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Impresión en una nueva dimensión, impresoras 4D
Imagínese un recubrimiento de automóvil que cambia su estructura para adaptarse a un ambiente húmedo o a una carretera cubierta de sal, para proteger mejor el coche de la corrosión. O pensemos en el uniforme de un soldado que podría alterar su camuflaje o proteger más eficazmente contra el gas venenoso o metralla al contacto .
Tres investigadores universitarios de University of Pittsburgh’s Swanson School of Engineering, Harvard School of Engineering and Applied Sciences, y la University of Illinois proponen avanzar un paso , o mejor dicho , una dimensión aún más sobre la impresión 3D . Gracias a una subvención de 855000 $ de la Oficina de Investigación del Ejército de Estados Unidos , el equipo espera desarrollar materiales 4D, que pueden exhibir un comportamiento que cambia con el tiempo .
Los tres científicos integrarán su experiencia en manipular nano y micro materiales para producir, a través de impresión 3D, materiales que pueden modificar sus estructuras a través del tiempo en el nivel macro. La impresión tridimensional, también conocida como fabricación aditiva, es el proceso de crear un objeto en 3D sobre la base de un modelo digital mediante el depósito de capas sucesivas de material.
«En lugar de construir un material estático o uno que simplemente cambia de forma, estamos proponiendo el desarrollo de la adaptación, compuestos biomiméticos que reprogramar su forma, propiedades o función de la demanda, en base a estímulos externos», explicó Balazs . «Mediante la integración de nuestra capacidad para imprimir en tres dimensiones materiales precisos , jerárquicamente estructurados, sintetizar componentes estímulo – respuesta, y predecir el comportamiento temporal del sistema, esperamos sentar las bases para el nuevo campo de la impresión de 4D.»
Lewis agregó que la tecnología de impresión 3D actual permite a los investigadores desarrollar una funcionalidad compleja en los niveles nano y micro, no sólo a lo largo de toda una estructura, sino también dentro de las áreas específicas de la estructura. » Si utiliza materiales que poseen la capacidad de cambiar sus propiedades o la forma varias veces, usted no tiene que construir para un uso específico de una sola vez «, explicó . «Compuestos que pueden ser reconfigurados en presencia de diferentes estímulos podrían extender ampliamente el alcance de la impresión 3D .»
Dado que la investigación utilizará rellenos sensibles incrustados dentro de un hidrogel de estímulos – respuesta, Nuzzo dice que esto abre nuevas rutas para la producción de la próxima generación de sensores inteligentes, recubrimientos, textiles, y componentes estructurales. » La capacidad de crear un tejido que responde a la luz mediante el cambio de su color, y a la temperatura mediante la alteración de su permeabilidad, e incluso a una fuerza externa por el endurecimiento de su estructura, es posible a través de la creación de materiales sensibles que son simultáneamente adaptativos, flexibles, ligeros y fuertes. es esta » funcionalidad complicada » la que hace de la verdadera impresión 4D un cambio significativo» .
Fuente: EurekAlert!
Contacto: John Fedele
jfedele@pitt.edu
Científicos logran cargar un teléfono Nokia con un rayo
La investigación se realizó en la Universidad de Southampton (Inglaterra), donde un equipo liderado por Neil Palmer, un científico experto del Laboratorio de Alto Voltaje, logró cargar un smarthpone con la energía proveniente de un rayo.
Los expertos lograron simular la potencia de un rayo, y convertir los 200 mil voltios a una señal compatible con el Nokia Lumia 925, logrando cargar la batería en apenas segundos.
Fuente: Gadegetmanía
Ordenador fabricado con nanotubos de carbono
En química, se denominan nanotubos a estructuras tubulares cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono.
Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el grafito o los fullerenos. Su estructura puede considerarse procedente de una lámina de grafito enrolladas sobre sí misma.1 Dependiendo del grado de enrollamiento, y la manera como se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna. Estos estan conformados como si los extremos de un folio se uniesen por sus extremos formando el susodicho tubo, se denominan nanotubos monocapa o de pared simple. Existen, también, nanotubos cuya estructura se asemeja a la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros, a modo de muñecas matrioskas y, lógicamente, de diámetros crecientes desde el centro a la periferia. Estos son los nanotubos multicapa. Se conocen derivados en los que el tubo está cerrado por media esfera de fulereno, y otros que no están cerrados.
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Stanford en Estados Unidos ha demostrado su viabilidad para fabricar dispositivos electrónicos. En concreto han utilizado nanotubos de carbono para construir el primer ordenador fabricado totalmente con este prometedor material. Anteriormente, se habían fabricado algunos circuitos con nanotubos de carbono, pero ésta es la primera vez que se desarrolla un ordenador completamente con este material.
Los ingenieros han logrado poner en marcha un proceso para fabricar circuitos basados en nanotubos de carbono y han logrado construir un circuito simple pero eficaz que muestra que es posible realizar tareas computacionales utilizando esta tecnología. Esta computadora sólo tiene 178 transistores y es capaz de desarrollar simultáneamente tareas básicas de cálculo y clasificación, además tiene un sistema operativo básico que le permite cambiar de un proceso a otro.
Ampliar en: NANOTECNOLOGÍA UDLAP
magen: vitroid via photopin cc
El vino puede alimentar ordenadores
En su foro de desarrolladores, Intel ha presentado un nuevo procesador que consume la cantidad mínima de energía. El nuevo aparato puede incluso funcionar con la electricidad extraída de una copa vino tinto.
Según informa la web británica de noticias The Register, unos electrodos instalados en la copa hacen reacción con el ácido acético que contiene el vino y generan una corriente eléctrica suficiente para alimentar el procesador.
La directora de la compañía australiana, Genevieve Bell, también ha presentado tecnologías alternativas a las contraseñas. La primera aplicación es un sistema que permite reconocer automáticamente al usuario por la voz y la segunda es un complejo de programas que reconoce al dueño por su modo de andar.
Visita guiada al centro de computación del CERN
Allí se capturan y transfieren cientos de miles de gigabytes cada día en el Gran Colisionador de Hadrones; actualmente para hacerse una idea de la magnitud del asunto se capturan uno de cada 10 millones de eventos – una cantidad de información entrante que han cifrado en un petabyte por segundo, que pueden filtrar convenientemente para que sea más «digerible»
Fuente: microsiervos
Impresión de nanoestructuras con material de automontaje
Un equipo multiinstitucional de ingenieros ha desarrollado un nuevo enfoque para la fabricación de nanoestructuras para la industria de semiconductores y de almacenamiento magnético. Este enfoque combina la tecnología de impresión de inyección avanzada de tinta de arriba- abajo con un enfoque de abajo-arriba (bottom-up) que consiste automontaje de bloques de copolímeros, un tipo de material que puede formar espontáneamente estructuras ultrafinas.
El equipo, formado por nueve investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, la Universidad de Chicago y la Universidad de Hanyang en Corea, fue capaz de aumentar la resolución de su estructura de fabricación compleja de aproximadamente 200 nanómetros a aproximadamente 15 nanómetros. Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, el ancho de una molécula de ADN de doble cadena.
La capacidad de fabricar nanoestructuras de polímeros, ADN, proteínas y otros materiales «blandos» tiene el potencial de permitir nuevas clases de electrónica, dispositivos de diagnóstico y sensores químicos. El reto es que muchos de estos materiales son fundamentalmente incompatibles con los tipos de técnicas litográficas que se utilizan tradicionalmente en la industria de circuitos integrados.
Técnicas de impresión recientemente desarrollados, de ultra alta resolución mediante inyección de tinta tienen un cierto potencial, con la resolución demostrada hasta 100-200 nanómetros, pero hay retos importantes para lograr la verdadera dimensión de nanoescala. «Nuestro trabajo demuestra que los procesos de autoensamblaje de polímero pueden proporcionar una forma de evitar esta limitación», dijo John Rogers, profesor en Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la UIUC.
Rogers y sus colegas informan sobre sus hallazgos en la edición de septiembre de la revista Nature Nanotechnology. La combinación de impresión de chorro de copolímeros en bloques de auto-montaje permitió a los ingenieros lograr una resolución mucho más alta, según lo sugerido por Onses Serdar, un científico postdoctoral en UIUC. Onses obtuvo su doctorado en la Universidad de Wisconsin con Paul Nealey, ahora profesor Brady W. Dougan de Ingeniería Molecular de Universidad de Chicago y coautor del artículo de Nature. «Este concepto resultó ser muy útil», dijo Rogers.
Los ingenieros utilizan materiales de automontaje para aumentar los procesos de fotolitografía tradicionales que generan patrones para muchas aplicaciones tecnológicas. Primero se crean ya sea un patrón topográfico o químico con los procesos tradicionales. Para el artículo de Nature , esto se hizo en el IMEC en Bélgica, un centro de investigación independiente de nanoelectrónica. El laboratorio de Nealey es pionero de este proceso de autoensamblaje dirigido de copolímeros en bloque con nanopatrones químicos.
Beneficios de impresión e-jet
La forma avanzada de impresión de inyección de tinta que los ingenieros utilizan para depositar localmente bloque de copolímeros se denomina impresión electrohidrodinámica o impresión e-jet, que funciona de forma muy parecida a las impresoras de inyección de tinta de oficinistas usan para imprimir en papel. «La idea es que el flujo de materiales de pequeñas aberturas, excepto e-jet es una versión especial de alta resolución de las impresoras de chorro de tinta que puede imprimir por debajo de varios cientos de nanómetros», dijo Onses. Y debido a que e-jet puede manejar naturalmente tintas fluidas, sirve perfectamente para las suspensiones de solución de nanotubos, nanocristales, nanocables y otros tipos de nanomateriales.
«El aspecto más interesante de este trabajo es la capacidad de combinar las técnicas de ‘arriba-abajo’ de impresión de chorro con procesos de abajo-arriba de auto-ensamblaje, de una manera que abre nuevas posibilidades en la litografía – aplicable a los materiales blandos y duros por igual «, dijo Rogers.
Fuente: M. Serdar Onses, Chiho Song, Lance Williamson, Erick Sutanto, Placid M. Ferreira, Andrew G. Alleyne, Paul F. Nealey, Heejoon Ahn, John A. Rogers. Hierarchical patterns of three-dimensional block-copolymer films formed by electrohydrodynamic jet printing and self-assembly. Nature Nanotechnology, 2013; 8 (9): 667 DOI: 10.1038/nnano.2013.160
Interruptor atómico basado en el control de la posición de un solo átomo
Avances recientes en Nanotecnología han permitido miniaturizar a escala atómica los interruptores electrónicos. Ahora, un equipo internacional de científicos de la Universidad de Constanza en Alemania —en el que se encuentra el físico Juan Carlos Cuevas de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM)— ha demostrado que un nanohilo de aluminio puede usarse como un interruptor que se enciende y se apaga controlando eléctricamente la posición de un único átomo.
De acuerdo con el trabajo publicado recientemente en la revista Nature Nanotechnology, estos interruptores atómicos podrían convertirse en los elementos de memoria no volátil más pequeños que hasta ahora se hayan desarrollado para el almacenamiento de información.
Los experimentos que llevaron a estas conclusiones debieron realizarse a muy bajas temperaturas (por debajo de 1 K), ya que es en estas condiciones que el aluminio se convierte en un material superconductor.
Alcanzar la superconductividad del aluminio permitió a los científicos utilizar las características corriente-voltaje para revelar las propiedades cuánticas de transporte en ambas posiciones del interruptor (apagado y encendido).
“En los experimentos se utilizó un puente metálico basado en una película delgada o nanohilo de aluminio —explica Juan Carlos Cuevas—. Este puente se rompe primero de forma controlada por medios mecánicos para formar un contacto con apenas unos pocos átomos en su parte más estrecha. Después se hace pasar una corriente eléctrica mediante un complejo protocolo, hasta que se consigue que el nanohilo exhiba dos valores de la resistencia eléctrica bien definidos. Cuando esto ocurre, el nanocircuito se comporta como un interruptor electrónico”, completa el físico de la UAM.
En el plano teórico los investigadores llevaron a cabo simulaciones por ordenador para averiguar las configuraciones atómicas que se generan en el interruptor. Estas simulaciones, combinadas con un teoría cuántica de la conducción eléctrica, permitieron a los científicos demostrar que el proceso de conmutación del interruptor se produce por la reordenación de un solo átomo inducida por el paso de la corriente.
Fuente: Cienci Kanija
Licencia CC
Funcionamiento de un transistor
En nuestros ordenadores hay 1000 millones de transistores, unos 100 millones en el interior de un teléfono inteligente. Como pequeños «interruptores» almacenan ceros y unos, información que se utiliza para guardar datos y programas con los que funciona nuestro mundo.
En este documental se explica cómo funcionan estas pequeñas maravillas de la tecnología.
Fuente: microsiervos.com
Atomtrónica con átomos bosónicos ultra-fríos, análoga a la electrónica
Los científicos han logrado la creación de una corriente mediante la caracterización del efecto de muchos cuerpos en el transporte de los átomos a lo largo de una red periódica. Este trabajo se debe a Anton Ivanov y sus colegas del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Heidelberg, Alemania, que adoptó un nuevo enfoque analítico antes de compararlo con simulaciones numéricas aproximadas, se informa en un artículo recientemente publicado en European Physical Journal B.
Átomos ultra-fríos atrapados en potenciales ópticos ofrecen soluciones para el transporte de partículas capaces de producir una corriente. Lo que diferencia esta solución de los enfoques tradicionales que utilizan electrones que se desplazan a lo largo de un alambre de metal es que se basa en los llamados átomos bosónicos ultra-fríos (condensado de Bose-Einstein). Presentan la ventaja de ocupar el mismo lugar en el espacio, incluso cuando tienen la misma energía, una hazaña imposible de lograr con los electrones. Esto conduce a la aparición de sistemas con dimensionalidad reducida, como parte del campo de la atomtrónica. En última instancia, esto abre la puerta a la creación de análogos bosónicos a los sistemas habituales utilizados en dispositivos electrónicos tales como diodos o transistores de efecto de campo.
En este estudio, los autores ampliaron anteriores enfoques de transporte de un solo átomo a un modelo que refleja el valor de muchos cuerpos del transporte de átomos bosónicos. Su desafío fue desarrollar un método analítico que permite que las partículas entren y salgan y por lo tanto se produce una corriente controlada a través de la muestra en estudio. Esto significa que su modelo necesita un depósito para las partículas. En concreto, se utiliza una cadena de puntos cuánticos acoplados a dos depósitos bosónicos que mantienen el sistema lejos del equilibrio. Luego compararon con simulaciones numéricas. Otras medidas podrían incluir mejores efectos de la interacción de muchos cuerpos con órdenes superiores de aproximaciones.
Ampliar en: Coupled particles cross energy wall
:Ivanov, G. Kordas, A. Komnik, and S. Wimberger (2013), Bosonic transport through a chain of quantum dots, European Physical Journal B, DOI: 10.1140/epjb/e2013-40417-4
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