Nanogenerador

Los biosensores inalámbricos que detectan patógenos en el agua y miden la tensión arterial o los biomarcadores del cáncer en el cuerpo están disminuyendo su tamaño hasta dimensiones nanométricas. Para hacerlos funcionar, los investigadores están buscando fuentes de energía igualmente pequeñas. Una tecnología prometedora consiste en nanocables que conviertan la energía mecánica en electricidad.

Ahora, según un artículo publicado esta semana en Technology Review, investigadores de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign (UIUC), han dado el primer paso hacia la construcción de un nanogenerador hecho de titanato de bario. Hasta ahora, las iniciativas para fabricar nanogeneradores se habían centrado en nanocables de óxido de zinc, pero según el profesor de ingeniería y ciencias mecánicas, Min-Feng Yu, que dirige la investigación en la UIUC, el titanato de bario podría dar lugar a mejores generadores debido a que presenta un mayor efecto piezoeléctrico. Los experimentos de laboratorio demuestran que un nanocable de titanato de bario puede generar 16 veces más electricidad que uno de óxido de zinc a partir de la misma cantidad de vibraciones mecánicas, añade.

Los nanogeneradores podrían conducir a muchos avances: sensores biomédicos impulsados por el torrente sanguíneo o por contracciones musculares, diminutos sensores de gas que funcionen con el viento o las ondas acústicas, detectores patógenos impulsados por el flujo del agua y dispositivos electrónicos portátiles conectados a nanocables en los zapatos. "El concepto de nanogenerador se ha vuelto cada vez más convincente", señala Yi Cui, profesor de ingeniería y ciencias de los materiales de la Universidad de Standford. "Podría funcionar".

En el 2006, un equipo de investigadores dirigido por Zhong Lin Wang, del Instituto Tecnológico de Georgia, demostró, por primera vez, que los nanocables de óxido de zinc podían aprovechar la energía mecánica para generar electricidad. Desde entonces, el grupo de Wang ha realizado muchos progresos, presentando recientemente una matriz de nanocables de óxido de zinc que produce corriente en respuesta a vibraciones ultrasónicas.

Fuente: Technology Review

Sensores de hidrógeno flexibles de alto rendimiento basados en nanotecnología

Se prevé que en un futuro, los sensores de hidrógeno (H2) serán un componente fundamental para la seguridad y de gran demanda. Estos sensores detectarán, por ejemplo, las fugas de los coches que funcionen con hidrógeno y de las estaciones de combustible mucho antes de que el gas suponga un peligro de explosión.

Incluso hoy en día hay toda una gama de posibles aplicaciones para los sensores de hidrógeno, como detectar las concentraciones de H2 en los acumuladores de plomo incluidos en la mayoría de los vehículos; las fugas de H2 durante las aplicaciones petroquímicas en las que se utiliza H2 de alta presión; los fallos inminentes del transformador en centrales eléctricas; o monitorizar la concentración de H2 en los tanques de residuos radioactivos y en el reprocesado del plutonio.

Otro ejemplo es el transbordador espacial que utiliza una combinación de hidrógeno y oxígeno como combustible en sus motores principales, ya que una fuga de hidrógeno podría llegar a convertirse en fuego de hidrógeno, invisible para el ojo humano. Hoy en día, no es fácil que detectores rígidos individuales detecten una fuga de hidrógeno causada por un agujero diminuto en la tubería de un transbordador espacial, dado que la localización de estos agujeritos no está predeterminada. El problema de la mayoría de los sensores de hidrógeno actuales es que están construidos sobre sustratos rígidos, que no se pueden doblar y, por tanto, sus aplicaciones pueden estar limitadas debido a esta rigidez mecánica. Además, utilizan paladio puro, que es muy caro.

Ahora, según un artículo publicado esta semana en nanowerk.com, científicos estadounidenses han desarrollado un nuevo tipo de sensores de hidrógeno plegables y que utilizan nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) para mejorar la eficacia y reducir el coste. En el ejemplo del transbordador espacial, laminar una capa densa de sensores flexibles sobre la totalidad de la superficie de un tubería permitiría detectar cualquier fuga de hidrógeno antes de que se expanda y avisar a las unidades de control para resolver el problema. El uso de grandes áreas de pieles sensoriales no incrementaría de forma significativa el peso total del transbordador, debido a la naturaleza ligera de estos sensores. El desarrollo de estos sensores de hidrógeno es otro paso que nos ayudará a garantizar la seguridad social, medioambiental y económica al utilizar el hidrógeno como principal fuente de combustible en la sociedad del mañana.

"La mayor contribución de nuestra investigación es la fabricación, por primera vez, de sensores de hidrógeno con plegabilidad mecánica y un extraordinario rendimiento de detección utilizando materiales nanoestructurados: nanotubos de carbono de pared simple con nanopartículas de paladio", señaló el Dr. Yugang Sun para Nanowerk. "La plegabilidad mecánica de nuestros sensores de hidrógeno es beneficiosa para su aplicación en muchos sistemas que requieren bajo coste, amplia superficie, ligereza, flexibilidad mecánica y resistencia de amortiguación mecánica".

Fuente: Nanowerk

IBM mejora la memoria con Nanocables

IBM intenta reinventar la memoria

Según un artículo publicado esta semana en Technology Review, investigadores de IBM están desarrollando un nuevo dispositivo de memoria basado en nanocables que podría combinar las mejores cualidades de los distintos tipos de memoria utilizados hoy en día, mejorando el rendimiento y reduciendo los costes. Si esta memoria experimental (todavía en sus primeras fases de desarrollo) tiene éxito, podría servir como memoria universal y llegar a sustituir a los distintos tipos de memoria utilizados en la actualidad.

Stuart Parkin, físico experimental de Centro de Investigación Almaden de IBM en San Jose, California, señala que esta memoria, que almacenará 100 bits de datos en un solo nanocable, podría llegar a almacenar entre 10 y 100 veces más datos que las memorias flash utilizadas en las cámaras digitales y otros pequeños dispositivos portátiles, y funcionar además a velocidades muy superiores. Por otra parte, dado que es una memoria de estado sólido, sería mucho más resistente que los discos duros magnéticos, que necesitan dispositivos mecánicos para leer y escribir los datos. Nuestra memoria podría ser más barata, más densa y más rápida que las memorias flash, señala Parkin, y dado que no incluye un mecanismo que se pueda deteriorar, es totalmente fiable.

Según Parkin, todo esto sería posible como resultado de la aplicación de nuevos descubrimientos al comportamiento a nanoescala de los materiales magnéticos y las corrientes electrónicas en estos materiales, que abren el camino para almacenar muchos bits de datos en un solo nanocable. Parkin ha demostrado los elementos básicos del nuevo tipo de memoria, pero todavía no ha construido un prototipo completo. Fuente:

Fuente: Technology Review