Células Solares de Bajo Costo Imprimibles Como Periódicos o Pintables en Tejados

Ingeniería
2 de Octubre de 2009.

Pronto será posible producir células solares baratas usando tintas de nanopartículas que permitan su impresión de modo no muy diferente a como se imprimen los periódicos, o que permitan pintarlas en algunos muros de los edificios o en sus tejados.
 
Brian Korgel, ingeniero químico de la Universidad de Texas en Austin, espera bajar el costo a una décima parte del actual, gracias al reemplazo de un proceso estándar de la fabricación de células solares que requiere de altas temperaturas y es relativamente caro.

Lograr innovaciones como ésta es básicamente lo que se necesita para hacer que las células solares y la tecnología fotovoltaica en general sean adoptadas de forma amplia. El Sol proporciona una fuente de energía casi ilimitada, pero las tecnologías actuales para captar la energía solar son prohibitivamente caras y no pueden competir por ahora con los combustibles fósiles.

Durante los últimos dos años, Korgel y su equipo han estado trabajando en esta estrategia de usar nanomateriales especiales para la fabricación barata de células solares. Korgel está colaborando con los profesores Al Bard y Paul Barbara, ambos del Departamento de Química y Bioquímica, y el profesor Ananth Dodabalapur, del Departamento de Ingeniería Electrónica y Computación.

Las tintas podrían imprimirse en un proceso de rollo a rollo sobre un substrato de plástico, o de acero inoxidable. Y la perspectiva de poder pintar con las tintas el tejado o algún muro de un edificio también parece viable.

Gracias a sus nanoestructuras, estos "nanomateriales" para la absorción de la luz permiten fabricar con ellos láminas funcionales 10.000 veces más delgadas que un pelo.

En el 2002, Korgel cofundó en California una compañía llamada Innovalight que está produciendo tintas que usan silicio como base. Esta vez, Korgel y su equipo están usando seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS por sus siglas en inglés), el cual es más benigno con el medio ambiente y también más barato.

El CIGS tiene otras ventajas sobre el silicio. Por ejemplo, por sus características, se necesita una cantidad mucho menor de este material para hacer una célula solar.

Nanotecnología: Nanotecnología Prometedora Para Tratar Lesiones de Médula Espinal

23 de Mayo de 2008.
Con frecuencia, una herida en la médula espinal deriva en parálisis permanente y pérdida de sensibilidad por debajo del lugar de la herida, porque las fibras nerviosas dañadas no pueden regenerarse. Las fibras nerviosas o axones tienen la capacidad de volver a crecer, pero no lo hacen porque quedan bloqueadas por el tejido de cicatrización que se desarrolla alrededor de la herida. Ahora, investigadores de la Universidad del Noroeste han demostrado que un gel producido mediante nanotecnología inhibe la formación de tejido de cicatrización en el sitio de la herida y permite que las fibras dañadas de la médula espinal puedan regenerarse y crecer.

El gel es inyectado como un líquido en la médula espinal y se autoensambla en un andamio que sostiene a las nuevas fibras nerviosas a medida que crecen hacia arriba y hacia abajo en la médula espinal, penetrando en el lugar de la lesión.

Cuando el gel fue inyectado en ratones con la médula espinal dañada, después de seis semanas los animales tenían una capacidad mucho mayor para usar sus extremidades posteriores y caminar.

El autor principal del estudio, John Kessler, profesor de Biología de las Células Madre en la Escuela Feinberg de Medicina, de la Universidad del Noroeste, recomienda, sin embargo, tener precaución a la hora de interpretar los resultados. "Es importante comprender que lo que funciona bien en ratones no necesariamente debe hacerlo en los seres humanos. No existe un modo milagroso capaz de solucionar una herida en la médula espinal, pero la investigación nos aporta una tecnología completamente nueva que nos facilitará el idear modos de tratar esta lesión. La nueva técnica puede ser empleada en combinación con otras tecnologías, incluyendo células madre, medicamentos u otras maneras de intervención".

El andamiaje del gel también sostiene el crecimiento de axones en dos direcciones críticas: hacia el cerebro (los axones sensoriales) y hacia las piernas (los axones motores).

Ahora, los investigadores de la Universidad del Noroeste están trabajando en un ulterior desarrollo del gel, para que sea aceptable como producto farmacológico por la FDA, la administración estadounidense que vela por la seguridad alimentaria y farmacológica. Si el gel es aprobado por la FDA para su empleo en humanos, podría comenzarse un ensayo clínico dentro de algunos años.

Dos científicos de la nanotecnología ganan el Premio Nobel de Física

Miércoles, 10 octubre 2007 IBLNEWS, AGENCIAS  El francés Albert Fert y el alemán Peter Gruenberg ganaron el Premio Nobel de Física 2007 por una tecnología que llevó a la miniaturización radical de los discos duros, según anunció la Real Academia Sueca de las Ciencias, que concede el galardón. El prestigioso premio dotado con 10 millones de coronas suecas (alrededor de un millón de euros) reconoció el descubrimiento de Fert, de 69 años, y de Gruenberg, de 68, de la magnetorresistencia gigante, un hallazgo que dio origen a una de las primeras grandes aplicaciones de la nanotecnología. "Las aplicaciones de este fenómeno han revolucionado las técnicas para recuperar datos de los discos duros", dijo la academia en un comunicado. "El descubrimiento también desempeña un importante papel en varios sensores magnéticos así como en el desarrollo de una nueva generación de productos electrónicos". El de Física es el segundo en conocerse de la lista anual de los premios Nobel, que reconocen cada año avances en los campos de la ciencia, la literatura y la paz. Los galardones que llevan el nombre de Alfred Nobel se entregaron por primera vez en 1901 cumpliendo el testamento del millonario sueco, inventor de la dinamita.
© IBLNEWS. New York 2007

Ingeniería: Un Nanogenerador de Energía Eléctrica Sin Problemas de Abastecimiento

10 de Mayo de 2007.

Unos investigadores han demostrado un prototipo de generador, de tamaño nanométrico, que produce corriente continua de manera constante, utilizando para ello la energía mecánica producida por fuentes medioambientales tales como ondas de ultrasonido, vibraciones mecánicas o el flujo de la sangre.

Basados en conjuntos verticalmente alineados de nanocables de óxido de zinc movidos dentro de un novedoso electrodo, los nanogeneradores podrían proporcionar una nueva forma de alimentar los dispositivos de tamaño nanométrico sin utilizar baterías u otras fuentes de energía externas.

Los nanogeneradores aprovechan las propiedades piezoeléctricas y semiconductoras de las nanoestructuras de óxido de zinc, que producen pequeñas cargas eléctricas cuando se doblan.

Zhong Lin Wang, profesor en la Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales del Instituto Tecnológico de Georgia, y Xudong Wang, Jinhui Song y Jin Liu, miembros de su grupo, esperan que con la debida optimización, su nanogenerador pueda producir hasta 4 vatios por centímetro cúbico, basándose en un cálculo para un solo nanocable. Eso sería suficiente para suministrar energía a nanodispositivos de muy diverso tipo, incluyendo biosensores implantados en el cuerpo, sensores para monitorización medioambiental e incluso nanorrobots.

Proporcionar energía para nanodispositivos ha sido un desafío durante mucho tiempo. Las baterías y otras fuentes tradicionales son demasiado grandes y tienden a invalidar, por su tamaño, las ventajas de los nanodispositivos. Por otra parte, como las baterías contienen materiales tóxicos como el litio y el cadmio, no es aconsejable implantarlas en el cuerpo como parte de aplicaciones biomédicas.

Como el óxido de zinc no es tóxico y resulta compatible con el cuerpo, los nuevos nanogeneradores podrían estar integrados en los dispositivos biomédicos implantables para medir de modo inalámbrico el flujo de la sangre y la tensión arterial dentro del cuerpo.

También podrían encontrar aplicaciones más cotidianas. Por ejemplo: si usted tuviera un dispositivo de este tipo en sus zapatos, al caminar podría generar su propia corriente necesaria para alimentar sus pequeños dispositivos electrónicos de bolsillo. Cualquier cosa que haga moverse a los nanocables dentro del generador puede emplearse para generar energía eléctrica. La fuerza necesaria para moverlos es muy pequeña.

Malasia lanza el microchip más pequeño del mundo con radiotecnología

26/02/2007 - 19:23
IBLNEWS, AGENCIAS

El Gobierno de Malasia presentó lo que anuncia como el microchip más pequeño del mundo con radiotecnología para situarse entre los primeros países productores del sector en el mercado internacional, según las autoridades.

El nuevo microchip malasio es fruto de más de dos años de investigación y desarrollo y, en su versión más diminuta, mide 0,7 por 0,7 milímetros, según las informaciones de sus responsables.

Se han fabricado tres versiones diferentes del chip, con un coste de seis centavos de dólar por unidad, después de que el Gobierno malasio comprara en 2003 la tecnología y derechos para diseñar, fabricar y comercializar el chip a la compañía japonesa FEC Inc.

En su presentación el sábado, el primer ministro del país, Abdulá Ahmad Badawi, destacó que el chip servirá para incrementar la presencia de Malasia en el mercado tecnológico.

"Debe ser con la innovación en tecnología y no como meros usuarios la manera en que Malasia entre en una economía de valor y encuentre su plaza entre los países desarrollados del mundo", afirmó en su discurso el primer ministro.

El proyecto fue anunciado por el ex primer ministro Mahathir Mohamad antes de dejar su cargo en 2003 con el objetivo de situar al país en la alta tecnología con el horizonte de 2020.

Este diminuto microchip emite ondas de radio en múltiples frecuencias, lo que permite detectarlo incrustado en documentos como billetes, en objetos y animales.

La primera aplicación comercial en Malasia servirá para codificar e identificar las versiones originales de películas en cintas y DVD como parte de una política para luchar contra el contrabando en un país con una piratería al alza.

El jefe ejecutivo de la agencia del Gobierno encargada de desarrollar la tecnología, Ahmed Tasir Lope Pihie, manifestó el domingo a la AFP que otros países "se están interesando" por el nuevo microchip.

Además este responsable adelantó que los aeropuertos internacionales de Malasia y Hong Kong pondrán en marcha un proyecto piloto en abril o mayo para etiquetar el equipaje que sea trasladado de uno a otro lugar. El chip ayudaría a evitar retrasos porque a través de él se podría localizar con más rapidez el equipaje perdido o abandonado, explicó.

El ministro del Interior, Radzi Sheij Ahmad, dijo por su parte que el microchip costó entre 50 y 60 millones de dólares y que su país lo utilizará para luchar contra las falsificaciones de documentos como pasaportes y certificados de nacimiento.

El chip se está fabricando actualmente en Japón, pero el ministro adelantó que se estudia trasladar el lugar de su producción a Malasia.

Concepto Viable de Cyborg

VOL. 1. No. 469.

23 de Febrero de 2007.

Unos investigadores han dado a conocer la base para desarrollar una interfaz biológica que podría conectar el sistema nervioso de un paciente a una extremidad artificial dirigida con el pensamiento.

La investigación ha sido efectuada por especialistas de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pensilvania.

El nuevo enfoque de diseño para la interfaz cerebro-máquina presenta claras ventajas con respecto a otros conceptos, más teóricos que prácticos. "El sistema nervioso no respondería debidamente ante la una invasión de electrodos, pero puede ser engañado para aceptar una interfaz que le permita hacer lo que sí realiza habitualmente: asimilar nuevas células nerviosas en su propia red", explica Douglas H. Smith, uno de los autores principales de la investigación, profesor de Neurocirugía y director del Centro para Lesiones Cerebrales y Reparación, en la Universidad Estatal de Pensilvania.

Para el desarrollo de la nueva generación de prótesis, se busca usar regiones intactas de tejido nervioso que permitan transmitir órdenes para manejar un dispositivo, como por ejemplo una extremidad artificial. El desafío es lograr la transmisión bidireccional de señales en la prótesis. Por ejemplo, los pensamientos del paciente podrían convertir las señales nerviosas en movimientos de una prótesis, mientras que los estímulos sensoriales generados a partir de lecturas captadas por medios artificiales en la prótesis, como la temperatura o la presión, permitían al usuario adaptar los movimientos a las circunstancias de cada momento.

La característica principal de la interfaz propuesta es la capacidad para crear tejido nervioso vivo y trasplantable, ya acoplado a electrodos, de modo que el extremo puramente biológico de la interfaz producida en el laboratorio se integre con el nervio del paciente, transmitiendo las señales del nervio hacia el extremo de la interfaz provisto de los electrodos, que iría enlazado al sistema electrónico. Y lo mismo, en la ruta inversa. Esto podría permitir algún día devolver la funcionalidad a personas con lesiones de la médula espinal, amputación de una extremidad u otras discapacidades comparables.

Para crear la interfaz, el equipo usó un proceso recién desarrollado de crecimiento elástico de fibras nerviosas (axones). Dos placas adyacentes de neuronas (una de las cuales está acoplada a un microchip) son puestas en un biorreactor. Los axones crecen para conectar las poblaciones neuronales de cada placa. Éstas son entonces lentamente estiradas durante varios días, gracias a un sistema motor controlado por ordenador, hasta que alcanzan la longitud deseada.

Dado que Smith y su equipo han demostrado que los axones producidos por crecimiento elástico pueden transmitir señales eléctricas activas, creen que la interfaz de tejido nervioso, a través del microchip, podría detectar y registrar señales bidireccionales en tiempo real.

En otro estudio, Smith y sus colegas demostraron que la interfaz podía crecer al ser trasplantada en una rata con médula espinal lesionada. El equipo está ahora concentrado en estudios de medición de la actividad eléctrica neuronal a través de los puentes nerviosos recién diseñados y de la restauración de la actividad motora en animales sujetos a experimentos.

Un implante en la retina podría devolverle la vista a los ciegos

17/02/2007 - 22:34
IBLNEWS, AGENCIAS

Científicos estadounidenses crearon un diminuto dispositivo eléctrico que implantado en la retina podría en el futuro devolver la vista a personas que han quedado ciegas debido a una degeneración macular.

En una presentación ante la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias en San Francisco, los científicos de la Universidad de California indicaron hoy que el dispositivo está en sus primeras etapas de desarrollo.

Consiste en una especie de prótesis eléctrica que contiene una cámara que transmite las señales eléctricas entre el sistema neurológico y el cerebro y es similar a los implantes cocleares para reducir la sordera, señalaron.

"Esperamos que esta tecnología ayude a pacientes ciegos que hayan perdido la vista debido a la degeneración macular", que es generalmente causada por el envejecimiento, manifestó Mark Humayun, oftalmólogo de la Universidad de California.

Los científicos indicaron que una primera versión del dispositivo implantado en la retina de seis pacientes tuvo mejores resultados de lo que se esperaba.

Permitieron a esas personas que habían estado ciegas durante varios años distinguir objetos simples, como una tasa, un plato o un cuchillo, señalaron.

Esa versión tenía 16 electrodos y existe una segunda que tendrá 60 y será ensayada en pruebas clínicas a las que someterán entre 50 y 75 pacientes en cinco centros médicos de EEYY.

Si esas pruebas tienen éxito, es posible que la retina artificial esté en el mercado de Estados Unidos en un futuro cercano, manifestó Humayun.

Un documento evalúa las predicciones de crecimiento del sector de nanotecnología

17/12/2006 - 17:00
IBLNEWS, AGENCIAS

La nanotecnología tiene el potencial de superar a la biotecnología y ser tan rentable como las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC), según un nuevo documento de trabajo del personal de la Comisión Europea sobre el desarrollo económico de la nanotecnología.

El documento recoge un análisis de desarrollo económico de la nanotecnología, evalúa sus resultados y se propone precisar las que ofrecen mayor potencial económico. El documento ofrece también una comparativa entre Europa y sus competidores en el sector de la nanotecnología.

La mayoría de las predicciones del mercado surgieron a principios de 2000 y llegan hasta 2015. La Fundación Nacional de la Ciencia de EEUU (NSF) calcula el valor del mercado mundial de productos nanotecnológicos en un billón de dólares estadounidenses para 2015. Otras predicciones, como las del Instituto Mitsubishi oscilan entre los 150.000 millones de dólares [113.000 millones de euros] en 2010 y los 2,6 billones de dólares en 2014, según Lux Research. Los pronósticos varían de acuerdo con las definiciones de nanotecnología y con el grado de optimismo de los expertos.

Hoy en día, los dispositivos nanotecnológicos y los productos de nanobiotecnología acaparan los mercados de más volumen, que se calculan entre los 415 y 420 millones de dólares estadounidenses (312 y 316 millones de euros respectivamente). Como señala una de las autoras, Angela Hullmann, la «nanotecnología no ha llegado todavía al punto de revolucionar la economía mundial».

La Dra. Hullmann identifica los productos nanotecnológicos como un área que se prevé llegue a dominar el mercado en el futuro. «Las estimaciones para toda el área de la nanoelectrónica se aproximan a los 300.000 millones de dólares estadounidenses [226.000 millones de euros] para 2015, un área que comprende los semiconductores, los ultracapacitadores, el nanoalmacenamiento y los nanosensores», según relata. También se espera un importante crecimiento de los nanomateriales, concretamente de las nanopartículas, las nanocoberturas y las nanoestructuras laterales.

En el mercado de los nanofármacos se prevé un aumento anual de un 50% hasta 2012.

Sin embargo, como deja claro el documento, ninguno de estos escenarios posibles recoge la aceptación de la nanotecnología por parte de los usuarios. «La experiencia nos demuestra que hay que tener en cuenta las expectativas y preocupaciones de los ciudadanos, así como las percepciones acerca de los riesgos y los beneficios, ya que presentan un importante impacto sobre la aceptación de las nuevas tecnologías en el mercado y pueden influir en el éxito o el fracaso del mercado», según reza el documento.

Dando por hecho que la opinión pública no obstaculiza el desarrollo de la nanotecnología, su avance se espera que genere un enorme número de puestos de trabajo dentro del sector de la fabricación. «A diferencia de la biotecnología, muchas de estas empresas funcionarán en sectores donde el tamaño de la empresa es menos importante para la investigación y el desarrollo, la producción o la comercialización. Una vez que tenga éxito a nivel tecnológico, no se verán necesariamente condenadas a ser adquiridas por una gran empresa», señala la Dra. Hullmann.

En cuanto a la financiación, Europa se encuentra relegada en relación con sus competidores, debido principalmente a la baja inversión del sector privado. La financiación pública es sin embargo competitiva en comparación con lo que hay disponible en otros lugares.

El documento concluye afirmando que si Europa tiene una óptima actuación se deberá reducir la brecha que mantiene con EEUU y Japón en muchos campos y en relación con varios indicadores. Además, Europa debe seguir de cerca los desarrollos en países como China, India y Rusia. Gran parte dependerá de la excelencia científica de Europa y de hasta qué grado pueda el continente atraer y retener a los mejores trabajadores e investigadores de nanotecnología y de las infraestructuras competitivas.