Los baches son unos de los mayores problemas de las vialidades actuales ya que son difíciles de reparar, pues el proceso es lento y caro, y el hecho de no repararlos a tiempo representa un gran peligro para quienes circulan en sus vehículos porque en el menor de los casos se pueden dañar las suspensiones, y en el peor pueden ocurrir graves accidentes.

Por esta razón me ha llamado la atención un desarrollo de estudiantes de la Case Western Reserve University de Cleveland (Estados Unidos), el cual consiste en una solución rápida y práctica para parchar los baches de manera segura hasta que se realice una reparación cuidadosa del camino.

La idea es utilizar los llamados fluidos no-newtonianos, cuya característica principal es que pueden variar su viscosidad dependiendo de la temperatura o del esfuerzo cortante, lo que quiere decir que se pueden endurecer cuando se les aplica una fuerza. Esto implica que cuando un vehículo pase sobre él sería una superficie sólida, pero cuando no estará en su estado líquido, de manera que podrá adoptar fácilmente la forma del bache, para así cubrirlo por completo.

Claro que si estos fluidos se colocaran directamente en los agujeros de los caminos podrían terminar infiltrándose, por lo que como contenedor se utilizarán sacos de fibra de aramida (Kevlar) con silicona para hacerlo impermeable. Por si fuera poco el fluido utilizado en las pruebas es biodegradable.

El sistema se ha probado en algunas calles de Cleveland y sus creadores dicen que puede aguantar el tráfico diario incluso por semanas. Una ventaja más es que no se requiere mano de obra especializada para su colocación, aunque de momento es algo caro pues las bolsas de aramida son costosas, pero no se puede dudar que la idea es interesante, más para países como el nuestro, donde los baches y desperfectos viales son parte del paisaje diario.

Vía: Science Magazine

¿Un vidrio que no se puede empañar? Vaya que en el MIT no se quedan atrás en cuanto a investigaciones y desarrollos, pues no terminamos de hablar sobre alguna de sus actividades cuando ya están dando a conocer otra; y en este caso recién acaban de mostrar un vidrio que no se puede empañar por ningún motivo, algo que podría tener múltiples aplicaciones.

Esta nueva propiedad del vidrio la han logrado al añadirle al material nanopartículas en forma de cono, que además evitan que se refleje la luz y repelen el agua, y es esto último, el rechazo del agua fuera de la superficie lo que hace que cualquier rastro de suciedad y polvo que se encuentre pegado al vidrio se elimine.

Un desarrollo de este tipo sería ideal para ser utilizado en los automóviles, donde el empañamiento de los vidrios es algo que todos hemos sufrido en ciertas ocasiones, pero también representaría un avance importante para el desarrollo de paneles solares, los cuales pierden mucha de su eficiencia por el polvo que se llega a acumular en ellos.

Pero esto no queda ahí, también sería posible utilizarlo en las ventanas exteriores de los hogares e inclusive en los electrónicos, como la televisión y los smarthpones. Podría sonar un tanto delicado este nuevo vidrio, pero desde el MIT advierten que sería lo suficientemente duradero para utilizarse en todos los casos mencionados.

Además, la industria de la energía solar tendría en este nuevo vidrio a uno de sus mejores aliados, pues al no rebotar la luz en su superficie aumentaría la eficiencia de los paneles fotovoltaicos. El problema en el que ahora se encuentran centrados los investigadores es hallar un método eficiente para pegar la película de nanoconos en vidrios de mayor tamaño.

Vía: MIT News

En Génova (Italia), en el Instituto Italiano de Tecnología (IIT) se encuentran trabajando en un papel que será resistente al agua, magnético y antibacterial, lo que se ha conseguido al obtener moléculas individuales, conocidos como monómeros, que se conectan  con nanopartículas específicas, lo que crea un polímero que incluye nanopartículas, que le brindan propiedades bastante interesantes.

Claro que las propiedades básicas del papel se mantendrán, por lo que aún se podrá escribir, borrar, imprimir en él y doblarlo de manera normal. La idea básica fue añadir óxido de hierro a las nanopartículas para hacer la matriz del polímero con la cual el papel se vuelva magnético, y si se le añade nanopartículas de plata se obtienen propiedades antibacterianas.

De hecho con esta técnica será posible mejorar cualquier tipo de telas o papeles, ya que una vez creado el compuesto se inyecta mediante laminado, inmersión o revestimiento, con lo que solo se le confieren las nuevas propiedades sin modificar ninguna otra; con esta tecnología se podría elaborar papel resistente al agua o hacer este incluso fosforescente.

Según el doctor Roberto Cingolani quien es el director científico del proyecto, un papel antibacteriano tendría muchas aplicaciones en las industrias de envasado de alimentos y aplicaciones médicas; y un papel fluorescente y magnético sería ideal para la fabricación de billetes y documentos originales.

Por su parte, un papel resistente al agua podría utilizarse para proteger documentos de gran valor, como lo son aquellos de mucha importancia histórica. Con todas estas posibilidades para mejorar el papel parece bastante interesante el futuro de este proyecto, que espero de resultados tangibles pronto.

Vía: Journal of Materials Chemistry

Actualmente es una tendencia que para solventar algún problema tecnológico recurramos a imitar a la naturaleza; de hecho es algo que siempre ha ocurrido, pero ahora más que nunca es cuando podemos apreciarlo. En esta ocasión les hablaré de un plástico que es capaz de autorepararse, algo que puede marcar un antes y un después en en esta era tecnológica.

El plástico en cuestión es obra de investigadores de la Universidad de Mississippi (Estados Unidos) y emula el funcionamiento de la piel humana, que cuando es lastimada brota sangre encargada de cicatrizar la herida y repararla. La investigación ha sido presentada en la  Sociedad Química Americana por el profesor Marek Urban.

Básicamente cuando los enlaces que conforman la estructura del plástico se ven afectados se manifiesta un sangrado artificial que indica al usuario donde ha ocurrido el daño, además que trata de reconectar los enlaces gracias a un estímulo fotosensible. Aunque de momento el mecanismo de auto-reparación aún está en desarrollo se espera que pronto pueda llevarse a cabo.

El material en cuestión está compuesto por varias capas de polímeros de cambian de color, y cuando se repara el daño sufrido retornan a su color original. Como podrás imaginar los usos de una tecnología como esta podrían ser muchos, desde que los gadgets que se nos caen muy a menudo se reparen hasta la construcción de envases alimenticios más durables.

Esta investigación ha llamado la atención del Departamento de Defensa de los Estados Unidos y es muy probable que la financien en algún sentido. Con esto seguimos adentrándonos en el futuro de los supermateriales que harán que nuestra vida futura sea más cómoda y placentera.

Vía: Matuk

Utilidad para las plumas de los pollos | Fotografía de Wikimedia Commons

La avicultura mueve todos los días una gran cantidad de productos, pero si bien la carne es lo que más se consume, ¿qué hacer con los desechos como las plumas? Podrán tener alguna que otra utilidad, de eso no hay duda, pero por lo general se tiran porque no se les encuentra mercado para comercializarlas.

Esto fue lo que estuvo pensando un estudiante de la Universidad Politécnica de Cataluña (España), quien después de mucho pensarle propuso una manera interesante de utilizar dichas plumas: fabricar resinas compuestas que tienen uso industrial. De hecho hay un proyecto que se ha basado en esta idea, el proyecto COMPLUMAS.

Resinas con plumas de pollos | Fotografía de Wikimedia Commons

Jordi Aymerich es el nombre del estudiante de Ingeniería Técnica Mecánica, quien ganó el premio por ser el mejor proyecto de fin de carrera de esa institución en el ciclo 2010-2011. Este proyecto de nombre un tanto gracioso tiene en la actualidad a siete investigadores de la mencionada universidad trabajando para en el desarrollo de este nuevo biomaterial; de momento están estudiando su viabilidad de producción y comercial.

La idea es mezclar el residuo del animal con algún tipo de plástico biodegradable. El secreto radica en que las plumas de los pollos están compuestas principalmente de una proteína llama queratina, la cual tiene una baja densidad y presenta además buenas propiedades como aislante térmico y acústico, lo que la coloca como una materia prima ideal para la fabricación de materiales industriales, como lo son las resinas compuestas.

Primeramente se deben procesar las plumas para limpiarlas y quitarles la suciedad, luego estas son mezcladas con ácido poliláctico, lo que da origen al biomaterial. Se estima que la industria avícola español genera cada año cinco millones de toneladas de plumas de pollo destinadas a la basura; de hecho es la primera vez en dicho país que se utilizarán para fabricar materiales compuestos.

De momento la idea luce muy promisoria, pues su impacto ambiental es mínimo y los costos de producción sumamente bajos. Sin embargo, aún habrá que esperar a que el proyecto se desarrolle un poco más para conocer si es factible fabricarlo para el uso industrial mencionado.

Vía: UPC

Caracol | Fotografía de Wikimedia Commons

DARPA es una de las agencias del gobierno estadounidense más mencionadas en el mundo, sobre todo porque sus investigaciones siempre dan de que hablar, ya sea para bien o para mal. En esta ocasión me llamó la atención que han financiado una investigación en la cual se utilizan caracoles como sondas remotas, vamos pues, que son caracoles espías.

No es la primera vez que DARPA apoya este tipo de investigaciones, pues ya ha tratado de empotrar sistemas electrónicos en pequeños insectos con alas, de modo que el batir de estas genere la suficiente energía para mantener operativos los sistemas. Puede que suene incoherente realizar una investigación de este tipo, ya que todos sabemos que los caracoles no se distinguen por ser veloces ni ágiles.

Caracol | Fotografía de Wikimedia Commons

Sin embargo, según un artículo publicado en la revista Journal of the American Chemical Society, los caracoles podrían generar suficiente electricidad como para mantener un pequeño sistema electrónico en funcionamiento durante meses. La investigación se ha llevado a cabo en la Universidad de Clarkson (Estados Unidos) y fue financiada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos a través de la agencia DARPA.

Básicamente se les integró a los caracoles una celda de biocombustible integrada en su concha, donde aprovecha los procesos metabólicos que transfieren electrones a partir de glucosa para producir energía eléctrica. Se pueden extraer 7.45 microwatts de potencia, pero el caracol necesita comer y descansar para que siga siendo posible extraer energía de su caparazón, ya que de lo contrario se agota la glucosa de la concha.

Vía: The Atlantic

La caracterización de materiales consiste en determinar que sustancias componen a un material en particular y es algo que se está desarrollando mucho visto su gran importancia y sus crecientes campos de aplicación; como por ejemplo detectar explosivos, armas y sustancias prohibidas en las aeropuertos.

En este sentido investigadores del Laboratorio de Microtecnología y Nanotecnología de Gaustadbekkdalen de Oslo (Noruega) han desarrollado un sensor de rayos X que tiene la capacidad de detectar y mostrar la composición de un material en tan solo una fracción de segundo y con una alta precisión. Está investigación responde a la demanda de la industria de instrumentación para realizar análisis de materiales rápidos y confiables.

El sensor utilizado es un cuadrado de 8 milímetros por lado y se conoce como diodo de derivación; consiste en una microestructura de doble cara que está fabricada sobre obleas de silicio: El proceso de fabricación requiere de cuidados extremos, a tal grado que solo dos o tres empresas en el mundo tienen actualmente la capacidad de construirlo. Se requieren de 8 semanas para construir cada sensor y durante todo ese tiempo se debe trabajar en un ambiente altamente desinfectado.

Como resultado del proceso de construcción se tiene un sensor ultrasensible a la luz que puede utilizarse para caracterizar materiales basándose en la espectroscopía, lo que implica hacer pasar la luz a través de un objeto determinado para poder medir los cambios en las características del haz de luz y así determinar sus características, de manera que es posible identificar de que material se trata.

En este caso, se lanza un haz de rayos X y se hace pasar por el sensor que tiene dos caras, ofreciendo una caracterización del material prácticamente inmediata. Los desarrolladores de este sensor esperan que tenga gran demanda en un futuro para ser incluido en equipos diversos, ya que además de su gran precisión su funcionamiento demanda poca energía eléctrica.

Vía: ALT1040 y SINTEF

Hasta hace poco recargar la batería de tu celular fuera de casa implicaba buscar con desesperación donde enchufar tu cargador. Ahora ya es posible hacerte con un cargador solar, que si bien todavía su precio no es muy accesible, ya hay varias ofertas en el mercado y poco a poco la competencia hará que disminuyan los precios. Sin embargo, estos presentan el inconveniente de que no siempre el sol está visible en el cielo y que no siempre estás en exteriores, por lo cual pierde gran parte de su funcionalidad.

Ahora imagina poder recargar tu celular con un poco de agua, eso si que sería todavía más genial, pues aunque no en todos sitios puedes encontrar una llave si que puedes cargar todos los días tu botella, y así parte del líquido es para tu consumo y parte para cuando el móvil se quede sin batería. En este sentido la empresa SIGNa Chemistry y está diseñando una célula de hidrógeno que podría permitir recargar el celular con un poco de agua.

Dicha célula de hidrógeno tiene como nombre Powertrekk y es un dispositivo de carga para pequeñas baterías de teléfonos celulares cuyo funcionamiento es sumamente sencillo. Únicamente se le debe agregar agua a la celda y el dispositivo será capaz de generar energía y recargar la batería. Lo más importante del caso es que puedes usar cualquier tipo de agua y el dispositivo funcionará, por lo que no tendrás que ir a buscar a la tienda la botella de agua mineral.

James Dye es la mente creativa dentrás de esta esta idea, quien se dio cuenta que al agregar agua a ciertos siliciuros de sodio derivado de la sal y la arena se produce hidrógeno a baja presión que se puede convertir en electricidad mendiante una célula de combustible de bajo costo. De hecho la idea, a pesar de ser bastante simple es muy inteligente, pues solo implica entender un poco de química del sodio.

Entonces, si es muy simple, ¿en dónde está el logro científico de SIGNa Chemistry? Básicamente cuando se agrega sodio al agua la reacción que produce hidrógeno es muy violenta y emite calor, por lo que su merito radica en haber encontrado una síntesis de derivados y compuestos (los siliciuros de sodio en este caso) con los cuales la reacción sea más fácil de controlar. Al día de hoy la empresa no ha dado a conocer como es que procesa los siliciuros de sodio, si bien existen algunos indicios no hay aún ningún comunicado oficial.

Vía: Neoteo y Powertrekk

Una vez más el plástico vuelve a ser tema aquí en el blog; hace poco les hablaba sobre un hongo que podía acabar con la contaminación del plástico y ahora toca el tema de crear plásticos con materiales orgánicos como principal materia prima.

Como sabemos el plástico es un producto que se obtiene del petróleo y su reintegración a la atmósfera puede tomar algunos cientos de años en el mejor de los casos. Pero ¿sabías que en un principio el plástico se fabricaba con resinas vegetales? Si, tales como celulosa, cáscara de avena, aceites de semillas y derivados de almidón, los cuales se quemaban para producir un catalizador que era utilizado en la fabricación de plástico.

En la Universidad de Utrecht un grupo de investigadores especializado en química orgánica tiene la idea de producir plástico con madera y hierbas como materia prima, para lo cual han experimentado con distintos catalizadores, cuyo principal problema es que normalmente están basados en hierro que genera subproductos, los cuales deben retirarse al terminar el proceso.

La mezcla que hasta ahora parece más prometedora incluye gránulos de hierro de 20 nanómetros a los que se le añadió azufre y sodio; lo curioso es que está mezcla surgió por casualidad, cuando los gránulos de hierro se les contaminaron con sodio y azufre. Posteriormente los investigadores observaron que el rendimiento fue un 50% mayor que las mezclas anteriores.

Si bien aún faltan muchas pruebas para poder hablar de un plástico 100% vegetal, personalmente no estoy de acuerdo con utilizar madera, pues ya de por si es un recurso sobreexplotado; prefiero que ese futuro plástico provenga de hierbas, si son malezas que mejor.

Vía: ALT1040

Quizá ya se hayan dado cuenta que esto de los nuevos materiales me fascina mucho, ya he hablado del material supernegro desarrollado por la NASA y también del material más liviano del mundo, bien, ahora toca el turno del Shrilk, un nuevo material que tiene bastantes características interesantes, siendo la primera su nombre, que me suena como sacado de un libro de ciencia-ficción.

Este desarrollo nos llega desde la Universidad de Harvard, específicamente del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente, donde han desarrollado el Shrilk basándose en uno de los materiales más extraordinario de la naturaleza: la cutícula de los insectos.

La cutícula tiene como objetivo proteger a los insectos pero sin necesidad de añadirles peso, lo que la hace sumamente liviana. Sirve además para dar forma a los músculos y las alas, pero es capaz de protegerlos de ataques químicos y físicos salvaguardando su interior.

Esta cutícula está formada por capas de quitina, un polímero de polisacárido y proteínas, e interacciones mecánicas y químicas entre estos componentes le brindan sus características únicas.

Estas interacciones son las que han descifrado los investigadores del Wyss para crear el nuevo material, que como aclaración, su nombre proviene de la traducción de camarón al inglés, esto porque está compuesto fibroína de seda y quitina que comúnmente se extrae de las conchas de dichos crustáceos.

Para que se den una idea de las propiedades del Shrilk, esté tiene la misma resistencia y durabilidad que una aleación de aluminio, pero solo la mitad de su peso. Además, al ser un producto biológico es completamente biodegradable, y como se obtiene de un producto de desecho es bastante económico. Por si esto fuera poco, también es posible moldearlo con bastante facilidad e inclusive se puede varias su rigidez.

Fuente | Wyss