, lo que dispara el coste.

Membranas 20 veces más permeables

Según los autores de este estudio, los nanotubos de carbono permitirían fabricar membranas 20 veces más permeables que las que se utilizan en las plantas desalinizadoras. De esta forma se reduciría la energía necesaria para poner en marcha el proceso y con ello, el coste. Además, los autores aseguran que los nanotubos de carbono han demostrado ser muy eficaces a la hora de repeler iones de sal.

La nanotecnología permitiría por tanto instalar plantas desalinizadoras en países en desarrollo que en la actualidad no pueden afrontar el gran coste de convertir agua de mar en potable.

Según los autores del informe, conseguir un metro cúbico de agua potable a partir del océano cuesta 0,45 dólares. Es decir, cinco veces más que lo que cuesta extraer y procesar agua de un río o de una fuente subterránea. Los países ricos pueden permitirse esta inversión pero el proceso resulta inviable para los países más pobres, que con frecuencia son los que más sufren la carestía de agua.

Otro método muy utilizado para la desalinización es utilizar el calor para evaporar el agua y condensar el vapor. Este tipo de plantas se suele construir cerca de centrales eléctricas para aprovechar el calor procedente de los generadores. Sin emmbargo, cuando no es posible aprovechar esta fuente, se suelen instalar plantas de desalinización por ósmosis inversa.

Según datos de la Asociación Tecnológica para el Tratamiento del Agua (ATTA), en España hay más de dos mil depuradoras de aguas residuales, que pueden tratar cada año hasta 3.500 millones de metros cúbicos de aguas continentales y marinas.

Aumento de la población

Los demógrafos calculan que la población mundial alcanzará este año los 7.000 millones de personas. Según sus estimaciones, a mediados de siglo la cifra podría ascender a unos 9.500 millones. Es decir, cada año, el censo mundial aumentará en 75 millones de personasaproximadamente.

El consumo de agua, que ya es un recurso muy escaso, se multiplicará en los próximos años. Se calcula que la demanda de agua aumentará alrededor de un tercio antes del año 2030. En la actualidad, más de mil millones de personas no disponen de agua suficiente para satisfacer sus necesidades básicas. China, por ejemplo, sólo dispone del 7% de las reservas de agua mundiales aunque sus ciudadanos representan el 20% de la población del planeta.

Asimismo, si no se toman medidas para evitarlo, las temperaturas medias podrían aumentar entre 3 y 6º C a finales de siglo, lo que sumado a la redistribución de los patrones de lluvias y a las cada vez más frecuentes sequías, hará más complicado conseguir agua potable. Asimismo, a medida que el nivel del mar aumenta crece el peligro de que las fuentes subterráneas de agua potable con la que cuentan las regiones costeras se contaminen con agua de mar, como ha ocurrido ya en algunos acuiferos de Lagos y Nigeria, que han dejado de utilizarse.

Otros usos

A pesar del potencial de la nanotecnología para fabricar membranas que filtran agua de mar, los autores advierten que hay que seguir investigando antes de implantar esta tecnología. Por ejemplo, estudiarán si con nanotubos fabricados con otros materiales diferentes al carbono obtienen los mismos resultados. Asimismo, aún habrá que determinar si este material entraña algún riesgo para la salud (en el caso, por ejemplo, de que los nanotubos de carbono se desprendieran de la membrana y cayeran al agua potable).

Los investigadores barajan también la posibilidad de que las membranas fabricadas con nanotubos puedan ser útiles para extraer oro, uranio y otros elementos del agua del mar. Para averiguarlo, los ingenieros tendrán que seguir realizando simulaciones moleculares y experimentos para descubrir el abanico de posibilidades que ofrece esta tecnología.

Fte.: elmundo  http://goo.gl/EhQ6e

Jornada "La Nanotecnología: un área de innovación tecnológica para salir de la crisis y crear valor"

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Category: Noticias de Nanotecnología

Desde que en los años 80 se impulsara la investigación a nanoescala en todo el mundo, son muchos los avances que se han producido y la incertidumbre en torno a su aplicación y posibilidades.

Grupo FORMAR-SE, en colaboración con Circulus (Centro para la Cooperación Hispano-Austriaca), reunirá el próximo día 16 de Junio en Ayre Gran Hotel Colón de Madrid a expertos en materia de Nanotecnología de los campos docente, de la investigación y empresarial para tratar las posibilidades e interrogantes que se plantean en torno a la nanotecnología.

La sesión de un día contará con la presencia y participación de Holanda, como país invitado, debido a su apuesta por esta tecnología que le ha convertido en uno de los mayores inversores en esta materia.

La asistencia a la misma es totalmente gratuita (hasta completar aforo) y se puede realizar en la web  www.dialogosparaeldesarrollo.es.

Si desea ver el programa: http://www.dialogosparaeldesarrollo.es/programa2.pdf

Las vidrieras góticas son nanotecnología increíble

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Category: Noticias de Nanotecnología

¿Cuáles son esas moléculas que tanto han intervenido en nuestra calidad de vida?

-- El título es un poco engañoso. Si se le pregunta a un químico, cada uno te irá citando moléculas diferentes. Es una elección difícil. Yo he elegido las moléculas que me han llamado la atención por una razón o por otra, tirando un poco hacia la química inorgánica. Porque hay que empezar reconociendo que las moléculas que más han incidido en nuestra calidad de vida son orgánicas, en cuanto a bienestar, a cuestiones como los medicamentos, que nadie discute; el ADN, que se trató hace una semana (conferencia de Carlos López Otín). Sin lugar a dudas, si yo tuviese que elegir las mejores tendría que incluirlas. Pero es solo una excusa para hablar de otro tipo de moléculas. De pasado, presente y algunas del futuro más cercano.

-- ¿Qué usos moleculares hemos heredado del pasado?

-- De las moléculas del pasado citaría en primer lugar los aceros de Damasco. Es una tecnología que esta ahí, que tuvieron los árabes, luego se pierde y ahora vuelve un poco. Tratamos de buscarla porque realmente es sorprendente. Y cuando tratamos de profundizar en ella, que no reproducir, lo que nos encontramos es que tiene nanotecnología, lo que está tan de moda. Hay otras cosas en la cultura Maya, que son los colorantes, que han perdurado durante tantísimo tiempo, y también podemos hablar de nanotecnología. Son nanocomposites, por eso han perdurado. Otros ejemplos son las vidrieras góticas, nanotecnología increíble. Los colores han perdurado gracias a sus nanopartículas. Incluso hay investigaciones que dicen que esto era un sistema de recuperación del aire. Es decir, mata microbios, olores, de manera que las catedrales tenían un pseudo aire acondicionado. Son pequeñas maravillas.

-- ¿De las más actuales, cuál destacaría?

-- Hay una molécula que a mí me ha impactado siempre, el ácido acetilsalicílico, la aspirina. Es un medicamento descubierto en 1897 que perdura en nuestros días, con cada vez más aplicaciones, según se demuestra científicamente. Es cierto que no a todo el mundo le sienta bien, pero sí a la mayoría. Tengo el dato de fabricación de 45.000 toneladas en 2007, lo que es increíble.

He ido mezclando estos contenidos con títulos de película. Para pasar a la época actual utilizo la película de El graduado, en la que al personaje de Dustin Hoffman le dicen que el futuro está en los plásticos. He elegido el teflón, que tiene un componente inorgánico que viene de la florita. Es un componente muy conocido por todos. Pero creo que es más desconocido que el GoreTex se hace con teflón. Es tan importante que su producción ha revolucionado el consumo de ácido fluorídrico. Las fábricas de este ácido, una de la cuales está en España, han incrementado su producción tremendamente. Como consecuencia de esta producción queda un residuo bastante complejo, el sulfato cálcico. Ahí tengo que llamar la atención sobre la iniciativa de las empresas por sobrevivir y buscar soluciones. Han encontrado una aplicación impresionante para el sulfato cálcico, con aditivo de cementos para hacer suelos autonivelables. Es tan líquido que el propio cemento se nivela, sin más trabajo. La fluorita a su vez es un mineral muy curioso porque da lugar a la fluorescencia, en forma de luminiscencia, que relaciono con la película Avatar. Se utiliza en señales de seguridad, en biología, para el ADN, etc.

-- ¿Y las del futuro?

-- En el futuro están los catalizadores en determinados procesos que llaman mucho la atención. Yo he trabajado con oro, cobre y plata. Pero ahora estoy trabajando con lantánidos. Me he dado cuenta que son los elementos del futuro. Lantanio, Cerio, Plaxodinio, Promecio, etc. Son los 15 elementos del futuro. Ahora empiezan a dar unos resultados increíbles. La preocupación es dónde están, la mayoría en China. Sus aplicaciones son luminiscentes, billetes, base de los leds, de los láseres, en las baterías, células solares (pueden mejorar su rendimiento), etc. lo que pasa es que los precios están subiendo muchísimo.

Fte.: http://goo.gl/qWIFR

Más de 300 científicos abordan los avances en células solares híbridas y orgánicas en Valencia

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Category: Noticias de Nanotecnología

VALENCIA, 16 (EUROPA PRESS)

Más de 300 científicos participan en el Congreso Internacional 'Hybrid and Organic Photovoltaics' que se celebra en Valencia hasta el miércoles. Este evento abarca los nuevos avances en células solares de tercera generación, híbridas y orgánicas que emplean nanotecnologías y combinaciones de materiales procesables a baja temperatura y por impresión, constituyendo una posible alternativa para lograr sistemas fotovoltaicos más baratos y versátiles que los existentes, según han informado fuentes de la organización en un comunicado.

En el acto de apertura, que ha tenido lugar este lunes han participado el director general de Política Científica de la Generalitat, Vicente Bellver, y el vicerector de Investigación y Política Científica de la Universitat Jaume I, Antonio Barba. Asimismo han abierto el Congreso James Durrant, del Imperial College London, que preside el Comité Científico, y Juan Bisquert, de la Universitat Jaume I, que dirige la organización de la Conferencia.

Más de 300 científicos entre los que se encuentran profesores como Michael Grätzel, de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza, descubridor de una nueva clase de células solares basadas en nanotecnologías y elementos orgánicos; Karl Leo del Institut für Angewandte Photophysik de Dresden, Alemania; y Peidong Yang, de University of California, Berkeley, USA, tres de los más prestigiosos investigadores del mundo sobre la materia, se reúnen este lunes en el Palau de la Música de Valencia para debatir los resultados de sus últimas investigaciones en energía solar que se está consolidando como una de las mejores alternativas para el futuro suministro de energía.

"La investigación y el desarrollo tecnológico deben hacer un gran esfuerzo para que los dispositivos baratos y eficientes que conviertan la luz solar en electricidad a gran escala, se conviertan en una realidad", han destacado fuentes de la organización del evento.

Por ello, la investigación en sistemas fotovoltaicos que emplean materiales orgánicos y nanomateriales semiconductores ha experimentado en los últimos años un "extraordinario desarrollo" y "comienza a dar paso a iniciativas de industrialización".

Fte.: http://goo.gl/uYmlE

Novel hybrid graphene materials for solar cell applications

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Category: nanotechnology

The extremely high electron mobility of graphene - under ideal conditions electrons move through it with roughly 100 times the mobility they have in silicon - combined with its superior strength and the fact that it is nearly transparent (2.3 % of light is absorbed; 97.7 % transmitted), make it an ideal candidate for photovoltaic applications. Recent research suggests, though, that doping is a necessity to harvest the full potential of graphene. The challenge then for researchers is to find suitable fabrication techniques for high-quality graphene flakes that exhibit high charge mobilities. Researchers now present a chemical approach towards non-covalently functionalized graphene, which is generated from vastly available and low-priced natural graphite.

Source: http://goo.gl/6gAvP www.nanowerk.com