Avances en energía solar

Un modo de obtener más energía de la luz del sol es asegurarse de que siempre entra en contacto con un panel solar en el ángulo adecuado. Esto implica o bien ir modificando la posición del panel en función de la luz para que siempre mire hacia ella o bien utilizar una óptica compleja para redirigir los rayos del sol hacia la superficie del panel desde arriba.

Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois han ideado unas células solares esféricas que se autoensamblan, capaces de captar más luz solar que las planas. La forma es un modo más sencillo de hacer un mayor uso de los rayos del sol, pero ha sido difícil ponerlo en práctica en una célula solar. Estas nuevas células solares a microescala se han hecho utilizando la litografía convencional combinada con el autoensamblaje. Si demuestran su eficacia, los dispositivos se podrían conectar en grandes arrays que tengan la misma salida de energía que las células convencionales, pero con un ahorro en los costes de los materiales al utilizar menos silicio.

"En lugar de un gran bloque de semiconductor equipado con lentes focales y motores para moverlo alrededor, queremos hacer células compactas con una producción de energía significativa", señala Ralph Nuzzo, profesor de química de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign.

Las superficies curvas captan más luz que las planas porque tienen un área de superficie mayor, pero hacer células solares curvas o esféricas es complicado, señala Nuzzo, porque las técnicas utilizadas para procesar los materiales semiconductores como el silicio funcionan mejor en superficies planas. El grupo de Nuzzo ha resuelto este problema fabricando estructuras 3D a microescala que se autoensamblan a partir de láminas planas.

Los investigadores de Illinois empezaron tratando la superficie de una oblea fina de silicio de alta calidad y utilizaron la litografía convencional para grabar una fina forma bidimensional. Para hacer una esfera, recortaron el silicio en forma de flor y, a continuación, utilizaron un adhesivo para pegar un pequeño trozo de vidrio en su interior. El vidrio ayuda a la estructura a mantener su forma una vez ensamblada. Por último, la tensión de superficie empuja hacia arriba los pétalos de la flor, uniéndolos para formar una esfera.

La dificultad de esto, según Nuzzo, es cómo conseguir que la secuencia de pasos necesarios para que los pétalos se plieguen adoptando la forma deseada. El grupo de Illinois utilizó modelos matemáticos para predecir las propiedades mecánicas de láminas de silicio de formas y grosores diferentes, además de la forma en la que interactúan con el agua, lo cual se puede ajustar tratando químicamente sus superficies.

Fuente: Technology Review

Avances en medicina: Vendaje que se disuelve al curarse la herida

A pesar d ellos avances en los tratamientos y los esfuerzos de las enfermeras y los médicos, alrededor del 70% de todos los pacientes con quemaduras graves mueren por infecciones relacionadas. Ahora, un nuevo vendaje revolucionario desarrollado en la Universidad de Tel Aviv (TAU) podría reducir considerablemente esa cifra.

La Prof. Meital Zilberman, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la TAU, ha desarrollado el nuevo vendaje basado en unas fibras modificadas por ella mediante ingeniería. Estas fibras se pueden cargar de fármacos, como antibióticos, para acelerar el proceso de curación y, una vez realizado su trabajo, se disuelven. Un estudio publicado en la revista Journal of Biomedical Materials Research -- Applied Biomaterials demuestra que, tras solo dos días, este vendaje puede eliminar las bacterias que causan las infecciones.

El nuevo vendaje protege la herida hasta que ya no es necesario; luego, se desvanece. "Hemos desarrollado el primer vendaje que libera antibióticos y se biodegrada de forma controlada", afirma la Prof. Zilberman. "Resuelve las actuales limitaciones físicas y mecánicas de las técnicas de vendaje y proporciona a los médicos una nueva plataforma, más eficaz, para el tratamiento de quemaduras y úlceras".

Aunque el concepto es simple, la tecnología no lo es. La piel, señala la Prof. Zilberman, sirve para un amplio número de fines. "Los vendajes deben mantener cierto nivel de humedad al mismo tiempo que actúan como escudo protector", añade. "Al igual que la piel, también deben permitir que los fluidos de la herida abandonen el tejido infectado a cierta velocidad. No puede ser demasiado rápido ni demasiado lento. Si es demasiado rápido, la herida se secará y no sanará adecuadamente; si es demasiado rápido, hay un verdadero riesgo de que la contaminación aumente".

El nuevo vendaje de la Prof. Zilberman, que todavía carece de nombre formal, está diseñado para imitar la piel y la forma en que ésta protege el cuerpo. Combina propiedades físicas y mecánicas positivas con los que los investigadores médicos denominan "un perfil deseado de liberación de antibióticos".

A diferencia de los antibióticos por vía oral, los que se aplican localmente pueden eliminar las bacterias dañinas antes de que entren en el cuerpo para causar infecciones, septicemia o la muerte. Las personas con quemaduras graves no suelen morir a causa de eso, sino de las infecciones bacterianas secundarias que invaden el cuerpo a través de estas áreas quemadas vulnerables, señala la Prof. Zilberman.

El nuevo vendaje inhibe el desarrollo bacteriano y es biodegradable, permitiendo a los médicos evitar tener que limpiar continuamente la herida para volver a vendar y dejando que el cuerpo realice el trabajo por sí solo. Al administrar los antibióticos directamente en la herida, el médico puede dar al paciente una dosis relativamente elevada, pero local, evitando los posibles problemas de toxicidad que pueden surgir cuando esa misma cantidad de antibiótico pasa a través del cuerpo, explica Zilberman, quien trabajó en la investigación con el estudiante de doctorado Jonathan Elsner.

Ahora, la Prof. Zilberman está empezando las primeras etapas de ensayos clínicos con modelos animales. De momento, su vendaje ha pasado las pruebas mecánicas y físicas in vitro y las pruebas de inhibición bacteriana en el laboratorio. También está buscando un socio estratégico para codesarrollar la investigación y llevarla a la fase comercial.

Fuente: Science Daily

Transistores biodegradables

Según un artículo publicado en Technology Review, unos transistores orgánicos totalmente biodegradables, desarrollados por investigadores de la Universidad de Stanford, se podrían utilizar para controlar los implantes médicos temporales colocados en el cuerpo durante una cirugía.

Los dispositivos electrónicos biodegradables "abren nuevas oportunidades para los implantes" especialmente si no son caros, señala Robert Langer, profesor en el MIT, que no participó en la investigación. Los implantes podrían incorporar los dispositivos electrónicos orgánicos con polímeros biodegradables que administren los fármacos. Los médicos podrían implantar este tipo de dispositivos durante la cirugía, y después activarlos desde fuera con radiofrecuencias para liberar los antibióticos en caso necesario durante la recuperación. Estos dispositivos electrónicos podrían ayudar también a monitorizar el proceso de curación desde el interior del cuerpo. Una vez completada la curación, el dispositivo se disolvería en el cuerpo.

A principios de este mes, investigadores de las Universidades de Tufts e Illinois, en Urbana-Champaign, informaron del desarrollo de dispositivos electrónicos de silicio sobre sustratos de seda biodegradables. Los dispositivos electrónicos de silicio, por lo general, tienen un rendimiento muy superior a los fabricados a partir de semiconductores orgánicos, pero el silicio no es biodegradable. El grupo de Stanford, dirigido por el profesor de ingeniería química, Zhenan Bao, es el primero en fabricar dispositivos electrónicos a partir de materiales semiconductores totalmente biodegradables. Aunque los dispositivos son estables en agua, todo lo que queda de los dispositivos después de 70 días son contactos eléctricos metálicos de apenas unas decenas de nanómetros de grosor.

De momento, el grupo ha demostrado que es capaz de construir dispositivos electrónicos orgánicos que funcionan cuando se humedecen y que se descomponen en condiciones que imitan a las del interior del cuerpo. La degradación de estos dispositivos se dispara en condiciones similares a las del cuerpo: los transistores se deshacen lentamente al entrar en contacto con una disolución salada con un pH ligeramente básico. Para permanecer estables y mantener su rendimiento mientras están en uso, estos dispositivos deberían ir encapsulados en otra capa con una composición personalizada para exponer el dispositivo una vez que han dejado de ser útiles. El dispositivo prototipo, descrito en en línea en la revista Advanced Materials, está hecho a partir de plásticos biodegradables aprobados por la FDA, un material semiconductor biodegradable que imita el pigmento de la piel melanina y contactos eléctricos de oro y plata. EL uso de estos metales en el interior del cuerpo también ha sido aprobado.

Fuente: Technology Review

Super ordenador presentado en Australia

El superordenador más nuevo y potente de Australia, diseñado para estar entre los 40 mejores del mundo, se pondrá en marcha en Canberra esta semana.

Con 140 Teraflops y un coste de 15 millones de dólares, se espera que el Sun Constellation, alojado en la Australian National University (ANU), potencie la capacidad de investigación computacional de Australia y la coloque más arriba en el ranking mundial.

Las instalaciones estarán gestionadas por la National Computational Infrastructure (NCI), una iniciativa fundada de forma conjunta por el Ministerio de Innovación, Industria, Ciencia e Investigación y la inversión de organizaciones colaboradoras, como ANU y CSIRO.

El superordenador tiene "180 módulos de servidores Sun Blade x6275 implementados en dos racks" que se ampliarán a 14 a finales de año. Según un comunicado, el sistema total, "que también impulsa el Sun Lustre Storage System y el Sun Datacenter InfiniBand Switch 648, tendrá una capacidad de 140 Teraflops".

Según el Director de la NCI, el Profesor Lindsay Botten, el superordenador es una adición fundamental para la capacidad de investigación computacional de Australia.
“Con esto Australia ha vuelto a la liga de la computación de alto rendimiento”, señaló.

“Lo hace todo, desde biología computacional, química computacional, nanotecnología, astronomía, física y fotónica, a medicina, ingeniería o ciencias medioambientales”, añadió.

Fuente: Computer World

Avance para la estabilidad de las baterías de ion-litio

Una nueva tecnología que evita que las baterías de ion-litio de portátiles y móviles se incendien o exploten, podría salir al mercado durante el primer trimestre de 2010.

La invención, denominada Stoba, ha sido dearrollada en el Industrial Technology Research Institute (ITRI), organización de investigación nacional de Taiwan.

Cuando las baterías de ion-litio desarrollan cortes internos se pueden calentar con rapidez hasta alcanzar los 500ºC e incendiarse o explotar.

Stoba se coloca entre los extremos positivo y negativo de la batería y cuando ésta se calienta y alcanza los 130ºC de temperatura, Stoba se transforma de material poroso a una lámina y detiene la reacción.

"Hemos introducido un material completamente nuevo en la batería", señaló Alex Pang a Reuters, investigador principal que dirigió el equipo que ha desarrollado el nuevo material durante los últimos cuatro años.

El peligro de explosión en las baterías de litio es tan elevado que el mes pasado el Ministerio de Transporte estadounidense emitió un aviso de "materiales peligrosos".
"Muchas de las personas que transportan baterías de litio no conocen los peligros... los incendios en los aviones pueden dar lugar a sucesos catastróficos, presentando dificultades únicas que no se encuentran en otros medios de transporte", señalo el gobierno.

Según Pang, los fabricantes de baterías en Taiwan están probando Stoba y esperan que salga al mercado en el primer trimestre de 2010.

Pang señaló también que Stoba apenas añadirá un 2-3% al coste de fabricación y que intentará vender la tecnología a los principales fabricantes de portátiles y teléfonos móviles.

Entre sus posibles clientes están Sony, Dell, Hewlett-Packard, Acer, Apple o Nokia.

Fuente: Reuters

Avances de la tecnología: artefactos innovadores

Cambridge Consultants, una compañía de desarrollo y diseño de productos, ha mostrado algunos de sus últimos inventos en un evento celebrado la semana pasada en Cambridge, Massachusetts. Entre ellos se encuentran una radio sin botones, un baño donde una pantalla con conexión inalámbrica nos muestra estadísticas sobre nuestra salud y una interfaz de usuario que traduce las ondas cerebrales a comandos de ordenador. Algunos de ellos llegarán a las tiendas en unas semanas.

Radio en forma de cubo
A medida que los dispositivos se vuelven cada vez más complejos, los diseñadores buscan desesperadamente la simplicidad en la forma. La radio por Internet Q2 Cube, que carece de botones, intenta innovar en la forma en la que los usuarios interactúan con ella. La radio en forma de cubo permite a los usuarios elegir las emisoras de radio o modificar el volumen simplemente moviendo el aparato. Para seleccionar una de las cuatro emisoras preestablecidas, basta con apoyar el cubo sobre una de sus caras. Inclinarlo hacia adelante sube el volumen y hacia atrás lo baja. Su precio todavía no ha sido desvelado, pero el dispositivo podría estar en las tiendas del Reino Unido a tiempo para Navidades.

Antena implantable
Pronto la atención al paciente irá más allá de la consulta del médico. Nuevas tecnologías inalámbricas de bajo consumo permitirán la implantación de dispositivos de monitorización en el cuerpo de los pacientes para ayudar a controlar la tensión arterial, el metabolismo, etc. Sin embargo, una de las dificultades de estos dispositivos inalámbricos es el diseño de una antena apropiada, capaz de funcionar en el interior del cuerpo humano, donde la grasa, los músculos y la piel originan unas condiciones complejas para la transmisión de las señales inalámbricas.
Esta nueva antena implantable utiliza la banda de frecuencia de 402-405MHz del Medical Implant Communications Service (MICS). En combinación con un circuito integrado a medida o un sistema en un chip, los fabricantes de dispositivos pueden utilizar la antena en marcapasos, dispositivos de neuroestimulación y sistemas de diagnóstico y de formación de imágenes ingeribles.

Pacientes conectados
Los equipos de fitness y salud no escasean: los hay desde la escala digital básica a los monitores de tensión arterial y ritmo cardíaco. Pero la mayoría de ellos funcionan de forma independiente y carecen de un modo sencillo para compartir los datos y observar patrones a partir de ellos.
Imaginemos ahora un baño del futuro en el que estos dispositivos se puedan comunicar entre sí y enviar la información de forma inalámbrica a una pantalla. Es fácil hacerlo con el Bluetooth Health Device Profile y la especificación IEEE Personal Health Data . En el pasado, las comunicaciones entre dispositivos médicos se basaban en estándares propietarios que ofrecían una interoperatividad limitada o ninguna entre sí. Los últimos estándares de Bluetooth e IEEE desarrollados específicamente para uso médico han hecho que esto cambie.

Control con la mente
Traducir las ondas cerebrales a comandos de ordenador es un nuevo campo en el diseño de interfaces de usuario. La idea es a concrete yudar a los individuos que está totalmente paralizados a comunicarse sin necesidad de pasar por una cirugía para la implantación de electrodos en el cerebro. La interfaz tiene tres componentes primarios de hardware y varias aplicaciones (software) especializadas. Un gorro de malla sostiene firmemente unos pequeños sensores contra la cabeza del usuario. Hay un amplificador conectado a los electrodos. Este se utiliza para potenciar las señales analógicas, medidas en microvoltios, que se reciben de la superficie del cuero cabelludo. A continuación, las señales se convierten en una señal digital y que se analiza con el software de procesamiento de señal instalado en un ordenador. El PC está conectado a dos monitores, uno para la interfaz del cuidador y otro para la del usuario.
El principal reto está en desarrollar un gorro sensor que sea cómodo y que cualquier persona sin ningún tipo de preparación lo pueda colocar fácilmente. De momento, una desviación de milímetros en la colocación de una sesión a otra afecta considerablemente a la precisión del sistema. El precio aproximado del sistema para un paciente será de 5.000 dólares, aunque los investigadores ha afirmado que intentarán reducir su precio.

Radar que atraviesa las paredes
Los agentes de policía y otras fuerzas especiales ansían poder ver a través de las paredes en operaciones de rescate o militares. Prism 200 es un diminuto radar de mano que proporciona información inteligente sobre el movimiento y la localización de las personas en el interior de una habitación o edificio. Funciona a través de paredes de ladrillo y hormigón y es lo suficientemente sensible como para detectar la respiración. Los usuarios del radar pueden cambiar entre tres vistas: frontal, plano y perfil; para hacerse una idea completa de la situación. También se puede utilizar por control remoto.

Fuente: CNN