Los chips de nanotubos de carbono están a punto de llegar

Los transistores de chips se han fabricado tradicionalmente con silicio, pero ahora, un equipo de la USC Viterbi School of Engineering ha desarrollado unos nanotubos de carbono que podrían sustituir definitivamente al silicio. El descubrimiento es interesante porque son unos chips mucho más veloces y con menor consumo energético.

 

Logo de la USC

Las principales ventajas de los nanotubos de carbono frente al silicio podran hacer que esta nueva tecnología llegue pronto a los transistores de los equipos informáticos (PC, tablets y smartphones) y como consequencia, permetiran abrir una nueva era en la informática moderna.

La USC Viterbi School of Engineering ha desarrollado unos chips con nanotubos de carbono capaces de alcanzar una velocidad de procesamiento récord en este campo (25 Ghz). Hasta ahora, el transistor de carbono más veloz era uno desarrollado por el Instituto Francés de Electrónica, Microelectrónica y Nanotecnología y que soportaba unos 15Ghz aproximadamente.

 

Logo IEMN

Además, los nanotubos de carbono de la USC utilizan mucha menos energía que sus homólogos de silicio, lo que los hace aún más atractivos desde el punto de vista comercial, especialmente en dispositivos portátiles, en los cuales, la duración de la batería depende en gran medida de la eficiencia de estas partes.

Es cierto que el camino hasta superar al silicio es muy largo, ya que por lo pronto, estos 25 Ghz están muy lejos del récord de los chips de silicio, capaces de alcanzar unos 500 Ghz.

A pesar de esto, los expertos creen que con más desarrollo, los transistores basados en el carbono podrían duplicar esta velocidad y hasta podrían llegar a alacanzar los 1000 Ghz.

'Solo el tiempo dirá si esto se convierte en realidad o se queda en el intento.'


FUENTES DE INFORMACIÓN:

http://news.usc.edu/#!/article/44009/usc-scientists-clone-carbon-nanotubes-to-unlock-their-potential/
(PÀGINA WEB OFICIAL DE LA USC - web en anglès)

http://mhi.usc.edu/files/2012/01/Jialu-Zhang.pdf
(PÀGINA WEB OFICIAL DE LA USC - web en anglès)

http://stevens.usc.edu/read_article.php?news_id=804
(PÀGINA WEB OFICIAL DE LA USC - web en anglès)


ANNA F.R.

La era de la nanotecnología

Os dejo un documento Word con aspectos básicos e informativos de la nanotecnología y de los nanotubos de carbono. El documento no aborda aspectos concretos, sino que trata el tema de una manera muy general.

ANNA F.R.

LA ERA DE LA by cmc1alpefaf

ANNA F.R., LAURA P., ELVIRA F.

AIMPLAS desarrolla el primer sistema de reciclado de plástico con estructura de nanotubos de carbono.

El Instituto Tecnológico del Plástico (AIMPLAS) acaba de concluir el proyecto europeo RECYTUBE, que tras 30 meses de desarrollo ha dado como resultado una innovadora tecnología que permite reciclar y reutilizar plástico con estructuras de nanotubos de carbono.

Los nanotubos de carbono son estructuras que pueden variar su comportamiento eléctrico y que incorporados a materiales como el plástico le confieren extraordinarias propiedades.  

 En la industria de la automoción ya se está utilizando en el sistema de repostaje para sustituir piezas metálicas o para fabricar las mangueras ya que evita la acumulación de cargas electrostáticas y la posibilidad de explosiones derivadas de ellas. También se pueden encontrar ya en el sector del equipamiento deportivo bicicletas, raquetas de tenis, o palos de hockey fabricados con nanotubos de carbono, ya que este material les aporta una ligereza y resistencia sin precedentes, así como nuevas posibilidades de diseño y fabricación. 

Instituto Tecnológico del Plástico (AIMPLAS)

La generalización en el empleo de este tipo de materiales hace necesario prever sistemas eficientes de recuperación de los restos que se producen durante el proceso. El proyecto RECYTUBE propone el reciclado de estos desechos para producir nuevos nanocomposites plásticos con valor comercial. “Hemos conseguido reciclar nanotubos de carbono a nivel post-industrial, como el uso de este tipo de materiales se va a incrementar exponencialmente en los próximos años el objetivo a medio plazo será desarrollar un sistema de reciclado a nivel post-consumo” afirma Luis Roca, investigador del proyecto. 

En una segunda etapa el proyecto se ha centrado en el desarrollo de piezas para la industria de la electricidad y la electrónica, empleando nanocomposites reciclados que contengan nanotubos de carbono.

Concretamente se han desarrollado carcasas de retrovisores para la industria del automóvil con apantallamiento electromagnético y pintado inteligente.  

Los beneficios de los nanotubos de carbono van directamente relacionados con la eliminación de interferencias. En el caso del pintado de la pieza, la utilización de plástico con nanotubos de carbono permitirá aplicar un proceso de pintado que elimina la necesidad de aplicar un primer recubrimiento. De esta forma se logra un mejor acabado superficial y un proceso medioambientalmente sostenible. 

Para más información, podeis consultar la siguiente página web: AIMPLAS HOME PAGE

Fuente de información:

http://www.aimplas.es/index.php/es/component/content/article/74-noticia/567-aimplas-y-aiju-finalizan-el-proyecto-nanocarb-sobre-materiales-plasticos-conductores

 NANOTUBOS DE CARBONO

http://www.aimplas.es/index.php/es/component/content/article/74-noticia/575-primer-sistema-de-reciclado-de-plastico-con-nanotubos-de-carbono

Transistor de nanotubos de carbono que puede oler

Los investigadores médicos ven  los nanotubos de carbono también, como agujas potenciales para inyectar medicinas o genes en células enfermas. El tamaño y la forma son sólo la mitad que las agujas actuales y esa es la razón. Como sondas, sus propiedades físicas, incluyendo su gran conductividad eléctrica y termica, los hacen perfectos para cambiar la información entre el interior y exterior de una célula. Las sondas pueden ser usadas para probar ciertas sustancias y probar ciertos procesos más allá de membranas de célula. Pero esto es solamente el principio. 

Lo que Johnson y su grupo de colaboradores (de las universidades de Pennsylvania, Miami, e Illinois, así como Princeton University, Centro Monell de Sentidos Químicos, Máquinas Evolved y Nanosense) han hecho la integración de un transistor CNT con proteínas receptoras olfativas (RUP - la clase más numerosa de los GPCR). El objetivo final de este tipo de investigaciones es la transferencia de las propiedades biológicas de detección de los sistemas moleculares artificiales para dispositivos electrónicos. 

Con respecto a las propiedades olfativas sensoriales, esto podría significar, por ejemplo, que con 'nariz electrónica' - un sistema electrónico que puede oler - dejaría de ser una necesidad utilizar animales para realizar tareas que dependen de un sentido del olfato muy sensible - por ejemplo, la detección de droga o una bomba, o el diagnóstico de enfermedades, potencialmente.

Esquema de un transistor de nanotubos de carbono funcionalizados con las proteínas de ratones receptores olfativos en nanodiscos. (Copyright Imagen: Robert R. Johnson, de la Universidad de Pennsylvania)

Fuente de información:

http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=22177.php (web en inglés)

Los tubos para líneas de transmisión eléctricas más eficientes

El nanotubo de carbono puro metálico podría ser la clave a la revisión de la rejilla de poder eléctrica con líneas de transmisión más eficientes - pero sólo si ellos pudieran ser hechos en enormes cantidades y uniformemente. 

Por una versión refinada de una técnica llamada "la amplificación", los investigadores en la Universidad Rice planean hacer fibras largas y sumamente conductoras que ellos llamaron " el cable de cuantía de butaca " que podría ser tejido en líneas de transmisión eléctrica más eficiente. 

Hay clases diferentes de nanotubos de carbono, cada uno con propiedades ligeramente distintas y con diferentes usos potenciales. Desafortunadamente, los métodos de producción tienen como resultado una mezcla de nanotubos diferentes, con distintas dimensiones y propiedades eléctricas muy diferentes. Nanotubos puramente semiconductores, útiles para futuros circuitos integrados, están en la mezcla con nanotubos metálicos que podrían ser utilizados para fabricar cables altamente conductores. Así que los nanotubos tienen que ser separados por tipo, un proceso lento y costoso, dice Andrew Barron, profesor de química y ciencia de los materiales en Rice.

Ahora Barron y sus compañeros han mejorado un método para la fabricación de nanotubos puros que se desarrolló por primera vez en 2006. Llamado "amplificación", que finalmente debe permitir la conversión de un nanogramo de los nanotubos de carbono puro en un gramo, entonces un kilogramo, y luego de una tonelada. Se empieza por separar una pequeña cantidad de nanotubos metálicos puros a partir de una mezcla, y después colocar un catalizador por la punta de cada tubo. A continuación, poner los nanotubos en una cámara de presión y de temperatura controladas, dónde se alimentan en una mezcla de gases. Bajo estas condiciones, los nanotubos duplican su tamaño, cada vez desde el catalizador en la punta. El nanotubo existente actúa como una plantilla que dicta el diámetro, la estructura y las propiedades de la longitud extra del nanotubo. Los nanotubos se cortan y se repite el proceso.

Antes y después del proceso de "amplificación"

Fuente de información:
http://www.technologyreview.com/news/424762/pure-nanotubes-by-the-kilo/ (web en inglés)

Una nueva forma de almacenar el calor del sol

El negocio de almacenar la energía solar en las moléculas que cambian el estado en respuesta a la luz podría ser transformadola por nanotubos de carbono. 

Los investigadores en el Instituto de Massachusetts de tecnología (MIT) han anunciado un nuevo combustible solar térmico que podría almacenar hasta 10,000 veces más energía que sistemas anteriores. El combustible consiste en nanotubos de carbono modificados con "azobenzene", una mezcla que esperan que proporcione el mismo almacenaje de energía por volumen que pilas de ión de litio y pueden almacenar la energía solar casi indefinidamente. También puede ser recargado simplemente exponiéndolo a la luz del sol – sin electricidad requerida. Hay unos cogen, pese a todo.

Molécula creada

El nuevo material encontrado por Grossman y Kolpak se hace uso de nanotubos de carbono, pequeñas estructuras tubulares de carbono puro, en combinación con un compuesto llamado azobenceno. Las moléculas resultantes, producidas usando plantillas a escala nanométrica para moldear y limitar su estructura física, experimentan un aumento de "propiedades nuevas que no estaban disponibles" en los materiales separados, dice Grossman, el Carl Richard Soderberg Asociado Profesor de Ingeniería Eléctrica.

Proceso de almacenaje de energia solar

Fuente de información:

http://web.mit.edu/newsoffice/2011/update-energy-storage-0713.html (web en inglés)

"Cupcakes" de nanotubos de carbono pueden ayudar a medir la potencia del láser de terahercios

Están compuestos de nanotubos de carbono alineados verticalmente (VANTAs). Usando una hoja de afeitar, los pedazos visibles de estas series densamente embaladas pueden ser cortadas y colocadas encima de un detector para descubrir la potencia del láser de terahercios.

La radiación de un terahercio puede penetrar materiales como el plástico, la ropa, el papel y algunos tejidos biológicos, haciendo de ello un atractivo usos para la detección de armas oculta, la inspección secreta y tumores de piel. 

Sin embargo, hasta la fecha no existe un método estándar para medir la potencia de salida absoluta de los láseres de terahercios, una fuente de este tipo de radiación. Ahora los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han encontrado que las matrices densas de nanotubos de carbono extra-largos absorben la luz casi todas las longitudes de onda largas, y por lo tanto son recubrimientos prometedores para los detectores de prototipos destinados a medir la potencia láser de terahercios.

"Cupcakes" de nanotubos de carbono

Fuente de información:

http://phys.org/news/2011-07-piece-cake-arrays-nanotubes-terahertz.html (web en inglés)

Modificación de materiales con nanotubos de carbono

La doctora Yadira Vega, investigadora del IPICYT (Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica) nos presenta en este vídeo la estructura de un nanotubo de carbono i cómo se comporta al aliarse con ciertos plásticos. Estos nanotubos permiten que ciertos plásticos que son blandos y flexibles en condiciones normales se vuelvan rígidos y sea más fácil trabajar con ellos.

Yadira Vega

También permite cambiar propiedades de dichos materiales haciendo que dejen de ser aislantes y sean conductores eléctricos o térmicos.

Las ventajas que esto presenta son la utilización de los materiales modificados para la construcción de edificios, coches, aviones…

IPICYT

Para más interés, os dejamos el vídeo adjuntado a continuación.

http://www.youtube.com/watch?v=IieBvZfZz1U

Los nanotubos de carbono se pueden utilizar como bits cuánticos para los ordenadores cuánticos.

''Los nanotubos de carbono se pueden utilizar como bits cuánticos para los ordenadores cuánticos.''

Un estudio realizado por físicos de la Universidad Técnica de Munich (TUM) ha demostrado que los nanotubos pueden almacenar información en forma de vibraciones. Hasta ahora, los investigadores han experimentado principalmente con partículas cargadas eléctricamente.

Utilizando fenómenos mecánicos cuánticos, los ordenadores podrían ser mucho más potentes que sus predecesores digitales clásicos. Científicos de todo el mundo están trabajando para explorar las bases para la computación cuántica. Hasta la fecha, la mayoría de los sistemas están basados en partículas eléctricamente cargadas que son capturadas en una "trampa electromagnética".

 

Una desventaja de estos sistemas es que son muy sensibles a las interferencias electromagnéticas y por lo tanto necesitan una amplia protección. Físicos de la Universidad Técnica de Munich han encontrado una manera en que la información se almacena y procesa la mecánica cuántica en vibraciones mecánicas.

Este descubrimiento supone un gran avance en la tecnología, y una vez se descubra como contrarestar estas interferencias electromagnéticas, podrán patentarse los nanotubos de carbono como nueva herramienta de trabajo para los ordenadores, móviles, tablets... y cualquier otro dispositivo tecnológico.

Fuente de información:

http://www.europapress.es/ciencia/noticia-nanotubos-pueden-almacenar-informacion-cuantica-20130322111236.html

Nuevas antenas de nanotubos de carbono revolucionan la captación de energía solar

Ingenieros químicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han desarrollado una nueva metodología de captación de energía solar, que sería mucho más eficaz que las células o paneles tradicionales. Se trata de pequeñas antenas conformadas por diminutos filamentos quecontienenunos 30 millones de nanotubos de carbono, capaces de absorber la energía del sol en forma de fotones y posteriormente emitirla para diferentes aplicaciones así concentrando 100 veces más de energía solar que otros dispositivos empleados en la actualidad. Estas antenas tendrían un enorme campo de aplicación, e incluso podrían utilizarse para desarrollar paneles solares más pequeños y potentes.

Ingenieros químicos del MIT

Mayor capacidad de captación energética

Los paneles solares tradicionales generan electricidad mediante la conversión de fotones en una corriente eléctrica, pero la antena de nanotubos de carbono aumenta en forma considerable el número de fotones que se pueden capturar y transformar en energía para ser canalizada en una célula solar.

Nuevos desafíos

Los nanotubos constituirían un porcentaje mínimo del gasto de construcción de las nuevas células solares, como sucede en la actualidad con los polímeros y su incidencia en el costo de los dispositivos tradicionales.

Los filamentos integran 30 millones de nanotubos de carbono. Imagen: Geraldine Paulus / MIT

Fuente de información:

http://www.tendencias21.net/Nuevas-antenas-de-nanotubos-de-carbono-revolucionan-la-captacion-de-energia-solar_a4828.html