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Investigadores de Cambridge desarrollan material invisible con nanopartículas de oro

La mayoría de las investigaciones que tratan sobre la creación de materiales invisibles o capaces de camuflar objetos con un cierto grado de invisibilidad resultan basarse en la nanotecnología para la creación de metamateriales: aquellos que no existen de forma natural. Un nuevo método desarrollado por investigadores de la Universidad de Cambridge se basa en la aplicación de luz en nanopartículas de oro entrelazadas, puestas a prueba con luz láser.mariposa-nanotecnologia

Mientras que un objeto puede ser observado dada la absorbencia y reflejo de la luz, este material podría ser utilizado para refractar la luz en sentido opuesto o hacer parecer a un objeto algo que a la vista no lo es. Los investigadores desarrollaron nanopartículas para constituir el metamaterial, en este caso utilizaron un elemento bastante conocido: el oro. La técnica involucró el uso de luz láser desenfocada, cadenas de nanopartículas de oro entrelazadas, directamente en agua por primera vez. Estas cadenas pueden ser apiladas para generar estructuras, logrando que este material pueda ser producido en mayores cantidades de lo que las técnicas actuales lo permiten.

Para crear las cadenas, el equipo de investigadores utilizó moléculas en forma de barril, conocidas como cucurbiturils (CBs), las cuales actúan como espaciadores en miniatura que permiten un mayor grado de control entre el espacio de las nanopartículas, asegurándolas en un lugar, a conveniencia del proceso.

La conexión entre cadenas se logró a través de un puente entre las nanopartículas a partir de una onda de electrones producida por la interacción de la luz con el CBs, los cuales concentraron la energía de la luz en átomos de la superficie, generando los puentes entre nanopartículas. El uso de luz láser permite observar la formación de puentes en tiempo real a través de cadenas largas.

"Se trata de encontrar una manera para controlar ese puente entre las nanopartículas," dijo el doctor Ventsislav Valev, uno de los autores del artículo, puesto que "uniendo unas cuántas partículas es bueno, pero ampliarlo es un reto."

Según comenta, el nivel de control amplía el nivel de aplicaciones de esta tecnología, ya que se trataría del mayor avance en el desarrollo de camuflaje e invisibilidad con el uso de la nanotecnología para producir metamateriales. Por ahora, es de esperar un buen tiempo para que, en primera instancia, esta técnica sea aplicada en la tecnología militar.

Fuente: http://www.fayerwayer.com/

Convierten agua salada en agua potable con un filtro de grafeno

A pesar de que los océanos y mares contienen alrededor del 97% del agua existente sobre la Tierra, en la actualidad apenas un 1% del suministro mundial de agua potable proviene del agua desalada. Realmente muy poco. Los científicos creen que este recurso podría ser más y mejor explotado, con técnicas de desalinización más eficientes y menos costosas. Dos investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han dado un interesante paso en ese camino. En simulaciones, dicen haber demostrado que 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).

Los investigadores creen que la superior permeabilidad al agua del grafeno podría conducir a técnicas de desalinización que requieren menos energía y equipos, según explican en Physorg. «Este trabajo muestra que algunos de los inconvenientes de las técnicas de desalinización actuales se podrían evitar con la invención de materiales membrana más eficientes y precisos», dice Jeffrey C. Grossman, del MIT. Los investigadores creen que este material permite el flujo real de agua, evita por completo que se filtre la sal y tiene una permeabilidad mucho mayoren comparación a la ósmosis inversa. Y todo ello mucho más rápido que con las técnicas actuales.

grafeno-desalinizador

Una sola capa de grafeno, que tiene un átomo de carbono de espesor, resulta muy delgada, por lo que es ventajoso para la desalinización del agua. En la eficacia de la deslinización participan el tamaño de los poros del material y la presión aplicada. Claro que esto tiene un pequeño inconveniente: hace falta que la humanidad consiga fabricar grafeno de forma sencilla y barata.

Los científicos esperan probar la capacidad de desalación con grafeno en los próximos meses. Si realmente es una técnica exitosa, podría ayudar a conseguir agua potable en aquellos lugares del mundo azotados por la desertización y la sequía. La investigación aparece publicada en NanoLetters.

Via: http://www.abc.es/20120625/ciencia/abci-obtienen-agua-potable-filtro-201206251245.html


 

Un cable hecho de nanotubos de carbono alimenta de electricidad a una lámpara convencional

(NCYT) En un laboratorio de la Universidad Rice, se ha conseguido fabricar un cable hecho con nanotubos de carbono de doble pared, y suministrarle con él a una lámpara de voltaje estándar la electricidad necesaria para encenderla, una demostración en toda regla del gran potencial que tiene este material para entrar a formar parte del utillaje eléctrico en un futuro no muy lejano.

Los cables eléctricos hechos a base de nanotubos podrían ser tan eficientes como los metálicos tradicionales pero pesando sólo la sexta parte de lo que pesan éstos. Su uso práctico comenzará en aplicaciones donde el peso es un factor crítico, como por ejemplo en los aviones y los automóviles. Más tarde, su uso se extenderá a casi cualquier aplicación para la que hoy se usan cables metálicos, incluyendo una tan típica como la instalación eléctrica de las viviendas.

Cable de nanotubos de carbono

Nanocable. (Foto: Yao Zhao/Rice University)

Los cables con los que el equipo de investigación ha experimentado están hechos de nanotubos prístinos, pero pueden empalmarse sin perder su conductividad, igual que si se tratase de los cables eléctricos tradicionales.

Para aumentar la conductividad de los cables, el equipo de Enrique Barrera y Yao Zhao los dopó con yodo, y ha comprobado que se mantienen estables.

A la lámpara alimentada eléctricamente a través de tan singular cable se la ha mantenido encendida durante muchos días, sin señal de degradación en el cable de nanotubos.

Además, el cable de nanotubos es mecánicamente robusto: Las pruebas efectuadas demuestran que el cable es tan fuerte y resistente como los cables metálicos a los que reemplazaría. Otra característica decisiva es que funciona dentro de una gama amplia de temperaturas.

Fte.: http://goo.gl/LKyHe


Nanotubos de carbono para filtrar agua de mar - Nanotecnología

Investigación publicada en "Physics World"
nanotecnologia-desalinizadora

  • 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

¿Qué es el Buckminsterfullereno?

Hoy Google nos enseña en su Doodle una imagen curiosa, relacionada con la nanotecnología, esa molécula tan pequeña que es un Buckminsterfullereno, o lo que es lo mismo, una forma altotrópica del carbono, o lo que es lo mismo, el fullereno más pequeño, constituido por 60 átomos de carbono repartidos en 20 hexágonos y 12 pentágonos, donde los pentágonos no comparten ninguna arista en común ya que si no la estructura se desestabiliza.

 

Bueno, o esa al menos es la explicación más científica, en realidad el Buckminsterfullereno es una molécula muy simpática que se parece a una pelota de fútbol. Hoy se conmemora el descubrimiento del Buckminsterfullereno hace 25 años, supuso una auténtica revolución en campos como a electrónica, la nanotecnología o los inicios de lo que es ahora la computación cuántica, y muchas de sus consecuencias todavía siguen estudiándose hoy en día.

Reciben su nombre gracias a Richard Buckminster Fuller, un visionario ingeniero e inventor estadounidense que es conocido por ser el primero en descubrir (no en crear porque, técnicamente, ya existían) las propiedades de las cúpulas geodésicas, que pueden verse ahora en muchísimos sitios e instalaciones. Las cúpulas geodésicas pueden sostener su propio peso de manera infinita sin importar cuál sea su tamaño, teniendo en cuenta que los fullerenos son estructuras similares, os podéis hacer una idea de la resistencia, la estabilidad y las interesantísimas propiedades que estos compuestos tienen a un nivel molecular.

Hace apenas dos meses la NASA revelaba que había descubierto fullerenos en el espacio, son las moléculas más grandes que hayamos descubierto fuera de la Tierra. También se está estudiando su uso en Medicina, ya que podrían fijarse antibióticos específicos en su estructura para que atacasen sólo a determinadas células, las cancerígenas, ayudando así a la curación de esta enfermedad. Va a resultar, después de todo, que los fullerenos, los Buckminsterfullerenos y las formas alotrópicas de carbono (los tres son lo mismo) van a acabar siendo algo más que ‘una molécula con forma de pelota de fútbol’, pero bueno, la próxima vez que os pregunten que es un ‘Buckminsternosequé’ seguro que sabéis qué decir.

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