Los creadores de las luces LED azules recibieron el Premio Nobel de Física 2014 por tan innovadora invención. Ahora, parece que les ha salido un duro competidor con un tipo de luz plana que supera a los clásicos LED's, ya tan extendidos en nuestra sociedad. El trabajo ha sido publicado en la revista Review of Scientific Instruments.
Los artífices de este nuevo invento son un equipo de científicos de la Universidad de Tohoku (Japón). El punto clave de las luces planas es que están formadas por nanotubos de carbono que tienen una alta eficiencia energética y muy bajo consumo de energía: alrededor de 0,1 vatios por cada hora de funcionamiento, unas 100 veces menos que las luces LED.
Según la investigación, el material de estas luces planas se ha construido basándose en una pantalla de fósforo y una sola pared de nanotubos de carbono altamente cristalinos. Luego, ensamblaron el dispositivo con una mezcla líquida de un disolvente orgánico combinado con un producto químico muy parecido al jabón, conocido como agente tensioactivo. Esa mezcla se coloca sobre cada electrodo positivo o cátodo; se rasca la superficie con papel de lija y finalmente se obtiene un panel de luz, la luz plana.
Este material podría permitir la creación de nuevos dispositivos brillantes, de bajo coste y baja potencia, que harían tambalear el dominio de las luces LED. “Nuestro sencillo panel de podría obtener una alta eficiencia de luminosidad, de 60 lúmenes por vatio, lo que supone un excelente potencial para un dispositivo de iluminación con bajo consumo de energía”, afirma Norihiro Shimoi, líder del estudio.
2. Crean baterías ultrarrápidas que se recargan en poco más de 2 minutos
Un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) ha desarrollado una nueva batería que se puede recargar hasta un 70% en tan sólo 2 minutos y una vida útil de más de 20 años. El trabajo ha sido publicado en la revista Advanced Materials.
Para desarrollar esta nueva batería de iones de litio, los científicos reemplazaron el grafito, tradicionalmente utilizado para el polo negativo de la batería o ánodo por un nuevo material: un gel a base de dióxido de titanio, comúnmente usado como aditivo alimentario o para cremas de protección solar. Como de forma natural este mineral tiene forma esférica, los investigadores desarrollaron un método muy simple para convertir las partículas de dióxido de titanio en diminutos nanotubos; mil veces más finos que el diamétro de un cabello humano. La nanoestructura resultante es la que infunde velocidad en las reacciones químicas que tienen lugar dentro de la batería, permitiendo una carga super rápida.
Sus creadores están convencidos de que este avance tendrá un gran impacto en multitud de industrias, por ejemplo para los vehículos eléctricos, cuyos tiempos de recarga de más de 4 horas y su limitada vida útil, no han dejado que este mercado despegue como debería. Gracias a esta nueva generación de baterías, los
vehículos eléctricos podrán cargarse hasta 20 veces más rápido. Las nuevas baterías son capaces de soportar más de 10.000 ciclos de carga (20 veces más que las actuales).
“Con nuestra nanotecnología, los coches eléctricos podrían aumentar su gama dramáticamente con sólo cinco minutos de carga, que es a la par el tiempo necesario para bombear gasolina para los coches actuales. Igualmente importante es que ahora podemos reducir drásticamente los residuos generados por las baterías dispuestas, ya que nuestras baterías duran diez veces más tiempo que la actual generación de baterías de iones de litio”, explica Chen Xiaodong, líder del estudio.
3. Nuevas prótesis que permiten sentir
Un nuevo sistema protésico diseñado por expertos de la Universidad Case Western Reserve y el Centro Médico Louis Stokes Cleveland Veterans Affairs permite a los pacientes que han perdido un miembro experimentar sensaciones similares a las que tendrían si aún lo conservasen. De este modo, por ejemplo, a una persona a la que le falte una mano se le erizaría el pelo del brazo cuando “tocase” con sus dedos biónicos alguna superficie que en su día le provocase dentera.
Según recoge la revista Science Translational Medicine, aunque en realidad el afectado no puede “sentir” de verdad con su mano artificial, un programa informático traduce ese roce en señales eléctricas que luego envía a la partes no dañada de su miembro y a su cerebro. Para ello, se le implantan electrodos en los músculos que aún conserva. Sus desarrolladores destacan que este avance hace que los usuarios de determinadas prótesis las puedan manejar más fácilmente.
El ingeniero biomecánico Dustin Tyler, que ha dirigido la investigación, apunta que su objetivo no solo es restaurar la funcionalidad perdida del paciente, sino re-conectarle con el mundo. “Nuestro trabajo sirve para reactivar áreas del cerebro relacionadas con la sensación del tacto que desaparecen cuando se pierde un miembro”, indica.
4. La primera batería solar del mundo
Un equipo de científicos de la Universidad de Ohio (EEUU) ha creado la primera batería solar del mundo. Este nuevo hito en energía solar ha sido publicado en la revista "Nature Communications".
Lo innovador de este invento es que, por primera vez, ha sido posible la combinación de una batería con una célula solar, resultando un dispositivo híbrido completamente funcional. El dispositivo ha sido creado con un panel de malla solar que permite que el aire entre en la batería y, por otro lado, un proceso especial para la transferencia de electrones entre el electrodo de la batería y el panel solar. Así, la luz y el oxígeno que penetran en la batería híbrida facilitan que se produzcan reacciones químicas que cargan la batería.
“El estado de la técnica era usar un panel solar para capturar la luz, y luego usar una batería barata para almacenar la energía. Hemos integrado las dos funciones en un solo dispositivo. Cada vez que se haga, se reducirán los costes en un 25%”, afirma Yiying Wu, creador del invento.
Gracias a este nuevo diseño de batería solar, la luz se convierte en electrones dentro de la batería, por lo que al no tener que viajar éstos entre una célula solar y una batería externa, casi el 100% de los electrones quedan guardados. “Básicamente, es una batería de respiración. Inspira el aire cuando se descarga, y exhala cuando se carga”, explica Wu.
El funcionamiento de la batería es por tanto muy sencillo: la luz golpea el panel solar y crea electrones; luego, los electrones junto con la descomposición química de peróxido de litio en iones de litio y el oxígeno presente que se libera en el aire, los iones de litio quedan almacenados en la batería como metal después de capturar los electrones.
5. Una batería de alfalfa y resina de pino
Las baterías de ion de litio que dan vida a nuestros dispositivos o a los coches eléctricos presentan varios problemas: el litio es un metal escaso y para fabricar las pilas se emplean otros materiales aún más raros cuya extracción requiere mucha energía y compuestos químicos altamente tóxicos. Además, resulta complicado recuperar el propio litio de las baterías usadas para reciclarlo.
Últimamente han aparecido varios prototipos de ecopilas interesantes, pero el que acaba de presentar un equipo de la Universidad de Uppsala (Suecia) llama especialmente la atención por los materiales que utiliza: alfalfa y resina de pino. Los investigadores aseguran que es capaz de almacenar tanta energía como una de ion de litio y que puede ser reciclada utilizando productos no contaminantes, como agua y etanol. Fabricar una nueva batería a partir de una usada es, con este nuevo concepto, muy sencillo.
6. Crean una capa de invisibilidad revolucionaria
Los científicos llevan muchos años intentando crear la capa de invisibilidad definitiva, un modo de ocultar objetos a la vista mediante la combinación de los materiales adecuados y de nuevas tecnologías. El último trabajo en salir a la luz procede de la Universidad de Rochester en Nueva York (EEUU) y consigue exactamente eso: los objetos visibles parecen desaparecer de nuestra vista como por arte de magia.
Para crear esta capa de invisibilidad, a la que han denominado “Capa Rochester”, los investigadores utilizaron cuatro lentes estándar que logran que el objeto esté oculto a la vista aunque el observador se mueva a varios grados de distancia de la visual más idónea, lo que supone un gran avance en este sentido. Estudios anteriores con capas de invisibilidad han sido incapaces de superar este reto y éstas únicamente funcionaban bien si se miraba al objeto en línea recta.
“Este es el primer dispositivo conocido que puede ocultar objetos en tres dimensiones vistos desde distintos ángulos y en el espectro visible”, afirma Joseph Choi, coautor del estudio.
Otra de las barreras que han superado estos científicos es haber conseguido que el fondo del objeto tampoco aparezca distorsionado. Los objetos se vuelven invisibles sin que cambie su fondo. Para lograr este hito, los expertos determinaron el tipo de lente y la distancia exacta para poder separar las cuatro lentes. Una vez hecho, probaron el dispositivo con un objeto en frente de un fondo de red. Al visualizar el objeto a través de las lentes y cambiar el ángulo de visión, la red cambiaba como si el dispositivo de invisibilidad no estuviera allí. Simplemente no estaba, sin discontinuidad en las líneas de la cuadrícula detrás del objeto ya invisible.
A diferencia de otras invenciones, la “Capa Rochester” puede escalarse en tamaño y funciona para todo el espectro visible de la luz, según se detalla en el estudio publicado en la revista Optics Express. Además, su configuración es tan sencilla que cualquier persona podría montarla y está al alcance de todos, ya que el artilugio puede ser construido por menos de 80 euros.
7. Un parche cutáneo que monitoriza la salud del corazón
Se trata de un pequeño dispositivo móvil, cuyo mecanismo es completamente invisible, ya que tiene un aspecto similar a la piel del ser humano, que es capaz de advertir al usuario si está teniendo problemas cardiovasculares en ese instante. Este invento ha sido ideado por un equipo de investigadores de las universidades de Northwestern y de Illinois en Urbana-Champagin (EEUU).
La forma de alertar al usuario de algún problema relativo a la salud del corazón es muy simple: el parche simplemente cambia de color. ¿Cómo descubre que hay algún mal funcionamiento cardiovascular? El dispositivo utiliza unos 3.600 cristales líquidos que detectan el calor corporal controlando así los problemas potenciales. De la misma forma, el dispositivo también podría ser usado para alertar sobre sequedad en la piel, por ejemplo.
“Uno puede imaginar las empresas de cosméticos interesadas en la capacidad de medir la sequedad de la piel de una manera portátil y no invasiva. Este es el primer dispositivo de su clase”, afirma Yonggang Huang, coautor del estudio.
Otra de las características que hacen especial este parche es que puede dejarse en la piel las 24 horas del día, es inalámbrico y se estira y encoge a la vez que la piel natural del usuario, por lo que no resulta incómodo. El parche cutáneo puede detectar el flujo de la sangre y la tasa de hidratación de la piel. Luego, un algoritmo interpreta estos resultados y muestra un color que revela la distribución de la temperatura de la piel de esa zona en menos de 30 segundos.
8. Las Primeras Lentillas del mundo que previenen la degeneración de la retina
La degeneración de la retina es un problema que suele estar provocado por daños en los vasos sanguíneos o por una producción excesiva de los mismos y que puede desembocar en ceguera total. Para remediar este problema, un equipo de investigadores de la Universidad Complutense de Madrid (España) ha creado las primeras lentes de contacto del mundo que son capaces de proteger del daño que causa la luz violeta y azul en la retina, protegiéndola así de su degeneración.
La investigación junto con su logro, que se ha desarrollado a lo largo de trece años, representan las primeras lentillas que obtienen un certificado de seguridad retiniano. Las lentillas en cuestión, que se pondrán a la venta con o sin graduación, añadirán a su función actual de compensar la miopía, el astigmatismo o la hipermetropía, otra de protección contra la luz para que ésta no llegue al fondo del ojo y lo dañe.
Teniendo en cuenta que estamos expuestos durante 5.500 horas al año a la luz que nos rodea, según afirma Celia Sánchez-Ramos, líder del estudio, y que esta cantidad de luz no para de crecer debido a que a la luz natural y la iluminación artificial también se le suma la luz que proyectan los actuales dispositivos tecnológicos como los smartphones, los ordenadores o las tabletas, éste invento, bajo la marca Servilens, puede mitigar la cantidad de luz que daña nuestros ojos.
A pesar de que el sistema visual humano tiene métodos fisiológicos de protección “no les hemos dado tiempo, ya que la tecnología ha ido muchísimo más rápido que la capacidad del sistema humano para adaptarse, sentencia Sánchez-Ramos.
9. Hacia un material más duro que el diamante
Un equipo de investigadores de distintas instituciones rusas, entre ellas el Instituto Tecnológico para Nuevos y Super duros Materiales del Carbono, en Troitsk, ha desarrollado un nuevo método que permitirá sintetizar compuestos que superarán al diamante en dureza.
En un artículo publicado en la revista Carbón, estos científicos describen un proceso con el que es posible obtener a temperatura ambiente fuleritas ultra duras un polímero de estructura tridimensional compuesto por fulerenos, unas moléculas de forma esférica hechas de átomos de carbono.
No obstante, los expertos destacan que por el momento no es posible producir este material a escala industrial debido a que se necesitan alcanzar presiones excepcionalmente altas, de unas 130.000 atmósferas, algo que pocas instalaciones logran conseguir.
Los científicos creen que añadiendo en los momentos iniciales di-sulfuro de carbono, una sustancia que sí se puede obtener en gran cantidad, se acelera la síntesis de estas fuleritas.
10. Móviles con 1Tb de Memoria
A pesar de que el mercado no para de avanzar en este sentido, la memoria interna de los teléfonos móviles aún parece que nos resulta exigua. Para paliar esta creciente preocupación por el almacenamiento, un equipo de científicos estadounidenses ha logrado crear un nuevo tipo de memoria que es capaz de alcanzar hasta 1 Terabyte, es decir, más de 1.000 gigas.
La memoria, bautizada como Ram Resistente(RRAM o Resistive random-access memory), ha sido desarrollada por un equipo de investigadores de la Universidad de Rice (EEUU) tras cinco años de estudio. Esta RRAM tiene una resistencia 100 veces mayor a las cotidianas y puede ser fabricada con equipos y temperaturas convencionales. La clave de este avance lo encontramos en el óxido de silicio poroso, que es el que le ha otorgado esa súper-resistencia.
Esta memoria interna fabricada con una tecnología similar a la que se emplea en los discos duros de estado sólido (SSD), tiene el tamaño de un sello de correos y será capaz de almacenar más de 30.000 canciones en mp3; todo lo que podamos imaginarnos dentro de 1.024 gigas.
Además, gracias al óxido de silicio, su proceso de fabricación será barato, ya que nuestros dispositivos actuales utilizan óxido de silicio. La memoria RRAM podría llegar a nuestros móviles en pocos años, según revela el estudio publicado en la revista de la American Chemical Society, Journal Nano Letters.
"Nuestra tecnología es la única que satisface todas las necesidades del mercado, tanto desde el punto de vista de la producción como del rendimiento. Si algún día llega a aplicarse, lo cierto es que ya no tendríamos por qué preocuparnos de errores de memoria baja”, afirma James Tour, coautor del estudio.
“Es más rápida y se puede guardar mucha más información en menos espacio -más de 50 veces la densidad de datos capaz de registrar la memoria en cuestión-", comenta Gunuk Wang, coautor del estudio.
No hay comentarios:
Publicar un comentario