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felix

959 Posts

Posted - 12/12/2008 :  13:15:54  Show Profile  Reply with Quote
Nanogeneradores piezoeléctricos

Fuente:blog.creamoselfuturo





Un grupo de investigadores ha desarrollado una nueva técnica de dimensiones nanométricas, para alimentar dispositivos sin necesidad de utilizar voluminosas fuentes de energía, tales como las baterías convencionales.Con un desarrollo adecuado funcionarán convirtiendo la energía mecánica del movimiento del cuerpo, la contracción de los músculos o el flujo del agua, en electricidad. Estos "nanogeneradores" podrían hacer posible una nueva clase de dispositivos médicos implantables, así como sensores y equipos electrónicos portátiles autoalimentados.Los nanogeneradores se basan en las propiedades piezoeléctricas y semiconductoras del óxido de zinc, según las cuales se puede generar corriente eléctrica mediante una deformación.

Los nanogeneradores desarrollados por Wang y por Jinhui Song y mostrados hace poco en Science, utilizan la corriente generada cuando los nanohílos de óxido de zinc son doblados y luego liberados. Construyendo una serie ordenada de un gran número de tales filamentos, Wang cree que puede producir suficiente corriente para alimentar los dispositivos nanométricos: "Hay mucha energía mecánica disponible en nuestro entorno", explica Zhong Lin Wang. "Nuestros nanogeneradores pueden convertir esta energía mecánica en energía eléctrica. Esto tiene el potencial de abrir muchas posibilidades para el futuro de la nanotecnología". Además hace notar el problema que existía hasta ahora "Podemos construir nanodispositivos que sean muy pequeños, pero si el sistema integrado completo debe incluir una fuente de energía grande, eso hace fracasar su propósito".

Además del atractivo uso dentro del cuerpo, (ya que el óxido de zinc es biocompatible), los nanogeneradores también podrían usarse dondequiera que la energía mecánica esté disponible (el desplazamiento hidráulico del agua de mar, el viento, o el movimiento de un pie dentro de un zapato). Los pequeños hilos del nanogenerador no sólo están habilitados para operar sobre bases de cristal, sino también podrían hacerlo encima de polímeros flexibles. No es difícil imaginar entonces que los dispositivos portátiles puedan funcionar sólo con el movimiento del usuario. Además estos nanohílos se pueden doblar hasta 50 grados sin quebrarse.

Esta idea de los nanogeneradores está siendo desarrollada desde distintas partes del mundo por numerosos investigadores debido a su importancia: La East Japan Railway Companyestá probando nuevos molinillos de entrada a la estación que producen electricidad cuando los viajeros pasan a través ellos al validar su billete. El sistema se compone de una serie de piezoeléctricos en el suelo que transforma la presión y la vibración de los pasos en electricidad. Después es almacenada en baterías de alta eficiencia. Hughes Researchha diseñado una rampa que instalada en las carreteras puede generar, dependiendo del peso del vehículo que pase sobre ella, entre 5 y 50 Kw/h. La electricidad producida sería suficiente para alimentar a las señales de tráfico de la zona. El Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología de Singapur buscaba una manera de alimentar aparatos portátiles para pruebas médicas. Han diseñado un prototipo de batería que funciona con fluidos corporales que sean ricos en iones como orina, lágrimas o semen. El prototipo es capaz de ofrecer 1,5 voltios durante 90 minutos. Los investigadores Wang y Song, (que he citado al principio) del Instituto de Tecnología de Georgia con los nanohílos de oxido de zinc que generan electricidad al vibrar establecen una importante finalidad médica, ya que estos nanogeneradores pueden implantarse dentro del cuerpo humano y activarse con el movimiento muscular para alimentar dispositivos como marcapasoso válvulas. Un ejemplo algo más tangible, aunque a mayor escala, sería el Molino de viento comercializado por SouthWest WindPower. El SkyStream 3.7 puede instalarse en un patio, balcón o jardín y, con buen viento, generar 50KWh al mes por lo que reduce las facturas y es muy interesante para situarlo en empresas y usando una energía completamente limpia. En días de viento favorable se consigue un exceso de energía que se puede acumular para días con menos viento. Esta idea fue galardonada en 2006 como mejor invento en ciencia popular y ya está a la venta. Otro uso de los nanogeneradores fue presentado en 2001 por los investigadores del Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva Cork. Se centra en un nanogenerador molecular que libera partículas alfa sólo en el interior de células cancerosas. Este nanogenerador está compuesto por un único átomo de actinio. Éste es un elemento radiactivo presente en los minerales de uranio. Su actuación es similar al de los anticuerpos monoclonales desarrollados por los premios Nobel Cesar Milstein y George Kohler en los ochenta; se descompone en partículas alfa que actúan selectivamente en células tumorales sin posibilidad de que se disemine por el organismo





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2 Comentarios a “Nanogeneradores piezoeléctricos”
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Ana C. Montes dice:

2007-03-06 a las 6.07 pm
Entre las ya mencionadas, otras de las ventajas que ofrece este material son que las nanoestructuras de óxido de zinc pueden tolerar grandes cantidades de deformación sin sufrir daños, lo que a su vez, permite que acepten una gran densidad de volumen de salida de electricidad, al ser biocompatibles se pueden utilizar en el cuerpo sin efectos perjudiciales,, y que el sustrato de polímero flexible usado en los nanogeneradores permite que los dispositivos implantados se adapten a las estructuras internas del cuerpo.
Esta investigación ha sido patrocinada por organizaciones como la NSF (http://www.nsf.org/international/about_sp.asp), DARPA (http://www.darpa.mil/), NIH (http://www.nih.gov/), y la NASA,
Más sobre los nanocables en: http://www.nanowire-research.de/

(Y esto lo sé porque era el siguiente post que estaba preparando :PP)

Pablo M. García Corzo dice:

2007-04-19 a las 7.45 pm
Son muy interesantes las posibles aplicaciones del Fullereno en la generación de energía.

Ésta peculiar molécula es capaz de absorver fotones y dejar los electrones almacenados en su interior. Lograr utilizar esos electrones a posteriori convertiría a este sistema en un generador solar perfecto.

http://www.cienciadigital.es/hemeroteca/reportaje.php?id=43

Esto lo intentaron científicos italianos y alemanes en 1998 montando una réplica de la copa del mundo de fútbol con un fullereno (pelota) y un “calixtareno” (con forma de cáliz, hizo las veces de copa). El fullereno absorvía el fotón y lo transmitiría a la copa.

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/271432.stm

Si a las características del fullereno añadimos estos generadores piezoeléctricos tenemos un par de ideas muy buenas que pueden convertirse fácilmente en soluciones energéticas importantes para el futuro de nuestra tecnología.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fulereno
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