jueves, 7 de noviembre de 2013

Formación de gotas de agua con carga eléctrica sobre superficies

En un hallazgo del todo inesperado, unos investigadores han comprobado que pequeñas gotas de agua que se forman en una superficie superhidrófoba ensayada por ellos algún tiempo atrás, y que una vez formadas "saltan" fuera de esa superficie, resulta que transportan una carga eléctrica. El descubrimiento podría conducir al desarrollo de centrales eléctricas más eficientes, e incluso a que se encuentre una nueva manera de obtener energía de la atmósfera, según creen estos científicos.
Este hallazgo del equipo de Nenad Miljkovic, Evelyn Wang, Daniel Preston y Ryan Enright, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, es un nuevo e inesperado paso en la línea de investigación iniciada con un trabajo anterior en el que se demostró que bajo ciertas condiciones, en vez de simplemente deslizarse hacia abajo y separarse de una superficie debido a la gravedad, las gotas en realidad pueden saltar hacia fuera de ella. Esto ocurre cuando gotitas de agua se condensan en la superficie de un metal con un tipo específico de recubrimiento superhidrófobo y al menos dos de las gotas experimentan un proceso de coalescencia (es decir, se juntan formando una gota mayor). Ellas pueden entonces saltar espontáneamente hacia fuera de la superficie, como resultado de una liberación de un exceso de energía.
En el nuevo trabajo, los investigadores han constatado, a través del análisis de filmaciones de alta velocidad, que cuando estas gotas saltan, se repelen la una a la otra durante el salto. En estudios previos no se había detectado tal efecto. Cuando Miljkovic y sus colegas lo vieron por primera vez, quedaron intrigados.
Con el fin de entender la razón de la repulsión entre las gotas después de que dejan la superficie en su salto, los investigadores realizaron una serie de experimentos utilizando un electrodo cargado. Cuando el electrodo tenía carga positiva, las gotitas eran repelidas por él y también entre ellas; cuando el electrodo tenía carga negativa, las gotas se desviaban hacia él. Esto ha permitido determinar que el efecto está causado por una carga eléctrica positiva que aparece en las gotitas al saltar de la superficie.
El descubrimiento inicial de que las gotitas pueden saltar desde la superficie de un condensador (un aparato que existe en la mayoría de las centrales eléctricas del mundo) provee un mecanismo para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor en estos condensadores, mejorando así la eficiencia total de las centrales eléctricas. El nuevo hallazgo ahora brinda una forma de incrementar esa eficiencia aún más: Mediante la aplicación de la carga eléctrica apropiada a una placa de metal cercana, las gotitas saltadoras podrían ser alejadas de la superficie, reduciendo la probabilidad de que regresen al condensador.
Pero el nuevo descubrimiento también sugiere otra nueva aplicación posible, tal como aventura Miljkovic: Si se colocasen dos placas de metal paralelas expuestas a la intemperie, con una superficie que tenga gotas que saltan y la otra que las recoja, se podría generar un poco de electricidad a partir de la mera condensación de vapor de agua presente en el aire. Todo lo que sería necesario para que el singular generador funcionase sería una manera de mantener fría la superficie del condensador.


jueves, 24 de octubre de 2013

Piezas de metal agrietadas que se autorreparan

¿Qué podríamos pensar si un día, al someter a una fuerte tensión estructural a una pieza de metal agrietada, en vez de que dicha grieta se extienda más por la pieza, se cierra?
Esto les ocurrió a unos científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, y su asombro fue tan grande que inicialmente pensaron que debía ser un error. Pero no era un error, como han comprobado tras un meticuloso estudio: Bajo ciertas condiciones, cuando a una pieza de metal agrietada se la somete a una tensión estructural fuerte, o sea, se ejerce sobre ella una fuerza que se esperaría que la rompiera, experimenta el efecto contrario. La fuerza ejercida hace que la grieta se cierre, fusionándose sus bordes y desapareciendo.
El sorprendente hallazgo, hecho por el equipo de Guoqiang Xu y Michael Demkowicz, del MIT, podría conducir a materiales que se autorreparen ante daños incipientes antes de que estos daños puedan propagarse.
Al respecto de cuál es el singular fenómeno que obra el "milagro" de que las grietas se cierren en vez de propagarse, la explicación que ha encontrado el equipo de investigación radica en cómo las fronteras de grano interactúan con las grietas en la microestructura cristalina de un metal, níquel en este caso, que es la base de "superaleaciones" usadas en entornos extremos, como en pozos petrolíferos a gran profundidad bajo el mar.


http://noticiasdelaciencia.com/not/8562/los_extranos_casos_de_piezas_de_metal_agrietadas_que_se_autorreparan/

martes, 22 de octubre de 2013

Grafeno, el material con el que se construye el futuro

El grafeno destrona al silicio en la carrera global de la tecnología de punta. Es que entre los minerales que cambiarán para siempre la historia de la humanidad también existe una cierta  "guerra de egos". 
Hay que reunir propiedades verdaderamente revolucionarias y diferenciadoras para desplazar el estrellato -hasta ahora indiscutido- del silicio, que para reforzar su signo de época dio origen al nombre de la meca cibernética de nuestro tiempo: Silicon Valley, el valle del Silicio.
Y el grafeno lo logró. El grafeno es un nuevo material derivado del grafito e impulsa una revolución industrial en virtud de sus propiedades únicas: es impermeable, traslúcido, maleable, más resistente y por ahora más caro que el diamante y el mejor conductor de electricidad hasta ahora conocido. Y esta verdadera revolución científica que impactará de lleno en nuestra vida cotidiana ocurre como las cosas importantes, en voz baja y sin estridencias.

El futuro ya llegó

Para muchos el futuro ya llegó y se llama grafeno. La Unión Europea (UE)  fue la primera comunidad internacional que levantó la bandera de la investigación del grafeno e instó al mundo a invertir en este material.  Y para esto la UE confeccionó el proyecto conocido como Graphene Flagship (bandera del grafeno) donde se propone invertir 1,4 billones de dólares en investigaciones por 10 años.
Asia y Estados Unidos entraron con cierto atraso a la investigación de este revolucionario descubrimiento científico-tecnológico. Más atrasados que Europa, al menos. Y ahora se apuran para no perder el tren de este mineral revolucionario.
Pesa y mucho, el hecho de que  Inglaterra y más precisamente la Universidad de Manchester sea la cuna donde estudiaron los científicos Andre Geim y Konstantin Novoselov, descubridores del grafeno y ganadores por este avance del Premio Nobel de Física 2010.
Manchester promete formar el grupo más avanzado de investigación sobre grafeno invirtiendo 100 millones de dólares.
En 2010 se inauguró con una inversión de 30 millones de dólares el Centro de Singapur, el primer centro de investigación localizado en Asia, en el marco de la Universidad que lleva el mismo nombre, que estudia dedicadamente el grafeno.   
También en España, ya existen algunas empresas que han comenzado a producir a pequeña escala este innovador material, como por ejemplo la empresa donostiarra Graphenea, la cual está trabajando para disponer lo antes posible de una línea industrial de producción de grafeno.

viernes, 13 de septiembre de 2013

Voyager 1 es la primera nave espacial en salir del Sistema Solar

Expertos de la NASA confirmaron la salida al espacio interestelar, a casi 19.000 millones de kilómetros de la Tierra.
Tardaron un año para comprobarlo, pero finalmente hoy es oficial: laNASA confirmó que la sonda Voyager 1, lanzada en 1977, salió oficialmente del Sistema Solar y se encuentra navegando en pleno espacio exterior al cual no llegan las partículas emitidas por el Sol.
“Ahora que tenemos nueva información clave, creemos que éste es un salto histórico hacia el espacio interestelar”, afirmó el científico Ed Stone, encargado del proyecto Voyager con sede en el Instituto tecnológico de California, en Pasadena, que depende de la NASA.

Los análisis de densidad de plasma en el entorno de la nave revelaron que se encuentran en la región interestelar, afirmaron los investigadores de la Universidad de Iowa , que publicaron su estudio en el sitio de la revista estadounidense Science.



jueves, 5 de septiembre de 2013

Cómo hace un edificio para derretir un auto

El edificio londinense conocido como "Walkie-Talkie" es el presunto culpable. Y el delito, reflejar la luz que derritió partes de un automóvil estacionado en una calle cercana.
¿Pero qué fue lo que pasó? ¿Fue la luz del sol un cómplice necesario? ¿Cómo se puede evitar que el edificio "reincida"?
La BBC consultó al experto Chris Shepherd, del Instituto de Física en el Reino Unido, para entender mejor cuál es el fenómeno físico que explica este episodio.


Más información en http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/09/130904_ciencia_como_rascacielos_derrite_coche_espejo_curvo_np.shtml

lunes, 26 de agosto de 2013

Desarrollan una tecnología que transforma al agua en una pantalla táctil

Con un sistema que utiliza una cámara Kinect, investigadores de la Universidad de Tokio lograron reproducir una interfaz que permite interactuar con las imágenes proyectadas sobre la superficie de una pileta.
Con la ayuda de una cámara Kinect de Microsoft y el desarrollo de un software especial, AquaTop, como se denomina el sistema, utiliza una pileta llena de agua y un agregado que permite reflejar mejor la luz proyectada para crear la interfaz.



martes, 13 de agosto de 2013

Alumbrado público mediante LEDs con un diseño que mitiga la contaminación lumínica

Las luces del alumbrado público impiden que reine la oscuridad en calles de todas partes del mundo durante la noche, pero estos elementos omnipresentes del entorno urbano son notoriamente ineficientes, por cuanto desperdician mucha luz que en vez de ser proyectada hacia el suelo lo hace hacia el cielo, lo cual provoca a su vez el fenómeno de la contaminación lumínica que impide ver el firmamento desde las ciudades y sus alrededores.
Innovaciones recientes en los diodos emisores de luz (LEDs) han permitido mejorar la eficiencia energética del alumbrado público, pero, hasta ahora, parecía inevitable perder una parte importante de esta luz al irradiarse hacia direcciones que no son la del lugar deseado.
Un equipo de investigadores de Taiwán y México ha desarrollado un nuevo sistema de iluminación que aprovecha la alta eficiencia energética de los LEDs y asegura que alumbren sólo hacia el lugar deseado, evitando así que luz se proyecte hacia el cielo o moleste en viviendas circundantes (como por ejemplo cuando en verano la gente duerme con la ventana del dormitorio abierta para combatir el calor y esa ventana queda justo ante una farola).
El 98 por ciento de la energía del nuevo sistema de alumbrado público se emplea en iluminar la calle, mientras que sólo un 2 por ciento se desperdicia en forma de contaminación lumínica.
Una característica única del nuevo sistema LED es su adaptabilidad a diferentes ubicaciones de las farolas del alumbrado público y a todo tipo de calles y carreteras, proporcionando una iluminación uniforme con una alta eficiencia energética.
La lámpara propuesta para las farolas se basa en la combinación de tres componentes. El primero contiene un grupo de LEDs, cada uno de los cuales está equipado con una lente especial, denominada Lente de Reflexión Interna Total, la cual enfoca la luz de manera que los rayos son paralelos entre sí (un proceso denominado colimación), en vez de intersecarse. Estos LEDs cubiertos con lentes se instalan dentro de una cavidad reflectante, la cual "recicla" la luz y asegura que de ésta se utilice tanta como sea posible para iluminar el objetivo deseado. Por último, cuando la luz sale de la lámpara, atraviesa un difusor o filtro que reduce el resplandor no deseado. La combinación de colimación y filtrado también permite a los investigadores controlar la forma del haz: El diseño actual produce un patrón rectangular de luz que, según afirman los investigadores, es idóneo para el alumbrado público.
Además de reducir el resplandor no deseado y la contaminación lumínica, el nuevo diseño de alumbrado público también podría ahorrar energía. En comparación con lámparas tradicionales, una lámpara LED común para alumbrado público permite reducir el consumo de energía entre un 40 y un 60 por ciento. Es un buen ahorro, pero la mayor eficiencia del nuevo diseño propuesto por el equipo de Ching-Cherng Sun, de la Universidad Central Nacional de Taiwán, probablemente ahorraría entre un 10 y un 50 por ciento más. Además, el módulo sería fácil de fabricar, ya que sólo comprende cuatro partes, incluyendo un tipo de lámpara LED que ya es de uso común en la industria de la iluminación.
El equipo de Ching-Cherng Sun espera terminar un prototipo de su diseño en los próximos meses, y comenzar instalaciones prácticas del nuevo sistema de alumbrado el próximo año.
El nuevo sistema de alumbrado público se ha presentado a través de la Sociedad Óptica de América (OSA), una organización fundada en Estados Unidos en 1916, con sede en Washington, D.C., y que reúne a unos 17.000 científicos, ingenieros, y demás profesionales de la óptica y la fotónica de más de 100 naciones. Aproximadamente el 52 por ciento de los miembros de esta sociedad reside fuera de Estados Unidos.


http://noticiasdelaciencia.com/not/7263/alumbrado_publico_mediante_leds_con_un_diseno_que_mitiga_la_contaminacion_luminica/