Creados por primera vez en el mundo cinturones de carbono consistentes

Creados por primera vez en el mundo cinturones de carbono consistentes

Científicos de todo el mundo han tratado de sintetizar nanotubos de carbono desde la década de 1950 Ser capaz de controlar con precisión la síntesis de nanotubos de carbono estructuralmente uniformes ayudará a desarrollar materiales nuevos y altamente funcionales Los químicos han tratado de sintetizar cinturones de nanopartículas de carbono durante más de 60 años […]

  • Científicos de todo el mundo han tratado de sintetizar nanotubos de carbono desde la década de 1950
  • Ser capaz de controlar con precisión la síntesis de nanotubos de carbono estructuralmente uniformes ayudará a desarrollar materiales nuevos y altamente funcionales

Los químicos han tratado de sintetizar cinturones de nanopartículas de carbono durante más de 60 años pero ninguno había tenido éxito hasta ahora. Un equipo de la Universidad de Nagoya informó de la primera síntesis orgánica de un nanocinturón de carbono en la ciencia. Se espera que los nanotubos de carbono sirvan como una plantilla útil para la construcción de nanotubos de carbono y abrir un nuevo campo de la ciencia de nanocarbono.

El nuevo nanocinturón de 0,83 nanómetro (nm) de diámetro fue desarrollado por investigadores del Proyecto Nanocarbono Molecular JST-ERATO Itami de la Universidad de Nagoya y el Instituto de Bio-Moléculas Transformativas (ITbM). El grupo del profesor Kenichiro Itami ha trabajado en la síntesis de nanotubos de carbono estructuralmente uniformes durante 12 años.

“Nadie sabía si su síntesis orgánica era posible o no”, dice Segawa, uno de los líderes de este estudio que había estado involucrado en su síntesis durante 7 años y medio. “Sin embargo, yo tenía mi mente puesta la síntesis de esta hermosa molécula.”

Los nanotubos de carbono son moléculas en forma de correa compuestas de anillos de benceno condensados, que son anillos aromáticos que consta de seis átomos de carbono. Los nanotubos de carbono son un segmento de nanotubos de carbono, que tienen varias aplicaciones en electrónica y fotónica debido a sus características físicas únicas.

Los métodos sintéticos actuales producen nanotubos de carbono con diámetros y estructuras laterales inconsistentes que cambian sus propiedades eléctricas y ópticas. Esto hace extremadamente difícil aislar y purificar un solo nanotubo de carbono que tiene un diámetro específico, una longitud y una estructura de pared lateral. Por lo tanto, ser capaz de controlar con precisión la síntesis de nanotubos de carbono estructuralmente uniformes ayudará a desarrollar materiales nuevos y altamente funcionales.

Los nanotubos de carbono han sido identificados como una forma de construir nanotubos estructuralmente uniformes. Sin embargo, la síntesis de nanotubos de carbono es un reto debido a sus energías de deformación extremadamente altas. Esto se debe a que el benceno es estable cuando está plano pero se vuelve inestable cuando se distorsionan por fusión de los anillos.

Para superar este problema, Guillaume Povie, investigador postdoctoral del proyecto JST-ERATO, Yasutomo Segawa, líder del grupo del proyecto JST-ERATO, y Kenichiro Itami, director del proyecto JST-ERATO y director del centro de ITbM, usó en la primera síntesis química un nanotubo de carbono a partir de un precursor fácilmente disponible, p-xileno (una molécula de benceno con dos grupos metilo en la posición 1,4- (para-)) en 11 etapas.

La clave de este éxito es su estrategia sintética basada en la formación en forma de correa a partir de un precursor de macrociclo con una deformación de anillo relativamente baja. En su estrategia, el equipo preparó un precursor de macrociclo a partir de p-xileno en 10 etapas, y formó el compuesto aromático en forma de correa mediante una reacción de acoplamiento. El níquel era esencial para mediar el proceso de acoplamiento.

El nanotubo de carbono será lanzado al mercado en el futuro. “Estamos deseando descubrir nuevas propiedades y funcionalidades del nanotubo de carbono con investigadores de todo el mundo”, dicen Segawa e Itami.

La piel biónica impresa en 3D

La “piel biónica” impresa en 3D podría dar a los robots el sentido del tacto

Esta tecnología podría usarse para imprimir electrónica en la piel humana real Investigadores en ingeniería de la Universidad de Minnesota han desarrollado un proceso revolucionario para la impresión en 3D de dispositivos electrónicos sensibles que podrían dar a los robots la capacidad de sentir en su entorno. El descubrimiento es también un gran paso adelante […]

  • Esta tecnología podría usarse para imprimir electrónica en la piel humana real

Investigadores en ingeniería de la Universidad de Minnesota han desarrollado un proceso revolucionario para la impresión en 3D de dispositivos electrónicos sensibles que podrían dar a los robots la capacidad de sentir en su entorno. El descubrimiento es también un gran paso adelante en la impresión electrónica en la piel humana real.

“Este tejido electrónico extensible que desarrollamos tiene muchos usos prácticos”, dice Michael McAlpine, profesor asociado de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota y investigador principal del estudio. “Poner este tipo de” piel biónica “en los robots quirúrgicos daría a los cirujanos la capacidad de sentir realmente durante las cirugías mínimamente invasivas, lo que haría la cirugía más fácil en lugar de utilizar las cámaras como lo hacen ahora. E stos sensores también podría hacer más fácil para otros robots movimientos como caminar e interactuar con su entorno.

McAlpine, que ganó el reconocimiento internacional en 2013 por integrar la electrónica y los nuevos nanomateriales impresos en 3D para crear un “oído biónico”, dice que este nuevo descubrimiento también podría ser usado para imprimir electrónica en la piel humana real. Esta última tecnología usable podría eventualmente ser utilizada para la vigilancia de la salud o por los soldados en el campo para detectar productos químicos peligrosos o explosivos.

“Aunque todavía no hemos impreso en piel humana, pudimos imprimir en la superficie curva de una mano modelo usando nuestra técnica”, dijo McAlpine. “También interfaciamos un dispositivo impreso con la piel y nos sorprendió que el dispositivo fuera tan sensible que pudiera detectar su pulso en tiempo real”.

McAlpine y su equipo hicieron el tejido sensitivo único con una impresora 3D única que construyeron en el laboratorio. La impresora multifuncional tiene cuatro boquillas para imprimir las distintas “tintas” especializadas que componen las capas del dispositivo: una capa base de silicona, electrodos superior e inferior hechos de una tinta conductora, un sensor de presión en forma de bobina y un cartucho sacrificial Capa que mantiene la capa superior en su lugar mientras se establece. La capa sacrificial de soporte se lava posteriormente en el proceso de fabricación final.

Sorprendentemente, todas las capas de “tintas” utilizadas en los sensores flexibles pueden ajustarse a temperatura ambiente. La impresión 3D convencional con plástico líquido es demasiado caliente y demasiado rígida para su uso en la piel. Estos sensores flexibles 3D impresos pueden estirarse hasta tres veces su tamaño original.

Chips de computadora más rápidos, más pequeños

Chips de computadora más rápidos, más pequeños y de más de gran alcance gracias a Hafnia

Científicos consiguen hacer una fase tetragonal a 1100 grados Fahrenheit del compuesto inorgánico dióxido de hafnio A medida que los chips de computadora se vuelven más pequeños, más rápidos y más potentes, sus capas aislantes también deben ser mucho más robustas, actualmente un factor limitante para la tecnología de semiconductores. Un equipo de investigación dice […]

  • Científicos consiguen hacer una fase tetragonal a 1100 grados Fahrenheit del compuesto inorgánico dióxido de hafnio

A medida que los chips de computadora se vuelven más pequeños, más rápidos y más potentes, sus capas aislantes también deben ser mucho más robustas, actualmente un factor limitante para la tecnología de semiconductores. Un equipo de investigación dice que esta nueva fase de hafnia es un orden de magnitud mejor en soportar los campos aplicados.

Es un mundo material, y un muy versátil en eso, considerando sus bloques de construcción más básicos – los átomos – se pueden conectar juntos para formar las estructuras diferentes que conservan la misma composición.

El diamante y el grafito, por ejemplo, no son sino dos de los muchos polimorfos del carbono, lo que significa que ambos tienen la misma composición química y sólo difieren en la forma en que sus átomos están conectados. Pero qué mundo de diferencia que la conectividad hace: El primero entra en un anillo y cuesta miles de dólares, mientras que el último tiene que sentarse contenido dentro de un lápiz humilde.

El compuesto inorgánico dióxido de hafnio comúnmente utilizado en revestimientos ópticos tiene asimismo varios polimorfos, incluyendo una forma tetragonal con propiedades altamente atractivas para chips de ordenador y otros elementos ópticos. Sin embargo, debido a que esta forma es estable sólo a temperaturas por encima de 3100 grados Fahrenheit – pensar en el infierno ardiente – los científicos han tenido que conformarse con su polimorfo monoclínico más limitado. Hasta ahora.

Un equipo de investigadores liderado por la farmacéutica Beth Guiton de la Universidad de Kentucky y el químico Sarbajit Banerjee de la Universidad de Texas A & M, en colaboración con el ingeniero de ciencia de materiales de Texas A & M, Raymundo Arroyave, ha encontrado una manera de lograr esta fase tetragonal muy solicitada a 1100 grados Fahrenheit -caliente-temperatura y potencial santo grial para la industria informática, junto con innumerables otros sectores y aplicaciones.

La investigación del equipo, publicada hoy en Nature Communications, detalla su observación de esta espectacular transformación átomo por átomo, observada con la ayuda de microscopios increíblemente potentes en Oak Ridge National Laboratory. Después de reducir por primera vez las partículas de dióxido de hafnio monoclinico hasta el tamaño de diminutas nanorodas de cristal, las calentaron gradualmente, prestando mucha atención a la estructura de código de barras que caracteriza cada nanorod y, en particular, su par de rayas nanométricas que parecen Funcionan como punto cero para la transición.

Ahorrar energía con un punto de plata

Ahorrar energía con un punto de plata

Las computadoras de mañana funcionarán con luz, y las cadenas de nanopartículas de oro mostrarán mucho potencial como conductores de luz. Científicos de la universidad Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) de Munich han demostrado cómo diminutas manchas de plata podrían reducir notablemente el consumo de energía en el cálculo basado en la luz. Las computadoras de hoy son […]

Las computadoras de mañana funcionarán con luz, y las cadenas de nanopartículas de oro mostrarán mucho potencial como conductores de luz. Científicos de la universidad Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) de Munich han demostrado cómo diminutas manchas de plata podrían reducir notablemente el consumo de energía en el cálculo basado en la luz.

Las computadoras de hoy son más rápidas y más pequeñas que nunca. La última generación de transistores tendrá características estructurales con dimensiones de sólo 10 nanómetros. Si las computadoras son aún más rápidas y al mismo tiempo más eficientes energéticamente en estas escalas minúsculas, probablemente necesitarán procesar información usando partículas de luz en lugar de electrones. Esto se conoce como “computación óptica”.

Las redes de fibra óptica ya utilizan la luz para transportar datos a largas distancias a gran velocidad y con pérdidas mínimas. Los diámetros de los cables más delgados, sin embargo, están en el rango del micrómetro, ya que las ondas de luz – con una longitud de onda de alrededor de un micrómetro – deben ser capaces de oscilar sin obstáculos. Para procesar datos en un micro o nanochip, se requiere un sistema totalmente nuevo.

Una posibilidad sería llevar señales de luz a través de las denominadas oscilaciones de plasmón. Esto implica una partícula de luz (fotón) que excita la nube de electrones de una nanopartícula de oro para que comience a oscilar. Estas ondas luego viajan a lo largo de una cadena de nanopartículas a aproximadamente el 10% de la velocidad de la luz. Este enfoque logra dos objetivos: dimensiones a escala nanométrica y gran velocidad. Lo que queda, sin embargo, es el consumo de energía. En una cadena compuesta puramente de oro, esto sería casi tan alto como en los transistores convencionales, debido al considerable desarrollo de calor en las partículas de oro.

Una pequeña mancha de plata

Tim Liedl, Profesor de Física de LMU y PI en el grupo de excelencia Nanosystems Initiative Munich (NIM), junto con colegas de la Universidad de Ohio, ha publicado un artículo en la revista Nature Physics, que describe cómo las nanopartículas de plata pueden reducir significativamente la energía consumo. Los físicos construyeron una especie de pista de prueba en miniatura con una longitud de alrededor de 100 nanómetros, compuesta de tres nanopartículas: una nanopartícula de oro en cada extremo, con una nanopartícula de plata en el centro.

La plata sirve como una especie de intermediario entre las partículas de oro mientras no disipa la energía. Para hacer oscilar el plasmón de la partícula de plata, se requiere más energía de excitación que para el oro. Por lo tanto, la energía sólo fluye “alrededor” de la partícula de plata. “El transporte está mediado por el acoplamiento de los campos electromagnéticos alrededor de los llamados puntos calientes que se crean entre cada una de las dos partículas de oro y la partícula de plata”, explica Tim Liedl. “Esto permite que la energía sea transportada con casi ninguna pérdida, y en una escala de tiempo del femtosegundo.”

El grafeno sobre carburo de silicio puede almacenar energía

El grafeno sobre carburo de silicio puede almacenar energía

Investigadores de la Universidad de Linköping en Suecia han aumentado la capacidad del grafeno para almacenar la carga eléctrica al introducir defectos en la superficie perfecta de grafeno sobre carburo de silicio. Este resultado, que ha sido publicado en la revista científica Electrochimica Acta, aumenta nuestro conocimiento de cómo este material ultrafino puede ser utilizado. […]

Investigadores de la Universidad de Linköping en Suecia han aumentado la capacidad del grafeno para almacenar la carga eléctrica al introducir defectos en la superficie perfecta de grafeno sobre carburo de silicio. Este resultado, que ha sido publicado en la revista científica Electrochimica Acta, aumenta nuestro conocimiento de cómo este material ultrafino puede ser utilizado.

El material más delgado jamás producido, el grafeno, consiste en una sola capa de átomos de carbono. Forman una estructura de alambre de pollo de un átomo de espesor, con propiedades únicas. Es alrededor 200 veces más fuerte que el acero, y altamente flexible. Es transparente, pero los gases y líquidos no pueden pasar a través de él. Además, es un excelente conductor de electricidad. Hay muchas ideas acerca de cómo este nanomaterial puede ser utilizado, y la investigación en aplicaciones futuras es intensa.

“El grafeno es fascinante, pero extremadamente difícil de estudiar”, dice Mikhail Vagin, ingeniero principal de investigación del Departamento de Ciencia y Tecnología y del Departamento de Física, Química y Biología de la Universidad de Linköping.

Uno de los factores que contribuyen a la dificultad de entender las propiedades del grafeno es que es lo que se conoce como material “anisotrópico”. Esto significa que sus propiedades cuando se miden en la superficie plana de la capa de átomos de carbono difieren de las medidas en los bordes. Además, los intentos de entender el comportamiento del grafeno a nivel atómico son complicados por el hecho de que puede producirse de varias maneras. Las propiedades del grafeno en pequeños copos, que tienen muchos bordes, difieren de varias maneras de las del grafeno producido como hojas con un área alrededor de 1 cm2.

Los investigadores que llevaron a cabo el estudio utilizaron grafeno creado en un cristal de carburo de silicio por un método desarrollado en la Universidad de Linköping. Cuando el carburo de silicio se calienta a 2000 ° C, los átomos de silicio en la superficie se mueven a la fase de vapor y sólo quedan los átomos de carbono.

El grafeno no reacciona fácilmente con su entorno debido a la alta calidad de la capa de grafeno ya su inercia innata, mientras que las aplicaciones a menudo dependen de la interacción controlada entre el material y el entorno, como las moléculas de gas. Una discusión en curso entre los investigadores en el campo es si es posible activar el grafeno sobre la superficie plana o si es necesario tener bordes.

Los investigadores de LiU investigaron qué sucede cuando los defectos en la superficie se introducen de una manera controlada, y de esta manera intentaron entender en más detalle cómo las propiedades del grafeno están relacionadas con su estructura.

Un papel conductor de hajo coste para crear productos electrónicos flexibles

Un papel conductor de bajo coste para crear productos electrónicos flexibles

Este papel cuesta aproximadamente 1,30 dólares por metro cuadrado y podría ser fabricado a una velocidad de 30 metros por minuto Las pantallas de computadora enrollables y otros aparatos electrónicos flexibles se acercan a la realidad a medida que los científicos mejoran un número creciente de componentes que pueden doblarse y estirarse. Un equipo ahora […]

  • Este papel cuesta aproximadamente 1,30 dólares por metro cuadrado y podría ser fabricado a una velocidad de 30 metros por minuto

Las pantallas de computadora enrollables y otros aparatos electrónicos flexibles se acercan a la realidad a medida que los científicos mejoran un número creciente de componentes que pueden doblarse y estirarse. Un equipo ahora informa en la revista ACS Applied Materials & Interfaces otro desarrollo que puede contribuir a esta evolución: un papel conductor de bajo costo que sería fácil de fabricar a gran escala.

Los prototipos electrónicos flexibles actuales se construyen comúnmente usando películas delgadas del polímero. Pero el costo de estas películas se convierte en un factor cuando se amplían. Para abordar esta cuestión, los científicos han recurrido al papel, que es renovable, biodegradable y una fracción del costo de películas delgadas de polímero. La desventaja del papel es que no es conductivo, y los esfuerzos hasta ahora para infundirlo con esta propiedad han sido obstaculizados por la escalabilidad y el gasto. Los investigadores Bin Su, Junfei Tian y sus colegas querían llegar a un nuevo enfoque.

Usando un proceso de rodillos convencional que es fácil de escalar, los investigadores cubrieron el papel con geles iónicos suaves para hacerlo conductivo. Se intercaló una película emisiva entre dos capas del papel de gel iónico. Cuando se aplicó un voltaje, el dispositivo brilló en azul, lo que indica que la electricidad se estaba llevando a cabo. También mostró durabilidad eléctrica, soportando más de 5.000 ciclos de flexión e inflexión con cambios insignificantes en el rendimiento y durando más de dos meses.

Los investigadores dicen que su papel conductor, que cuesta aproximadamente 1,30 dólares por metro cuadrado y podría ser fabricado a una velocidad de 30 metros por minuto, podría convertirse en una parte integral de la electrónica flexible futuro.

Mejores materiales catódicos para baterías de litio-azufre

Mejores materiales catódicos para baterías de litio-azufre

12 gramos de las nanopartículas Ti4O7 cubrirían un campo de fútbol. Actualmente las baterías de litio son una de las mejores soluciones para almacenar energía eléctrica en un espacio pequeño. Los iones de litio en estas baterías migran desde el ánodo hasta el polo opuesto, el cátodo, durante el ciclo de descarga. El ánodo y […]

  • 12 gramos de las nanopartículas Ti4O7 cubrirían un campo de fútbol.

Actualmente las baterías de litio son una de las mejores soluciones para almacenar energía eléctrica en un espacio pequeño. Los iones de litio en estas baterías migran desde el ánodo hasta el polo opuesto, el cátodo, durante el ciclo de descarga. El ánodo y el cátodo generalmente consisten en compuestos de metales pesados ​​que son caros y tóxicos.

Una alternativa interesante es la batería de litio-azufre. En este caso, el cátodo no consiste en metales pesados, sino de azufre – un material económico y ampliamente disponible. A medida que los iones de litio migran al cátodo durante el ciclo de descarga, tiene lugar allí una reacción que forma sulfuro de litio (Li2S) a través de varios polisulfuros intermedios de litio. Durante el ciclo, la disolución de los polisulfuros de litio hace que la capacidad de la batería disminuya durante el curso de múltiples ciclos de carga a través del llamado “efecto de lanzadera”. Por esta razón, investigadores de todo el mundo están trabajando para mejorar los materiales catódicos que podrían confinar o encapsular química o físicamente polisulfuros, como por ejemplo nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2).

Nanopartículas de Ti4O7 con estructura de poro interconectada

El equipo de la escuela alemana Helmholtz-Zentrum Berlin, encabezado por el Profesor Yan Lu ahora ha fabricado un material de cátodo que es aún más eficaz. Aquí también, las nanopartículas proporcionan el confinamiento del azufre. Sin embargo, no consisten en dióxido de titanio, sino en moléculas de Ti4O7 dispuestas sobre una superficie esférica porosa. Estas nanopartículas porosas enlazan polisulfuros sustancialmente más fuertemente que las nanopartículas de TiO _ {2} habituales.

“Hemos desarrollado un proceso especial de fabricación para generar esta estructura de poros compleja y tridimensionalmente interconectada”, explica Yan Lu. Yan Lu primero fabrica una plantilla hecha de una matriz de pequeñas esferas de polímero que tienen superficies porosas. Esta plantilla se prepara en pasos adicionales, a continuación se sumerge en una solución de isopropóxido de titanio. Se forma una capa de Ti4O7 sobre las esferas porosas y permanece después del tratamiento térmico, que descompone el polímero subyacente. En comparación con otros materiales catódicos hechos de óxidos de titanio, la matriz de nanoesfera Ti4O7 posee una superficie extremadamente grande: 12 gramos de este material cubriría un campo de fútbol.

Grafeno para crear bits cuánticos

Grafeno para crear bits cuánticos

Se ha creado un condensador cuántico no lineal basado en el grafeno que podría mejorar la forma en que se procesa la información cuántica También podría usarse para crear circuitos de alta frecuencia no lineales, mezcladores y amplificadores En la carrera por producir una computadora cuántica, varios proyectos buscan una forma de crear bits cuánticos […]

  • Se ha creado un condensador cuántico no lineal basado en el grafeno que podría mejorar la forma en que se procesa la información cuántica
  • También podría usarse para crear circuitos de alta frecuencia no lineales, mezcladores y amplificadores

En la carrera por producir una computadora cuántica, varios proyectos buscan una forma de crear bits cuánticos -o qubits- que sean estables, lo que significa que no se vean afectados por los cambios en su entorno. Esto normalmente necesita elementos altamente no lineales no disipativos capaces de funcionar a temperaturas muy bajas.

En busca de este objetivo, los investigadores del Laboratorio de Fotónica y Medidas Cuánticas LPQM (STI / SB) de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne han investigado un condensador cuántico no lineal basado en el grafeno, compatible con las condiciones criogénicas de los circuitos superconductores y basado en materiales bidimensionales (2D). Cuando se conecta a un circuito, este condensador tiene el potencial de producir qubits estables y también ofrece otras ventajas, tales como ser relativamente más fácil de fabricar que muchos otros dispositivos criogénicos no lineales conocidos, y ser mucho menos sensible a la interferencia electromagnética. Esta investigación fue publicada en 2D Materials and Applications.

Los ordenadores digitales normales operan sobre la base de un código binario compuesto de bits con un valor de 0 o 1. En los ordenadores cuánticos, los bits se sustituyen por qubits, que pueden estar en dos estados simultáneamente, con superposición arbitraria. Esto aumenta considerablemente su capacidad de cálculo y almacenamiento para ciertas clases de aplicaciones. Pero hacer qubits no es una proeza: los fenómenos cuánticos requieren condiciones altamente controladas, incluyendo temperaturas muy bajas.

Para producir qubits estables, un enfoque prometedor es utilizar circuitos superconductores, la mayoría de los cuales operan sobre la base del efecto Josephson. Desafortunadamente, son difíciles de fabricar y sensibles a los perturbadores campos magnéticos extraviados. Esto significa que el circuito final debe estar extremadamente bien blindado térmicamente y electromagnéticamente, lo que impide la integración compacta.

En el LPQM de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, se ha explorado la idea de un condensador fácil de fabricar, menos voluminoso y menos propenso a la interferencia. Consiste en nitruro de boro aislante intercalado entre dos láminas de grafeno. Gracias a esta estructura en sándwich y las propiedades inusuales del grafeno, la carga entrante no es proporcional al voltaje que se genera. Esta no linealidad es un paso necesario en el proceso de generación de bits cuánticos. Este dispositivo podría mejorar significativamente la forma en que se procesa la información cuántica, pero también hay otras aplicaciones potenciales. Podría utilizarse para crear circuitos de alta frecuencia no lineales – hasta el régimen de terahertz – o para mezcladores, amplificadores y acoplamiento ultra fuerte entre fotones.

Una batería impresa, flexible y recargable

Una batería impresa, flexible y recargable que puede alimentar sensores usables

Estas baterías pueden estirarse hasta el doble de su tamaño, en cualquier dirección, sin sufrir daños Esta tecnología puede ayudar a mejorar otras formas de almacenamiento de energía y electrónica imprimible y elástica Ingenieros la Universidad de California San Diego han desarrollado la primera batería impresa que es flexible, estirable y recargable. Las baterías de […]

  • Estas baterías pueden estirarse hasta el doble de su tamaño, en cualquier dirección, sin sufrir daños
  • Esta tecnología puede ayudar a mejorar otras formas de almacenamiento de energía y electrónica imprimible y elástica

Ingenieros la Universidad de California San Diego han desarrollado la primera batería impresa que es flexible, estirable y recargable. Las baterías de zinc podrían utilizarse para alimentarlo todo, desde sensores portátiles hasta células solares y otros tipos de electrónica.

Los investigadores hicieron las baterías impresas flexibles y estirables incorporando un material polímero hiperelástico hecho de isopreno, uno de los ingredientes principales en caucho, y poliestireno, un componente similar a la resina. La sustancia, conocida como SIS, permite que las baterías se estiren hasta el doble de su tamaño, en cualquier dirección, sin sufrir daños.

La tinta utilizada para imprimir las baterías está hecha de óxido de zinc y plata mezclado con SIS. Mientras que las baterías de zinc han estado en uso durante mucho tiempo, por lo general no son recargables. Los investigadores añadieron óxido de bismuto a las baterías para hacerlas recargables.

“Este es un paso significativo hacia la electrónica elástica auto-alimentada”, dice Joseph Wang, uno de los autores principales del libro y profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs en UC San Diego, donde dirige el Centro de Sensores Usables de la escuela.

“Esperamos que esta tecnología allane el camino para mejorar otras formas de almacenamiento de energía y electrónica imprimible y elástica, no sólo para baterías de zinc, sino también para baterías de iones de litio, así como supercondensadores y células fotovoltaicas”.

El prototipo de batería de los investigadores desarrollados tiene alrededor de 1/5 de la capacidad de una batería de audífono recargable. Pero es de 1/10 de espesor, más barata y utiliza materiales disponibles en el mercado. Se necesitan dos de estas baterías para alimentar un LED de 3 voltios.

Los investigadores todavía están trabajando para mejorar el rendimiento de la batería. Los siguientes pasos incluyen ampliar el uso de la tecnología a diferentes aplicaciones, tales como células solares y de combustible y usar la batería para alimentar diferentes tipos de dispositivos electrónicos.

Creación de baterías de litio completamente sólidas

Creación de baterías de litio completamente sólidas

Podrían almacenar más energía y evitar cortocircuitos Un nuevo estudio desvela las propiedades de un nuevo material prometedor para baterías de iones de litio de estado sólido, que podrían ser más seguras y duraderas que las baterías tradicionales. La mayoría de las baterías están compuestas de dos capas sólidas electroquímicamente activas llamadas electrodos, separadas por […]

  • Podrían almacenar más energía y evitar cortocircuitos

Un nuevo estudio desvela las propiedades de un nuevo material prometedor para baterías de iones de litio de estado sólido, que podrían ser más seguras y duraderas que las baterías tradicionales.

La mayoría de las baterías están compuestas de dos capas sólidas electroquímicamente activas llamadas electrodos, separadas por una membrana polimérica infundida con un líquido o electrolito en gel. Pero una investigación reciente ha explorado la posibilidad de baterías de estado sólido, en las que el electrolito líquido (y potencialmente inflamable) sería reemplazado por un electrolito sólido, lo que podría mejorar la densidad de energía de las baterías y la seguridad.

Las baterías de litio en tecnologías como smartphones y coches inteligentes

Las baterías de iones de litio han proporcionado una solución ligera de almacenamiento de energía que ha permitido a muchos de los dispositivos de alta tecnología de hoy, desde teléfonos inteligentes a coches eléctricos. Pero la sustitución del electrolito lıquido convencional por un electrolito sólido en tales baterías podría tener ventajas significativas.

Estas baterías de litio-ión de estado sólido podrían proporcionar una capacidad de almacenamiento de energía aún mayor, a nivel de paquete de batería. También pueden eliminar virtualmente el riesgo de proyecciones metálicas diminutas y con forma de dedo llamadas dendritas que pueden crecer a través de la capa de electrolito y provocar cortocircuitos.