Avances en baterias

Toshiba ha anunciado la fabricación de un tipo de pila revolucionario capaz de recargar el 80 por cien de su potencia en tan solo un minuto, lo que es 60 veces más rápido que las baterias de iones de litio que se utilizan en la actualidad. Además, la nueva pila combina esta tiempo récord de recarga con otras mejoras en cuanto a su rendimiento y a la densidad de potencia.




Según la nota de prensa difundida ayer por Toshiba, la nueva batería es el resultado de la aplicación de los últimos avances en nanotecnología y aparatos eléctricos y la experiencia de los científicos de Toshiba en el diseño de celulas de bateria de litio en forma ionica. Se ha logrado mediante la aplicación al electrodo negativo de una nueva tecnología que utiliza nanopartículas para impedir que electrolites líquidos orgánicos se disminuyan durante el proceso de recarga de la batería. Las nanopartículas absorban y almacenan de form rápida enormes cantidades de iones de litio sin causar ningún tipo de daño al electrodo.

La extraordinaria capacidad de recarga de esta nueva batería no es su única ventaja. La nueva pila de Toshiba tiene una vida muy larga - solo pierde un por ciento de su capacidad después de 1000 descargas y recargas, y puede funcionar en temperaturas muy bajas. Por ejemplo, a 40 grados bajo cero, la batería puede descargar 80 por cien de su capacidad comparado con 100 por cien en temperaturas de 25 grados centigrados.

Toshiba espera comercializar su nueva pila el año que viene, en 2006. Entre sus aplicaciones iniciales se encuentran los sectores automovilístico e industrial. Por ejemplo, las ventajas de la batería en términos de tamaño, peso, ecología y seguridad hacen que pueda utilizarse como fuente alternativa de potencia en vehículos híbridos eléctricos.

Nota de prensa de Toshiba

Crecimiento del sector de Nanotecnologia

Un artículo titulado "La pequeña ciencia es grande, y se está haciendo mayor" de National Geographic explica el crecimiento de la nanotecnología en los últimos años. El artículo ofrece una interesante introducción al desarrollo de la nanotecnología.

Según el autor del artículo, después de décadas de ruido, especulación de investigaciones científicas multimillionarias, la revolución nanotecnológica ya ha llegado a las tiendas en forma de pantallas solares transparentes, pantalones resistentes a manchas y raquetas de tenis.

Hoy se utilizan nanopartículas para fabricar diversos nanomateriales y nanoaparatos. Una nanopartícula es una materia con tan solo un par de cientos átomos asociados. Es un paso por encima del nivel molecular.

El artículo de National Geographic describe el potencial de la nanotecnología, afirmando que los productos que han llegado ya al mercado representan tan solo una pequeña fracción de lo que está por llegar. Según el artículo, en el futuro se fabricarán aparatos electrónicos mucho más pequeños y rápidos, gasolina más eficiente, paneles solares baratos y flexibles y imágenes microscópicas detalladas de células humanas.

Christine Peterson, co-fundadora con Drexler del Foresight Institute, habla de las nanomaquinas. "El objetivo más ambicioso de estas será cirugía a nanoescala cuando por primera vez se juntará control de tres dimensiones y acción química de medicamentos".

¿Qué es la nanotecnología?
Recursos docentes nanotecnologia
Articulo de National Geographic

Nanotubos de carbon modificados con microondas

Según un articulo en PhysOrg, un grupo de científicos del Instituto de Tecnologia de Nueva Jersey han desarrollado un nuevo método para cambiar las características químicas de nanotubos de carbón. El método es sencillo, y consiste en calentar los nanotubos en un horno microondas.

Los científicos, Somenath Mitra y Zafar Iqbal, expondrán su descubrimiento durante la reunión anual de la American Chemical Society (ACS) y en un artículo que será publicado en la revista científica Carbon y cuyo título es "Microwave-Induced, Green and Rapid Chemical Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes".

Nanotubos de carbón, descubiertos en 1991, son nanomateriales moleculares hechos de átomos de carbón conectados en fila en un tubo. Los tubos se cierran a ambos lados por estructuras hemisféricas y tienen una longitud desde nanométrica hasta de unos milímetros.

Según Mitra, este grupo de investigación es el primero en descubrir este nuevo método que además de prescindir de materiales tóxicos y resultar ecológico, reduce el tiempo de reacción de horas (o incluso días) a tan solo tres minutos. También es un método mucho menos costoso que los actuales. Y, según el mismo investigador, la solubilidad de sus nanotubos de carbón (característica fundamental de nanotubos de carbón ya que científicos deben disolverlos para verlos funcionar) es varias veces más alta que la solubilidad lograda por otros investigadores.

Utilizando un horno microondas que alcanzó temperaturas de 250º, los investigadores lograron modificar de forma química los tubos. Y al producirse con una velocidad tan rápida, los nanotubos no resultan dañados ni se modifica su estructura.

Artículo original de PhysOrg
Nanotubos de carbón

Energia y celulas de combustible

Plug Power acaba de presentar su estación de energía doméstica de segunda generación. Es un aparato que según un artículo en Smalltimes, podría afectar a una variedad de industrias si un día resulta asequible para el público.

El aparato funciona con gas natural o propano y agua con los que se hace hidrogeno lo que alimenta una celula de combustible que, as su vez, genera electricidad. Se disipa el calor residuo o se aprovecha para el sistema de califacción de una casa. Además se almacena el hidrógeno a alta presión para su uso en un coche de celula de combustible. Se conoce el proceso de este tipo de célula como PEM (proton exchange membrane cell) y es un proceso que ocurre a nanoescala.

En el futuro la posibilidad de adquirir una fuente de energía que suministra electricidad y califacción a una casa y combustible a un coche podrá resultar una opción muy atractiva para el mercado de consumo. De hecho Plug Power ya fabricó su primera estación de energía doméstica en colaboración con Honda, una de las empresas de automóviles que más investiga la posibilidad de coches de células de combustible.

Plug Power no ha revelado un plan de negocios para comercializar esta segunda estación a corto plazo, aunque su director sí ha afirmado que no existe limitaciones en cuanto al posible mercado y que la empresa podría venderla a gasolineras o propietarios de casas particulares, y que podría trabajar con Honda u otra empresa automovilística para comercializar la estación de energía doméstica y el coche de célula de combustible a la vez.

Nanohierba para sistemas avanzados y fotonicos

Bell Labs de Lucent Technologies ha anunciado el lanzamiento de un nuevo proyecto de investigación que pretende utilizar superficies con nano-texturas para resolver problemas relacionados con gestión termal de sistemas avanzados fototónicos y electrónicos.

Colaborarán en el proyecto científicos de Bell Labs y de tres universidades irlandesas. Estos equipos utilizarán "nanograss" (nanohierba), una superficie fabricado por Bell Labs que contiene billones de puntos de silicio, para estudiar la efectividad de trasladar calor de superficies de silicona a líquidos refrigerantes (coolants). Además, Nanohierba multiplica por diez el área efectiva de una superficie de silicio plana, lo que ofrece posibilidades de transferir calor de silicio a líquido.

Los resultados de estas investigaciones podrían llevar a importantes avances en aparatos y redes de comunicación menos costosos. Mayor velocidad de aparatos enfriados por líquido hará posible circuitos más densos y aparatos de comunicación, lo que podría permitir proveedores a operar servicios de banda ancha de menor coste.

Nanohierba ofrece un método que controla el comportamiento de gotas diminutas mediante una superficie de silicio que se parece a césped recién cortado, con briznas que miden tan solo unos nanometros - 30 veces más fino que una célula sanguínea roja. Los científicos que trabajan en este proyecto utilizarán nanograss para estudiar la física de flujo de líquidos y transferencia de calor en sistemas por superficies super-hidrofóbicas a nano escala.

Nuevo metodo para sintetizar nanoparticulas

Un equipo de científicos del Institute of Bioengineering and Nanotechnology (IBN) ha desarrollado un método innovador para controlar el tamaño y la morfología de nanopartículas que podrán ser utilizadas en la síntesis farmacéutica y nuevas aplicaciones biomédicas.

La nueva técnica se basa en la síntesis mediada de fluorocarbon que produce nanopartículas que miden entre 50 y 300 nanometros con un tamaño de poro ajustable de entre 5-30 nanometros (el ancho de un pelo humano mide aproximadamente 80.000 nanometros).

Según uno de los directores del proyecto, Prof. Ying, estas nanopartículas nanoporosas representan una nueva clase de materiales hecha a medida de forma simultánea con partículas a nano escala y poros nanométricos. Anteriores esfuerzos para sintetizar nanopartículas resultaron en partículas cuyo tipo de estructura, grado de organización estructural y cantidad de tamaños de poros fueron limitados. La mayoría de tecnologías actuales solo pueden fabricar estructuras hexagonales de dos dimensiones con un diámetro de poro pequeño (5 nanometros). En muchos casos se requiere síntesis especial en fase vapor.

Este nuevo avance aplica una técnica química sencilla, utilizando dos tipos distintos de sufactantes (un compuesto químico soluble que reduce la tensión de superficie entre líquidos). Un surfactante actúa como el témplate para la estructura mesoporosa, mientras que el otro se utiliza para limitar el crecimiento de las partículas a nano dimensiones.

Se podrá utilizar el nuevo método para crear una variedad de nanopartículas con grandes áreas de superficie y con una estructura y tamaño de poro muy bien definido. Los científicos creen que estas nanopartículas nanoporosas se podrán aplicar para la fabricación menos costosa y más eficaz de fármacos así como en la administración de medicinas.

Más información en este artículo de Azonano.

Nanoparticulas para detectar Cancer

Cuanto antes se detecte un cáncer, mayores son las posibilidades de un tratamiento efectivo. Un equipo de científicos de distintas especialidades de la Universidad de Missouri-Colombia está investigando la aplicación de nanopartículas para detectar y tratar cáncer a nivel molecular. Su principal motivación es la detección a tiempo de todos los tipos de cáncer y según uno de los científicos que participa en las investigaciones, los primeros resultados son muy prometedores.

Se fabrican las nanopartículas hechas a medida para aplicaciones médicas a través de un proceso patentado por la propia Universidad. Las investigaciones se centran en el uso de nanopartículas para detectar cáncer, incluso en las fases pre-cancerígenas, a través de técnicas de imaginología médica.

La idea sería que los médicos administrasen millones de nanopartículas programadas para encontrar tumores cancerígenos. Una vez las nanopartículas localizasen el tumor, los médicos utilizarían rayos x para verlo incluso si solo consistiese en una única célula cancerígena, algo que hoy en día es imposible. Con la tecnología actual, para ver el tumor el cáncer tiene que existir en un conjunto de cientos de células en una fase mucho más avanzada.

Además, este equipo de científicos cree que las nanopartículas también mejorarán la efectividad de los tratamientos actuales contra el cáncer. Los tejidos blandos tienen capacidad limitada para absorber la radiación aplicada para tratar cáncer. Si se incrementa la densidad efectiva del tumor con nanopartículas metálicas, una dosis mayor de radiación llegará al tumor sin dañar a tejidos normales y minimizando los efectos secundarios.

Fuente: Azonano

Nanotecnología y Medicina en Europa

Ayer la European Science Foundation presentó un estudio pionero en Europa sobre las aplicaciones médicas de la nanotecnología.

Los objetivos del estudio son definir el estado de la cuestión de la nanomedicina en Europa, identificar los puntos fuertes y los puntos débiles y ofrecer recomendaciones sobre futuras tendencias de investigación, infraestructuras de organización e investigación, y métodos para difundir la información a los líderes políticos y el público en general.

El estudio se llevó a cabo mediante una serie de cinco talleres temáticos seguido por un "congreso de consenso" al que asistieron más de 70 representantes del mundo científico, la industria, fundaciones del sector privado y agencias de investigación gubernamentales.

En un resumen de las conclusiones de todo el proceso, los participantes ofrecen una definición del objetivo de la nanomedicina: "El control, la reparación y la mejora extensiva de todos los sistemas biológicos del ser humano, trabajando desde el nivel molecular y utilizando aparatos y nanoestructuras para aportar beneficios médicos". Esta definición contempla el uso de herramientas analíticas para comprender mejor la base molecular de una enfermedad, además del diseño de nuevos, sistemas para terapias y administración de medicamentos mucho más efectivos y realizados a través de la nanotecnología.

Según el estudio de la ESF, para realizar este objetivo, es necesario investigar los campos de ciencia de materiales y fabricación de aparatos, además de asuntos de seguridad y toxicidad relacionados con impactos sobre el medioambiente y procesos de producción. Estas investigaciones requieren un enfoque multidisciplinar además de un estudio cuidadoso de cuestiones clínicas, éticas y sociales.

Según los autores del estudio, Europa tiene especial fuerza en el campo del asemblaje físico y químico de nanoestructuras. Recomiendan que futuros esfuerzos deben centrarse en la orientación de tecnologías existentes hacia retos específicos de la nanomedicina y en el fomento
de mayores conocimientos en la producción, caracterización, capacidad de reproducir y control de calidad.

El informe es más crítico al tratar la organización y la financiación de la nanomedicina en Europa. Aun reconociendo un aumento significativo en fondos disponible para investigación en nanotecnología a nivel nacional y europeo, advierte sobre una excesiva fragmentación y propone una mayor coordinación de actividades relacionadas con la investigación, la creación de centros europeos de excelencia en nanomedicina y el desarrollo de mecanismos de financiación con mayor alcance y duración.

Concluye que para ganar y mantener una posición de liderazgo en nanomedicina es imprescindible que Europa mejore su sistema de transferencia de la tecnología y recorte el tiempo que se tarda en sacar resultados de los laboratorios al mercado.

Se puede leer las conclusiones del estudio aquí: http://www.esf.org/newsrelease/83/SPB23Nanomedicine.pdf