Acetato de gadolineo tetrahidrato. Mónica(1,2ºev)

Los 2 creadores en su laboratorio

Un grupo de científicos del CSIC ha conseguido identificar nuevo material magnético de base molecular, se trata del acetato de gadolinio tetrahodrato,con este nuevo material se podrá refrigerar a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15° C) a un coste inferior a lo que supone alcanzarlo con los materiales y técnicas que se están empleando en estos momentos. En un artículo publicado en la revista Angewander, avanzan que ofrecerá nuevas posibilidades en la criogenia.

Según el investigador principal Marco Evangelisti, poder realizar experimentos con temperaturas cercanas al cero absoluto es muy importante porque permite estudiar las propiedades magnéticas, eléctricas y térmicas de los materiales en su estado fundamental, dando así lugar al desarrollo de nuevos materiales y nuevas aplicaciones. Para este tipo de experimentos, en la actualidad se emplea Helio-3, pero desde hace unos años, el uso de este gas conlleva unos costes altísimos, debido a que se está utilizando constantemente en el ámbito de la seguridad con la finalidad de detectar armas químicas. Por lógica de mercado, al aumentar la demanda, ha aumentado su precio.

 Científica probando la temperatura 

El  acetato de gadolinio tetrahidrato se convierte de esta manera en una nueva opción barata al Helio-3 para aquellos trabajos en los que hace falta acercarse al cero absoluto, justo ese punto en el que los materiales dejan de vibrar. La base del funcionamiento del acetato de gadolinio tetrahidrato se encuentra en el denominado efecto metacalórico o relacionado con la propiedad que tienen algunos materiales de enfriarse o calentarse cuando se les aplica una variación de campo magnético.


La ventaja de estos materiales de base molecular respecto a otros está en su gran versatilidad química que permite “diseñar” y predecir sus propiedades a la carta. En las moléculas, los átomos magnéticos responsables del efecto magnetocalórico interactúan entre sí mediante ligandos químicos, formados por iones no magnéticos, que a su vez participan de forma pasiva en el fenómeno físico

Una aleación de gadolinio se calienta en el interior de los campos magnéticos y pierde energía térmica en el ambiente, por lo que sale más fría que cuando entró.

Aplicaciones en sensores de radiación electromagnética

Moléculas de acetato gadolineo

Entre las aplicaciones prácticas del acetato de gadolinio tetrahidrato se encuentra la ciencia del espacio. “Diversas agencias espaciales están desarrollando sensores de radiación electromagnética, que deben funcionar en el espacio a temperaturas extremadamente bajas. Las tecnologías criogénicas actuales utilizan materiales magnéticos para la refrigeración de los sensores. El acetato de gadolinio tetrahidrato simplificaría tremendamente el sistema de refrigeración y permitiría su uso de forma eficaz en el espacio”, afirma Marco Evangelisti.

-Bibliografía : El mundo.com

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                         Materiales de la ciencia

NUEVO MATERIAL QUE NO SE PUEDE MOJAR. Mónica (2,2ºev.)

Nos encontramos ante un novedoso material que es impermeable a cualquier tipo de líquido incluyendo la sangre y el aceite. Este nuevo material ha sido creado por los científicos de la universidad de Harvard ( Estados Unidos ) tras una larga y dura investigación ya que se convierte en una gran revolución dentro de los nuevos materiales,que tras varias investigaciones durante muchos años nunca se había logrado conseguir un material con estas cualidades de impermeabilidad.Tal es su novedad que todavía no se ha puesto nombre a dicho material.

Al iniciar este proyecto, dichos científicos se basaron en la observación de una planta carnívora denominada Neplenthes, esta planta situada en la zona de la selva Amazónica, después de la lluvia atrae con su dulce olor a pequeños insectos como hormigas, arañas o mosquitos que no cuentan con que sus hojas son tan resbaladizas hasta que se deslizan inevitablemente hacia sus adentros.Este efecto , el cual era el motivo de su investigación,es exactamente el mismo que el que han llegado a conseguir los científicos para crear este material.
Es muy importante la observación de la naturaleza, como ya hizo Einstein y Da Vinci, que sin la observación y estudio de la misma nunca hubieran realizado todos los inventos y descubrimientos. La naturaleza siempre nos da todas las respuestas, simplemente hay que saber entenderla y modificarla de manera respetable y ecológica.

Planta carnívora Neplenthes

Os preguntareis como se ha podido llegar a repeler cualquier líquido, pues bien, se ha utilizado una fina capa de agua en la superficie "sujeta" de nano estructuras en su interior, esto hace que el propio agua repela a este.

Al usar una superficie repelente fluida, esta es totalmente lisa, se repara sola y soporta el frío,la humedad, las presiones altas,tormentas,altas presiones del agua, en definitiva es capaz de soportar cualquier elemento atmosférico que ocurra en la naturaleza, como han comprobado los científicos tras muchas experimentaciones.Este material es capaz de superar con creces otros elementos impermeables cuyo uso queda mermado una vez usado, o queda expuesto a una difícil reparación.

Estructura interna y externa del nuevo material

Dicho material tiene múltiples aplicaciones que mejoraran y beneficiaran gran cantidad de actividades tanto científicas como cotidianas, se mejorará el transporte de fluidos biomédicos, es decir al donar sangre se podrá transportar de tal manera que no modifique su estructura y llegue en el mejor estado al paciente, el manejo de combustibles sera mucho mas seguro ya que a la hora de transportar gasoil este se llevará de manera mucho mas seguro pudiendo evitar cualquier tipo de contaminación en dicho combustible o la fabricación de anticongelantes. También permitirá crear ventanas que se limpian solas por lo que supondrá una revolución en el ámbito doméstico, paredes resistentes a los graffitis por lo que mejorará el estado de muchas estructuras en las ciudades, reduciendo costes para la limpieza de estos y mejores dispositivos ópticos que también sera de gran ayuda para otras investigaciones científicas.

Este nuevo material además tiene el beneficio de que es fácil de trabajar ya que no requiere grandes cantidades de diferentes materiales con los que trabajar, además no son necesarias altas tecnologías ya que se ha descubierto como llegar a fabricarlo por lo que tiene un bajo nivel económico lo que trae como consecuencia que se podrá invertir en nuevas aplicaciones posibles para este novedoso y revolucionario material.


-Bibliografía :http://www.muyinteresante.es/un-nuevo-material-que-no-se-puede-mojar
http://en.wikipedia.org/wiki/Nepenthes
http://www.blogcurioso.com/nuevos-materiales/

VIDRIO METÁLICO. Cleofé Quintanilla 27º 1A

Un grupo de investigadores del Departamento de Energía de los Estados Unidos, el Berkeley Lab, y el Instituto de Tecnología de California, han desarrollado un vidrio metálico con un nivel de resistencia y dureza en conjunto jamás alcanzado hasta la fecha. El vidrio está formado por una micro-aleación de paladio, un metal raro pero con múltiples aplicaciones. El paladio está acompañado por silicio, fósforo, germanio, y plata. Su estructura química puede compensar la fragilidad natural del vidrio, y es incluso más liviano que el acero, con un peso comparable al de una aleación basada en aluminio o titano (más allá de la diferencia de densidad entre estos dos metales). No es la primera vez que se aplica la idea de vidrio con ciertas alteraciones (como por ejemplo el famoso Pyrex), pero el próximo objetivo de sus desarrolladores será experimentar con otras combinaciones de metales.

Material para el futuro

El único problema que tiene este nuevo vidrio metálico no es otro más que su coste. El fósforo y el silicio no dan muchos problemas, pero el paladio, el germanio y la plata sí. Sin embargo, el proceso de fabricación y la exploración que queda por hacer con otros metales abren la posibilidad de nuevos materiales, más livianos, más duros y más resistentes.

Características del nuevo material 

Una de las condiciones más importantes del nuevo vidrio metálico es que al someterse a distintas condiciones de estrés reacciona con una importante plasticidad. En consecuencia, llega a doblarse pero no se quiebra. 

Por otro lado, una de las asignaturas pendientes en anteriores investigaciones que trabajaron para desarrollar este tipo de vidrio metálico era la propagación de grietas en el material frente a distintas circunstancias. En este nuevo trabajo, la creación de un material de cristal puro ha permitido superar este inconveniente. 

En otras palabras, la composición química desarrollada actúa para incrementar la plasticidad del material, impidiendo la formación de grietas. La adición del paladio brinda a este material una capacidad inusual de resistencia, permitiendo una óptima protección frente a las grietas. 

Asimismo, estas características promueven una resistencia a la fractura comparable a la obtenida en los materiales más resistentes conocidos hasta hoy. La extraña combinación de dureza, resistencia y tolerancia al daño conseguida en estos nuevos vidrios metálicos se extiende más allá de los rangos de referencia establecidos para los materiales más resistentes y robustos que pueden hallarse en la actualidad.

Vale destacar que aunque tradicionalmente fuerza y resistencia han sido consideradas como propiedades exclusivas en los materiales, sin que se presenten en forma simultánea en grados similares, el nuevo vidrio metálico las integra con la misma efectividad. De esta manera, la investigación ha logrado sobrepasar los límites de la tolerancia al daño que pueden ser factibles en un metal estructural.

Bibliografía:

http://www.abc.es/20110112/ciencia/abci-crean-vidrio-metalico-resistente-201101121040.html

http://www.tendencias21.net/Desarrollan-un-nuevo-vidrio-metalico-de-maxima-resistencia_a5439.html

NANOTECNOLOGÍA. Cleofé Quintanilla Cuesta 27º 1A

La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

Nano escala hace referencia a escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos -depende de qué esté hecho el nanobot-.
Nano es un prefijo griego que indica una medida (10-9 = 0,000 000 001), no un objeto; de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

la nanotecnolgia es una ciencia multidisciplinar que abarca muchas especialidades , con el denominador común de trabajar la materia a escala infinitamente pequeña a nivel de átomos y moléculas. entre las disciplinas que trabajan a escal nanometrica encontramos:

▪ Química (Moleculares y computacional)
▪ Bioquímica
▪ Biología molecular
▪ Física
▪ Electrónica
▪ Informática
▪ Matemáticas
▪ Medicina

Hablamos por tanto de una nueva ciencia con aplicaciones en numerosos campos siendo uno de ellos la creación de nuevos materiales. El hecho de poder modificar la posición de los átomos y de las moléculas abre la posibilidad de crear nuevos materiales y nuevos procesos con múltiples aplicaciones. Podemos destacar:

 -
Energias alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético.

- Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.

- Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.

- Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar.

-Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...

- Contaminación medioambiental.

- Prestaciones aeroespacioles: nuevos materiales, etc.

- Fabricación molecular.

A modo de ejemplo y centrandonos en el sector textil podemos decir que existe  una  generación de nuevos materiales en los que la nanotecnología juega un papel esencial. Ropa que no se ensucia, que repele el café, las manchas de fruta o del vino. La explicación de todo esto  es que las nanopartículas permiten cambiar las propiedades de los tejidos dando lugar a nuevos tejidos que  repelen virus, bacterias, o que aguantan más de cien lavados sin perder las propiedades No es ciencia ficción; en menos de cinco años se calcula que el viejo sector textil tendrá una nueva renovación.

Nanotubos

Nanotubos    Elaborado por: Elena López Rivera

Una de las estrellas de la nanotecnología son los nanotubos, láminas de carbón que se cierran sobre sí mismos. Sus características generales son:

• Son las estructuras de mayor resistencia, aunque su densidad es seis veces menor que la del acero.
• Pueden transporta enormes cantidades de electricidad sin fundirse.
• Gran elasticidad. Recuperan su forma luego de ser doblados en g

Los nanotubos son objeto de intenso estudio debido a sus propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas.Ahora explicaremos más detalladamente cada una de esta propiedades.

Propiedades eléctricas

Los nanotubos se caracterizan por presentar una gran complejidad electrónica, las propiedades características de los nanotubos de carbón hacen que sea el material ideal para muchas aplicaciones microelectrónicas. Los nanotubos llevan corriente eléctrica prácticamente sin fricción sobre la superficie gracias al transporte balístico de electrones, por lo que pueden llevar 1000 veces más que cable de cobre, si tenemos en cuenta las reglas cuánticas que rigen la conductividad eléctrica con el tamaño y la geometría de éstos. Estas estructuras pueden comportarse, desde un punto de vista eléctrico, en un amplio margen de comportamiento, comenzando por el comportamiento semiconductor hasta presentar, en algunos casos, superconductividad dependiendo de la conformación de los hexágonos que componen el nanotubo.

 

Propiedades mecánicas

 

Si las propiedades eléctricas son, de por sí, sorprendentes, las propiedades mecánicas pueden llegar a serlo aún más. Mecánicamente, los nanotubos son sorprendentemente resistentes tanto que se ha teorizado su uso para la construcción de un ascensor espacial, la estabilidad y robustez de los enlaces entre los átomos de carbono, les proporciona la capacidad de ser la fibra más resistente que se puede fabricar hoy día. Por otro lado, frente a esfuerzos de deformación muy intensos son capaces de deformarse notablemente y de mantenerse en un régimen elástico.

 

Propiedades térmicas

Algunos modelos predicen que la conductividad térmica de los nanotubos puede llegar a ser tan alta como 6.000 W/mK a temperatura ambiente (téngase en cuenta, por comparar con otra forma alotrópica del carbono, que el diamante casi puro transmite 3.320 W/mK). Asimismo son enormemente estables térmicamente, siendo aún estables a 2.800 °C en el vacío y a 750 °C en el aire (mientras que los alambres metálicos en microchip se funden entre 600 y 1.000 °C). Las propiedades de los nanotubos pueden modificarse encapsulando metales en su interior, o incluso gases. Transmiten el calor en forma eficiente, esta propiedad ha permitido considerar el uso de los nanotubos para almacenar hidrógeno, vital en la construcción de células de combustible basadas en este elemento.

Fotos

Fuente de información

--http://www.blogcurioso.com/nuevos-materiales/

--http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/diccionario/nanotubos.htm

--http://www.euroresidentes.com/Blogs/avances_tecnologicos/2004/11/transistores-de- nanotubos.htm

METAFLEX Y LA INVISIVILIDAD

REALIZADO POR : MÓNICA RODRÍGUEZ DÍEZ ,1ºA BACHILLER, Nº-28

Ser invisible ha sido hasta ahora una fantasía. En la Universidad de Saint Andrews han desarrollado un material, el Metaflex, que puede hacerlo real. Parecía que esto no iba a ser posible nunca. No obstante los últimos avances en el campo de los nuevos materiales cada día sorprenden más.

El Metaflex consta de unas membranas flexibles de meta-material, creadas gracias al empleo de una nueva técnica que ha permitido liberar los meta-átomos de la superficie dura sobre la que fueron construidos. De esta manera, el Metaflex puede operar en longitudes de onda de unos 620 nanómetros dentro de la región de la luz visible.
La unión de estas membranas podría producir un "tejido inteligente", que sería el primer paso para fabrica una capa o cualquier otra prenda para "hacer desaparecer" a la persona que la porte.

La invisibilidad es un nuevo territorio en el que se ha adentrado la investigación científica. El Metaflex puede ser el material que lo haga posible. Pero no es solo esta la aportación que puede hacer en el campo de la ciencia; sus posibilidades van más allá.Científicos británicos han señalado en que es en la ciencia óptica donde se abre un campo más extenso para la aplicación de este material.

En el pasado ya se han estudiado metamateriales que canalizaban la luz y convertían objetos en invisibles, pero solo ocurría en largas longitudes de onda.

Lo que diferencia al Metaflex del resto de materiales es que mientras cualquier objeto o material refleja la luz, el Metaflex lo que hace es curvarla, es decir, cuando la luz incide sobre este material, la luz lo rodea. Por tanto cualquier objeto que se encuentre detrás del Metaflex estará en las mismas condiciones.

La importancia del Metaflex está en su capacidad para modificar el comportamiento de la luz.

Entre los autores de la investigación, destacan Ruopeng Liu, que desarrolló el algoritmo, Chunlin Li y David R. Smith. Una vez desarrollado el algoritmo, el novedoso dispositivo de invisibilidad fue completado, desde su concepción hasta su fabricación, en sólo nueve días, en lugar de los cuatro meses requeridos para crear el más rudimentario aparato original. Este nuevo y poderoso algoritmo hará posible el diseño a la medida de metamateriales únicos con características invisibilizadoras específicas.
"La diferencia entre el dispositivo original y el último modelo es como la existente entre el día y la noche", subraya Smith. El nuevo dispositivo puede ocultar objetos en un espectro mucho más amplio de longitudes de onda, y el diseño base puede adaptarse para casi cualquier longitud de onda, siendo mucho más fácil de usar para la luz visible e infrarroja, que siguiendo los planteamientos teóricos previos de diseño.

El desarrollo de la nanotecnología en los próximos años va a ser fundamental para poder llegar a la situación en que alguien pueda transformarse en un ser invisible. La óptica o la industria militar pueden ser algunos de los sectores que se vean favorecidos por el desarrollo de este nuevo material.

Según el investigador de la Universidad de St. Andrews Uf Leonhardt, matemáticamente es imposible para un material evadir completamente la luz, lo cual impide que sea invisible totalmente. El reto que tienen los científicos es reducir estas cantidades de luz al mínimo posible.

VIDEO EXPLICATIVO :

 

BIBLIOGRAFÍA:   elmetaflexylainvisibilidadsuite101.net

                                 metaflex(material)prensalibre.com

                                 youtube.com

                                 wikipedia.com