Electrolito sólido para sustituir el inflamable de las baterías de ión-litio
Un electrolito desarrollado por investigadores de Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL, por sus siglas en inglés) podría permitir crear baterías de ión-litio que almacenen de cinco a diez veces más energía y sean más seguras que las que recientemente se incendiaron en el Dreamliner 787 de Boeing. Aunque la causa del incendio del avión Boeing aún no ha sido determinada, la compañía podría haber reducido el riesgo de incendio si hubiera elegido una composición química más segura para el electrodo. Pero habría tenido menos opciones para el electrolito, que es el material que permite que la corriente fluya a través de una batería. Las baterías de ión-litio, incluso las que utilizan electrodos relativamente seguros, todavía utilizan electrolitos líquidos inflamables.
Los electrolitos sólidos serían mucho más seguros, pero hasta ahora ha sido difícil producirlos con una capacidad conductora suficiente para su uso en baterías. Los investigadores del ORNL, en un trabajo publicado en el último número de Journal of the American Chemistry Society, afirman poseer un método sencillo para crear una forma nanoestructurada de un electrolito sólido. La nanoestructura mejora la conductividad del material 1.000 veces, lo suficiente como para que sea útil en las baterías de ión-litio. Los investigadores también demostraron que el nuevo material es compatible con electrodos de alta energía.
El electrolito sólido no es tan conductor como el líquido, pero los investigadores señalan que pueden compensar la diferencia creando un tipo de electrolito muy fino, entre otras cosas. Incluso entonces, las baterías puede que no se cargasen más rápidamente o proporcionasen los mismos aumentos (estallidos) de energía posibles con los electrolitos líquidos, pero esto no supondría un problema en muchas aplicaciones, por ejemplo en coches eléctricos, donde el gran número de células de batería hace que sea fácil alcanzar resultados adecuados en lo que se refiere a los aumentos de energía.
El electrolito sólido no solo hace que las baterías sean más seguras, también podría permitir el uso de materiales de mayor energía en los electrodos. Como resultado, aunque la velocidad a la que estas baterías ofreciesen su potencia podría ser menor que la de las baterías de ión-litio actuales, la cantidad total de energía que pueden almacenar sería mucho mayor. Una batería mucho más pequeña podría utilizarse para ahorrar espacio y peso en los aviones, y reducir considerablemente el coste de los vehículos eléctricos.
El electrolito sólido puede ser especialmente adecuado para las baterías de azufre-litio, que pueden almacenar una gran cantidad de energía pero acarrean problemas de seguridad y no pueden recargarse las veces suficientes para durar toda la vida de un coche. Los electrodos de litio-metal pueden provocar cortocircuitos e incendios en la batería. El electrolito sólido ayuda a estabilizar el metal de litio y sirve como barrera para evitar cortocircuitos. Los electrodos de azufre en estas baterías también se degradan cuando se utilizan con electrolitos líquidos, ya que parte del azufre se puede disolver en el líquido y acabar perdiéndose. Esto es algo que se evita en los electrolitos sólidos.
El trabajo está todavía en una etapa temprana. Hasta ahora, los investigadores solo han producido células de prueba pequeñas, de media pulgada (1,2 centímetros), y los resultados que demuestran la compatibilidad con las baterías de azufre-litio aún no se han publicado.
Fuente: TECHNOLOGYREVIEW.COM
Gas Natural: Convirtiendo el Gas Natural en productos químicos
Unas membranas cerámicas de alto rendimiento de la empresa de I+D Ceramatec podrían llevar a una forma más barata de convertir en gas natural en benceno, un líquido que se puede usar para fabricar una amplia gama de productos químicos y servir como componente de la gasolina.
Si el método funciona, abriría nuevos e importantes mercados para el gas natural. También podría servir para reducir la práctica de quemar directamente el gas natural, que desperdicia unos 140.000 millones de metros cúbicos de gas cada año en todo el mundo, lo que equivale aproximadamente al 20 por ciento de la demanda anual en Estados Unidos. Los pozos de petróleo en zonas remotas suelen recurrir a la quema del gas natural porque transportarlo al mercado resulta demasiado caro. La tecnología podría funcionar de forma eficiente a escala relativamente pequeña y se podría desplegar en los pozos para producir líquidos que son más baratos de transportar que el gas.
La tecnología existente en la actualidad para convertir el gas en líquido implica la construcción de enormes plantas que pueden costar de 1.500 a 2.000 millones de dólares (unos 1.125 a 1.500 millones de euros) (ver «Conversión del gas en combustible»). En este tipo de plantas hay que instalar caros equipamientos que se usan para producir oxígeno puro, que reacciona con el metano, el componente principal del gas natural.
La membrana de Ceramatec podría permitir el proceso alternativo que estudia Enrique Iglesia, profesor de ingeniería química en la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) El método de Iglesia implica calentar el metano a unos 800 º centígrados en presencia de catalizadores para crear hidrocarburos líquidos. Su proceso no usa oxígeno y también podría ser mucho más selectivo, produciendo una mayor cantidad del producto deseado, lo que mejoraría aún más la economía del proceso.
Iglesia ya ha desarrollado catalizadores para convertir el metano en hidrocarburos líquidos sin oxígeno, pero estos procesos no son prácticos porque las reacciones químicas involucradas producen hidrógeno, que se acumula en el reactor e inhibe las reacciones químicas. Iglesia intentó evacuar el hidrógeno mediante membranas que lo conducían fuera del reactor mientras que el metano permanecía dentro, pero no eran capaces de evacuar el hidrógeno a la velocidad suficiente.
El trabajo actual, una colaboración con Ceramatec, está respaldado por una subvención de 1,3 millones de dólares (unos 975.000 euros) de la Agencia Estadounidense para Proyectos Avanzados de Energía (ARPA-E en sus siglas en inglés). En un taller de ARPA-E hace poco más de un año, miembros del equipo de investigación de Iglesia se reunieron con representantes de Ceramatec, que habían desarrollado una membrana cerámica que permitía al hidrógeno fluir a una velocidad mucho mayor que otras membranas. Esa reunión formó la base del proyecto actual, que emparejará catalizadores basados en zeolita de Berkeley con membranas de Ceramatec.
La tecnología se encuentra entre varias de las financiadas por ARPA-E dirigidas a capitalizar las abundantes reservas de gas natural de Estados Unidos. En noviembre, ARPA-E anunció financiación para el Instituto Tecnológico del Gas, que está desarrollando un proceso que convierte el metano en metanol. También ha proporcionado financiación a Pratt & Whitney para desarrollar un método que use gas natural para producir gasolina de bajo coste que será competitiva siempre que los precios del petróleo estén por encima de los 50 dólares el barril.
Fuente: TECHNOLOGYREVIEW.COM
Grafeno : Cuatro empresas españolas se disputan el control del grafeno
Acostumbrados a ocupar los vagones de cola de la innovación, resulta difícil creer que España se sitúa a la cabeza del mercado global de producción de un material llamado a ser para el siglo XXI lo mismo que fue el plástico para el XX. Hablamos del grafeno, pero conviene ser prudentes: no es oro todo lo que reluce.
Las bondades del material están fuera de toda duda, aunque existe un problema: la falta de competitividad en los precios del grafeno frente a los materiales clásicos a la hora de embarcarse en grandes producciones. En efecto, España ya lidera la producción europea con varias empresas punteras. Sin embargo, el mercado es aún pequeño: el grafeno movió 9 millones de dólares en 2012. Las multinacionales productoras de artículos masivos de consumo no se han decidido aún a dar el salto definitivo al vacío del mercado. Se mantienen, de momento, en prudentes posiciones experimentales, aunque -eso sí- con continuas promesas de comercialización.
La fiebre del grafeno sobrevuela el sector. Se nota. Con el telón de fondo de la incertidumbre, las empresas españolas defienden sus respectivos modelos de negocio y buscan la forma de ser cada vez más competitivas mientras esperan a su Godot particular: las multinacionales que den un paso al frente.
“Podemos ser más baratos que el silicio”
En el ámbito experimental, la empresa vasca Graphenea Nanomaterials lidera la producción de grafeno en lámina de alta calidad enfocada a prototipos, compitiendo al más alto nivel con “una empresa coreana y otra norteamericana, aunque están saliendo otras dos en Estados Unidos, y otra en Japón”, apunta a Teknautas su CEO, Jesús de la Fuente.
“De momento, la demanda es a nivel experimental. Aunque esperamos que a partir de 2016 se traslade al nivel comercial. Nosotros ya estamos vendiendo a Nokia, Philips, Nissan, Canon y otras grandes empresas multinacionales del sector”, explica.
“Tenemos una línea piloto para producir 50.000 centímetros cuadrados de grafeno en ‘films’ (láminas) al año. Ahora mismo, los precios son caros porque el volumen de venta es pequeño, pero realmente ya estamos en disposición de ser más baratos que el silicio si hablamos de grandes consumos, por debajo de 50 céntimos de euro el centímetro cuadrado. A largo plazo, incluso los 3 céntimos. Claro, para eso necesitamos compromisos, porque hay que invertir. Para pedidos individuales el precio oscila ahora mismo entre los 10 y los 50 euros el centímetro cuadrado”, argumenta el CEO de la ‘startup’ guipuzcoana.
“Esa cantidad la hacemos nosotros en unas horas”
Desde Alicante, la compañía Graphenano, que ya ha abierto una delegación en Alemania, está mentalizada para hacerle un órdago a la compañía vasca y al mercado, pulverizando no sólo los tiempos de producción, sino también sus precios. Su objetivo es romper la barrera experimental del grafeno. Su planta de producción está en Ciudad Real.
“Simplemente es una cuestión de producción. Nosotros ya estamos vendiendo a una empresa valenciana para que saquen un producto al mercado con grafeno, en el mes de abril, con cerca de 20.000 metros de cinta de 10 centímetros de ancho. Eso es impensable fabricarlo para otras empresas”, explica a Teknautas el vicepresidente de la compañía levantina, José Antonio Martínez.
“La competencia dice que ha diseñado un reactor para producir en 2016 cerca de 50.000 centímetros cuadrados. Esa cantidad la hacemos nosotros con nuestro sistema de producción en unas horas. Con nuestro trabajo y nuestro equipo hemos desarrollado un sistema de fabricación de grafeno que nos permite fabricar cantidades industriales en láminas y cables (kilómetros), grafeno en polvo (toneladas) y grafeno en piezas tridimensionales, algo que tampoco puede hacer nadie en el mundo”, apunta Martínez, quien asegura que están cerrando acuerdos con una multinacional alemana del sector de la automoción, cuyo nombre de momento es confidencial.
«Cuando explicamos a las compañías nuestra capacidad de producción y los precios no nos creen, porque no están acostumbrados. Hasta que les demostramos que es posible y les enviamos las muestras», añade.
Un modelo de negocio seguro
Si hablamos de producción de grafeno en polvo -su otra variedad- enfocada al sector puramente industrial, donde suele usarse en mezcla con otros materiales para obtener propiedades concretas, como la resistencia al fuego, la compañía riojana Avanzare es la primera productora mundial desde finales de 2012, cuando superó a la norteamericana XG Sciences. En su caso, el modelo de negocio es más seguro. Y en el mundo no existen más de 40 empresas que compitan con ella.
“Sólo trabajamos con industrias que consumen cantidades suficientes de grafeno. No trabajamos con laboratorios. Hay muchas marcas que anuncian que van a lanzar un producto basado en el grafeno, pero nunca terminan de llegar. Al menos hasta que alguien consiga reducir los precios. Nosotros nos diferenciamos porque no somos una ‘spin-off’ y no nos basamos en capital riesgo. Hay muchos que investigan. Nosotros fabricamos y vendemos”, explica a Teknautas Julio Gómez, director de Avanzare.
“Si no se consigue un precio razonable el grafeno será residual. Hay un problema de precio, y esto consiste en que tú compites con alguien. Siempre hay otro material como alternativa, y el negocio consiste en ser más baratos que esa alternativa. A nivel industrial, nosotros lo somos”, agrega.
En la órbita de los riojanos se sitúa la burgalesa Granph Nanotech, cuya producción de grafeno, más modesta en volumen, está enfocada en su caso a la investigación y a la experimentación pura y dura, con resultados también valiosos.
La promesa interminable
Desde que en 2004 los profesores Kostya Novoselov y Andre Geim consiguieron aislar el grafeno por primera vez, hito que les aupó hasta el Premio Nobel en 2010, es raro el día en que los medios de comunicación no publican un reportaje donde se habla del grafeno como el material del futuro. De hecho, en portales como Menéame los lectores comienzan a tratar el asunto con cierta ironía. Es habitual encontrarse en la prensa cada semana con el anuncio de un nuevo prototipo que incorpora el grafeno en su tecnología, prometiendo llegar al mercado en poco tiempo para cambiar el ‘statu quo’ para siempre.
La semana pasada, en Teknautas adelantamos el interés de Apple y Samsung por la técnica española para cargar el móvil a través de la luz solar. Está basada en el grafeno. Ayer mismo, también supimos que los investigadores de la Universidad de UCLA han desarrollado un prototipo de batería flexible capaz de cargar en apenas unos segundos un ‘smartphone’ o una ‘tablet’. Una vez más: grafeno.
FUENTE: EL CONFIDENCIAL.COM
Grafeno : Escáner de grafeno para obras de arte
La empresa Treelogic, con sede en Asturias, lidera un proyecto europeo del Séptimo Programa Marco de la UE para desarrollar un sistema que permitirá visualizar los bocetos previos y otras imágenes ocultas bajo los lienzos. También se podrá aplicar en otros soportes de pintura, así como para ver el contenido de vasijas y otros objetos tridimensionales cerrados.
Para ello desarrollarán un nuevo tipo de escáner que utilizará emisores y receptores de banda de terahercios, una frecuencia que no daña las obras. Los emisores y receptores de la señal serán de grafeno, un material sintetizado por primera vez en 2004.
Desvelar los secretos que encierran las obras de arte y objetos arqueológicos sellados y ponerlos a disposición de los museos, especialistas y el público general es la idea que ha llevado a Treelogic a liderar el proyecto europeo Insidde, en el que también participan otras dos entidades asturianas, el ITMA Materials Technology y la Universidad de Oviedo. A ellos se unen otros cinco socios europeos, que incluyen centros de investigación, museos y una empresa.
«Trabajar en la banda de frecuencias de terahercios implica desarrollar una tecnología innovadora, que nos va a permitir trabajar en un rango de frecuencias por debajo de los dispositivos infrarrojos», afirmó ayer en Oviedo durante la presentación del proyecto Javier Gutiérrez Meana, investigador de Treelogic y coordinador de la iniciativa.
La banda de terahercios, indicaron los miembros del proyecto, se sitúa en cambio por encima de las que utilizan la telefonía móvil o las comunicaciones vía satélite, «por lo que comenzar a utilizarla supone cubrir un nicho existente entre las frecuencias que utilizan otras tecnologías ya desarrolladas», señala Gutiérrez Meana.
El desarrollo del escáner de terahercios centrará la primera fase del proyecto, que durante el primero de sus tres años de duración acometerán conjuntamente el ITMA Materials Technology, con experiencia en aplicaciones fotovoltaicas del grafeno, y la Universidad de Oviedo, a través de su área de Teoría de la Señal. El primero aportará bandas de grafeno modificado con el fin de que actúen como emisores y receptores de las frecuencias de terahercios, y la Universidad integrará estos materiales innovadores en los dispositivos que formarán el escáner.
Modelos bi y tridimensionales
En la siguiente fase, la Delft University of Technology (Holanda) y la empresa belga 3DDynamics pondrán a punto el procesado de imágenes para generar, respectivamente, modelos bidimensionales para lienzos, frescos y similares, y modelos tridimensionales para vasijas y otros objetos con volumen.
Respecto a la novedad de Insidde frente a otros métodos existentes, los representantes de la primera reunión de trabajo del consorcio explicaron que con este proyecto pretenden desarrollar una alternativa que no dañe en absoluto los materiales objeto de estudio, y que permita simplificar, trasladar más fácilmente y hacer más asequibles los escáneres de obras de arte.
El retorno económico para la economía asturiana puede superar los 1,3 millones de euros
«Dicen que el grafeno, una forma alotrópica de carbono, es el material del futuro, y este proyecto marcará un hito no sólo en el mundo del arte, sino también en nuestra I+D+i», afirmó Gonzalo Pescador, Director General de Economía e Innovación del Principado y presidente de FICYT.
Con un presupuesto total de 3,64 millones de euros (de los que casi 2,9 serán aportados por la UE), «el retorno económico para la economía asturiana ascenderá a más de 1,3 millones de euros», señaló Sergio García Caso, director de I+D de Treelogic, que en la presentación del proyecto agradeció expresamente la existencia en España de recursos como Galactea Plus.
Este es el nodo del noroeste español de la Enterprise Europe Network, coordinado por FICYT, que les permitió incorporar al proyecto a dos de sus socios, concretamente el Doerner Institut (Alemania) y el Regional Museum of History de Stara Zagora (Bulgaria).
Si bien los destinatarios finales de la tecnología desarrollada son los museos, Treelogic difundirá los resultados a través de una tecnología de realidad aumentada y pondrá a disposición de todos los internautas los modelos generados a través de la red Europeana.
Fuente: SINC
Grafeno – Nuevas propiedades
La gran cantidad de investigaciones que se están llevando a cabo en todo el mundo para descubrir las propiedades del grafeno están convirtiendo a este material en el ‘ladrillo’ más prometedor para desarrollar nuevas tecnologías en sectores muy diversos. Su utilización para convertir la luz en electricidad y sacar el máximo provecho de la energía solar es la línea de investigación de un equipo internacional de científicos que acaban de publicar un nuevo estudio en la revista ‘Nature Physics’.
Según aseguran, el grafeno es capaz de convertir cada fotón que absorbe en múltiples electrones (electrones excitados) que pueden conducir corriente eléctrica. Lo habitual en la mayor parte de materiales, señalan los autores de este estudio, es que un fotón absorbido genere un solo electrón. En el caso del grafeno, al producir muchos electrones, la señal eléctrica sería mayor. Su hallazgo, sostienen, podría representar una alternativa a las actuales tecnologías que se usan en energía solar y que se basan en semiconductores como el silicio.
El estudio ha sido realizado conjuntamente por investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Castelldefels (Barcelona), del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en EEUU y del Instituto de Investigación de Polímeros del Max Planc de Alemania. También han participado tres investigadores de la empresa Graphenea de San Sebastián, Amaia Zurutuza Elorza, A. Centeno y A. Pesquera.
Energía solar
Según señala Frank Koppens, líder de este grupo investigador del Instituto de Ciencias Fotónicas, en el que también participa Klass-Jan Tielrooij,esta tecnología basada en el grafeno permite absorber la energía del sol con pérdidas mucho menores que en la actualidad: «Además de placas solares, que es un mercado muy importante y que está creciendo muy rápidamente, se puede utilizar esta capacidad de conversión eficiente en cualquier producto que utilice luz para producir electricidad, por ejemplo detectores de luz», afirma el investigador holandés a ELMUNDO.es.
El científico señala que «hay muchos grupos en todo el mundo que investigan las propiedades del grafeno en general, especialmente para utilizarlo en tecnologías de energía solar y para optoelectrónica (todas las tecnologías que dependen en la conversión de luz en electricidad). En el pasado, otros grupos ya descubrieron que el grafeno tiene unas propiedades que hacen que este material sería interesante para tecnologías de energía solar, por ejemplo, su capacidad de absorber la luz de varios colores», afirma Koppens, que trabaja con grafeno desde hace cuatro años.
En concreto, el experimento que describen en ‘Nature Physics’ consistió en mandar un número conocido de fotones a distintas energías a una fina capa de grafeno: «La investigación que acabamos de publicar indica que la conversión de fotones absorbidos en electrones excitados (electrones con más energía, que pueden generar la corriente eléctrica) es muy eficiente. Más de lo que se esperaba. La eficiencia viene de la capacidad de grafeno de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones que pueden conducir corriente eléctrica. Esta capacidad no existe en muchos otros materiales que se usan ahora para placas solares, como el silicio», afirma.
Productos en el mercado
No obstante, señala que es muy difícil determinar cuánto tiempo falta para ver estos productos en el mercado: «Hemos descubierto una capacidad favorable para la conversión de fotones absorbidos en electrones excitados, pero no hemos construido una placa solar», admite. Antes de que se puedan comercializar productos, afirma, habrá que investigar más sobre cómo se puede extraer eficientemente la corriente eléctrica del grafeno.
Pese a ello, se muestra optimista ya que «hay muchos investigadores, tanto en el mundo de la ciencia como en la industria», dedicados a intentar resolver estos inconvenientes. Asimismo, destaca la apuesta de la UE por el grafeno: «Ha decidido invertir 1.000 millones de euros en las investigaciones y tecnologías de grafeno», señala. Una inversión que podría «acelerar el lanzamiento de productos al mercado», afirma.
Fuente : www.elmundo.es
Nanotubos de carbono: Crean circuitos sensores con nanotubos de carbono
Investigadores de la Universidad de Stanford han construido uno de los circuitos de nanotubos de carbono más complejos hasta la fecha. La semana pasada hicieron una demostración con un sencillo robot que da la mano con un circuito sensor-interfaz en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido celebrada en San Francisco.
Ahora que los transistores de silicio que hay dentro de los ordenadores están llegando a sus límites físicos, la industria de los semiconductores estudia las posibles alternativas, y una de las más prometedoras son los nanotubos de carbono. Los diminutos transistores fabricados con estos nanomateriales son más rápidos y tienen una mayor eficiencia energética que los de silicio, y los modelos informáticos predicen que los procesadores de nanotubos de carbono podrían consumir muchísima menos energía. Pero está resultando difícil convertir los transistores individuales en circuitos complejos que funcionen.
El circuito de nanotubos de carbono utilizado en la demostración convierte una señal analógica de un condensador -el mismo tipo de sensor que se encuentra en muchas pantallas táctiles- en una señal digital comprensible por un microprocesador. Los investigadores de Stanford armaron una mano de maniquí de madera con el interruptor condensador en la palma. Cuando alguien agarraba la mano, se encendía el interruptor y el circuito de nanotubos enviaba una señal al ordenador, que activaba un motor en la mano robótica, haciendo que subiera y bajara para dar la mano a quien la hubiera agarrado.
Otros investigadores ya habían hecho demostraciones con circuitos sencillos de nanotubos, pero este es el más complejo construido hasta la fecha y demuestra que los transistores de nanotubos se pueden hacer en grandes cantidades, explica Subhasish Mitra, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática, que ha dirigido el trabajo junto con Philip Wong, profesor de ingeniería eléctrica en Stanford.
El circuito de nanotubos sigue siendo relativamente lento, los transistores son grandes y están muy separados en comparación con los últimos circuitos de silicio. Pero el trabajo es una demostración experimental del potencial de la tecnología de computación de nanotubos de carbono.
«Esto demuestra que los transistores de nanotubos de carbono se pueden integrar en circuitos lógicos que funcionan con bajo voltaje», afirma Aaron Franklin, investigador en electrónica de nanotubos en el Centro de Investigación Watson de IBM (EE.UU.). El grupo de Franklin ha hecho una demostración de esta hazaña a escala de un único transistor, y otros han demostrado que teóricamente es posible, pero verlo en un circuito complejo es importante, afirma Franklin.
Trabajar con nanotubos de carbono presenta muchos retos, dado que hasta un 30 por ciento de los mismos son metálicos y no semiconductores, con lo cual tienen el potencial para quemar un circuito. Los nanotubos también tienden a crecer enredados como espaguetis, lo que puede hacer que los circuitos cambien impredeciblemente. El método adoptado por el grupo de Stanford es trabajar con estas imperfecciones, creando técnicas de diseño de circuitos que toleran los errores y les permiten construir circuitos que funcionan incluso cuando los materiales de inicio tienen fallos. «Queremos aumentar a complejidad del circuito, después volver para mejorar los métodos de construcción y después hacer circuitos aún más complejos», afirma Wong.
«No se diferencia demasiado de los primeros pasos con el silicio», afirma Ashraf Alam, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Purdue (EE.UU.). Comparados con la electrónica de los teléfonos inteligentes y superordenadores basados en silicio de la actualidad, tanto los primeros transistores de silicio como los primeros circuitos integrados eran de muy mala calidad. Pero el silicio superó los primeros baches y la industria de los semiconductores perfeccionó la construcción de circuitos integrados cada vez más densos fabricados con transistores cada vez más pequeños.
«La variación y la imperfección van a ser el aire que respiremos en la tecnología de los semiconductores», explica Wong, y no solo para quienes trabajen con nuevos materiales, sino para la tecnología de silicio convencional. Los chips de vanguardia actuales usan transistores de 22 nanómetros -miles de millones en cada chip- y hay muy poca variación en su rendimiento; la industria de los semiconductores ha dominado la técnica de fabricar estos diminutos aparatos a escalas tremendas, con un rendimiento muy alto.
El impulso por miniaturizar cada vez más los transistores al tiempo que se mantiene un escrupuloso control de calidad ha permitido la aparición de tecnologías que van desde los teléfonos inteligentes hasta los superordenadores. Pero fallos inevitables, a escala de un único átomo, pronto llevarán a una variación en el rendimiento que habrá de tenerse en cuenta a la hora de diseñar circuitos. «El camino hacia delante pasa necesariamente por diseños con tolerancia a los errores, porque nunca conseguiremos que los materiales sean completamente perfectos», sostiene Wong.
Fuente: TECHNOLOGYREVIEW.COM
Protones : Polémica por su tamaño
No es fácil medir el radio del protón, porque los quarks que lo componen no dejan de interaccionar. Aun así, la comunidad científica ha fijado unos valores con los datos de complicados métodos de medición, pero los resultados difieren si se usan otras técnicas. Un equipo europeo ya apuntó hace unos años que el protón es más pequeño de lo establecido y ahora lo vuelve a confirmar con un nuevo estudio que publica Science.
El electrón es una partícula como un punto, cuyo tamaño se ha medido en menos de 10-20 m, pero el protón, por el contrario, es una partícula compuesta de otras más pequeñas y fundamentales: los quarks», recuerda Aldo Antognini, del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (Garching, Alemania).
«Los quarks -dos up y un down por cada protón- se mueven e interactúan de forma muy dinámica entre ellos y el torbellino que forman es el que da lugar al tamaño del protón», explica a SINC el investigador.
Antognini y otros colegas europeos y de EE UU presentan esta semana en Science un estudio que señala que el protón es más pequeño de lo que se cree. Los resultados confirman lo que el mismo equipo ya publicó en Nature en 2010: «El protón parece ser 0,00000000000003 milímetros menor de lo que pensaban los investigadores».
En concreto, el denominado Committee on Data for Science and Technology (CODATA) establece un radio de carga para el protón de entre 0,87 y 0,88 femtómetros (1 femtómetro son 10-15 m), mientras que los nuevos resultados lo reducen a 0,84 femtómetros. El radio de carga eléctrica es la extensión media de la ‘nube’ que generan los quarks -que están cargados- al moverse.
Las diferencias parecen insignificantes, pero puede tener repercusiones físicas «serias», según los expertos, ya que sugieren que quizá haya un vacío en las teorías actuales de la mecánica cuántica. Además, los protones, junto a los neutrones, forman el núcleo atómico de cada átomo que existe en el universo.
El estudio también determina por primera vez el radio magnético del protón -0,87 femtómetros-. Este otro radio es la media de la distribución magnética dentro del protón, que viene dada por los momentos magnéticos de los quarks y las corrientes que producen al moverse.
Para llevar a cabo esta investigación, el equipo ha empleado la espectroscopia láser del hidrógeno muónico. El hidrógeno es el elemento más simple que existe, con un protón y un electrón, aunque en el experimento se sustituye este último por un muón -con carga negativa como el electrón pero con una masa 200 veces superior-.
De esta forma se puede medir mejor el protón, analizando determinadas transiciones que se producen en los estados de este hidrógeno ‘exótico’. Antognini ha adelantado a SINC que su grupo tiene previsto investigar también con átomos de helio muónico.
Por su parte, los valores establecidos por CODATA se basan en otras técnicas: espectroscópica del átomo de hidrogeno -el normal, no muónico- y cálculos de electrodinámica cuántica (QED, por sus siglas en inglés) para analizar la dispersión de carga entre el protón y el electrón.
Algunos investigadores consideran que la interpretación de los resultados de cada método de medición puede estar detrás de las discrepancias. En cualquier caso, los científicos siguen debatiendo cuál de todas estas técnicas es la mejor para encajar las piezas del denominado ‘puzle del radio del protón». El objetivo final, descubrir el tamaño exacto de esta partícula esencial en el funcionamiento del cosmos.
Fuente: ASTROFISICAYFISICA.BLOGSPOT.COM
