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jueves, 27 de abril de 2017

Un método de fotosíntesis artificial consigue energía y aire limpio



Un profesor de Química acaba de encontrar una forma de activar la fotosíntesis en un material sintético, convirtiendo los gases de invernadero en aire limpio y produciendo energía al mismo tiempo.


El proceso tiene un gran potencial para crear una tecnología que podría reducir significativamente los gases de efecto invernadero vinculados al cambio climático, al tiempo que crea una manera limpia de producir energía.


 "Este trabajo es un gran avance", dijo el profesor adjunto de Universidad del Centro de Florida, Fernando Uribe-Romo. "Adaptar materiales que absorban un color específico de luz es muy difícil desde el punto de vista científico, pero desde el punto de vista social estamos contribuyendo al desarrollo de una tecnología que puede ayudar a reducir los gases de efecto invernadero", declaró en un comunicado.

Los resultados de su investigación se publican en el Journal of Materials Chemistry A.    

Uribe-Romo y su equipo de estudiantes crearon una manera de desencadenar una reacción química en un material sintético llamado estructura metal-orgánica (MOF) que descompone el dióxido de carbono en materiales orgánicos inofensivos. Es como un proceso artificial de la fotosíntesis similar a la manera que las plantas convierten el dióxido de carbono (CO2) y la luz del sol en alimento. Pero en lugar de producir alimentos, el método de Uribe-Romo produce combustible solar.   

 Es algo que los científicos de todo el mundo han estado persiguiendo durante años, pero el reto es encontrar una forma de que la luz visible desencadene la transformación química. Los rayos ultravioletas tienen suficiente energía para permitir la reacción en materiales comunes como el dióxido de titanio, pero los UVs constituyen sólo el 4% de la luz que la Tierra recibe del Sol. La gama visible -las longitudes de onda violeta a roja- representan la mayoría de los rayos solares, pero hay pocos materiales que capturan estos colores claros para crear la reacción química que transforma el CO2 en combustible.

Los investigadores lo han probado con una variedad de materiales, pero los que pueden absorber la luz visible tienden a ser materiales raros y caros como el platino, renio e iridio que hacen que el proceso sea prohibitivo.


Uribe-Romo usó titanio, un metal común no tóxico, y agregó moléculas orgánicas que actúan como antenas de recolección de luz para ver si esa configuración funcionaría. Las moléculas ligeras de la antena recolectora, llamadas N-alquil-2-aminotereftalatos, se pueden diseñar para absorber colores específicos de la luz cuando se incorporan en el MOF. En este caso lo sincronizó con el color azul.


Su equipo montó un fotorreactor LED azul para probar la hipótesis. Las cantidades medidas de dióxido de carbono fueron alimentadas lentamente en el fotorreactor -un cilindro azul brillante que se parece a una cama de bronceado- para ver si la reacción ocurriría. La luz azul brillante provenía de tiras de luces LED dentro de la cámara del cilindro e imitaba la longitud de onda azul del sol.

Funcionó y la reacción química transformó el CO2 en dos formas reducidas de carbono, formiato y formamidas (dos tipos de combustible solar) y en el proceso se produjo la limpieza del aire.

Se consigue separar y controlar fluidos mezclados en agua usando sólo luz




Un nuevo sistema desarrollado por ingenieros en el Instituto de Tecnología de Massachusetts podría permitir controlar la forma en que el agua se mueve sobre una superficie, utilizando sólo la luz.

   Este avance puede abrir la puerta a tecnologías como dispositivos de diagnóstico microfluídico cuyos canales y válvulas podrían ser reprogramados sobre la marcha, o sistemas de campo que podrían separar el agua del petróleo en una plataforma de perforación, dicen los investigadores.

   El sistema, publicado en la revista Nature Communications, fue desarrollado por un equipo liderador por el profesor asociado de ingeniería mecánica Kripa Varanasi.


El objetivo inicial del proyecto era encontrar formas de separar el petróleo del agua, por ejemplo, para tratar la espumosa mezcla de agua salada y petróleo crudo producida en ciertos pozos petroleros. Cuanto más se mezclan estas mezclas - cuanto más finas sean las gotitas - más difícil será separarlas. A veces se utilizan métodos electrostáticos, pero éstos requieren mucha energía y no funcionan cuando el agua es muy salina, como suele ser el caso. En cambio, el equipo exploró el uso de superficies "fotorreactivas", cuyas respuestas al agua pueden ser alteradas por la exposición a la luz.

   Al crear superficies cuyas interacciones con el agua -una propiedad conocida como humectabilidad- podrían ser activadas por la luz, los investigadores descubrieron que podrían separar directamente el aceite del agua causando que las gotitas individuales de agua se unieran y se extendieran por la superficie. Cuanto más se fusionan las gotitas de agua, más se separan del aceite.


Los materiales fotosensibles han sido ampliamente estudiados y utilizados; Un ejemplo es el ingrediente activo en la mayoría de los filtros solares, dióxido de titanio, también conocido como titania. Pero la mayoría de estos materiales, incluida la titania, responden principalmente a la luz ultravioleta y casi nada a la luz visible. Sin embargo, sólo alrededor del 5 por ciento de la luz solar está en el rango ultravioleta. Así que los investigadores descubrieron una manera de tratar la superficie de titania para que sea sensible a la luz visible.

   Lo hicieron utilizando primero una técnica de deposición capa por capa para construir una película de partículas de titania unidas a polímero sobre una capa de vidrio. Luego se recubrieron el material con un simple tinte orgánico.

   La superficie resultante resultó ser muy sensible a la luz visible, produciendo un cambio en la humectabilidad cuando se expone a la luz solar que es mucho mayor que la de la propia titania. Cuando se activaba por la luz del sol, el material demostró ser muy eficaz en "desmulsionar" la mezcla de aceite y agua, consiguiendo que el agua y el aceite se separaran entre sí.

   "Nos inspiró el trabajo en fotovoltaica, donde la sensibilización de tinte se utilizó para mejorar la eficiencia de absorción de la radiación solar", dice en un comunicado Varansi. "El acoplamiento del colorante a las partículas de titania permite la generación de portadores de carga a la iluminación de la luz, lo que crea una diferencia de potencial eléctrico que se establece entre la superficie y el líquido tras la iluminación y conduce a un cambio en las propiedades humectantes".

   "El agua salina se extiende en nuestra superficie bajo iluminación, pero el petróleo no lo hace", dice Gibum Kwon, miembro del equipo y ahora profesor asistente en la Universidad de Kansas. "Encontramos que prácticamente toda el agua de mar se extenderá en la superficie y se separará del crudo, bajo luz visible".

   El mismo efecto también podría ser utilizado para impulsar gotitas de agua a través de una superficie, como el equipo demostró en una serie de experimentos. Mediante el cambio selectivo de la humectabilidad del material usando un haz de luz móvil, una gotita puede dirigirse hacia el área más mojable, impulsándola en cualquier dirección deseada con gran precisión. Tales sistemas podrían diseñarse para fabricar dispositivos microfluídicos sin límites o estructuras integrados. El movimiento del líquido - por ejemplo una muestra de sangre en un laboratorio de diagnóstico sobre un chip - estaría completamente controlado por el patrón de iluminación proyectado sobre él.

   "Al estudiar sistemáticamente la relación entre los niveles de energía del colorante y la humectabilidad del líquido en contacto, hemos creado un marco para el diseño de estos sistemas de manipulación de líquidos guiados por luz", dice Varanasi. "Al elegir el tipo de tinte adecuado, podemos crear un cambio significativo en la dinámica de las gotitas. Es un movimiento inducido por la luz - un movimiento sin contacto de las gotitas".

   La humectabilidad conmutable de estas superficies tiene otro beneficio: pueden ser en gran medida autolimpiantes. Cuando la superficie se cambia de atrayente de agua (hidrófilo) a repelente de agua (hidrófobo), cualquier agua en la superficie se expulsa, llevando consigo cualquier contaminante que se haya acumulado.

   Dado que el efecto fotorreactivo se basa en el revestimiento de tinte, puede ajustarse muy bien seleccionando entre los miles de tintes orgánicos disponibles. Todos los materiales involucrados en el proceso son ampliamente disponibles y de bajo costo, y los procesos para logarlos son comunes.



jueves, 24 de noviembre de 2016

Tesla consigue alimentar una isla entera solo con energía solar



En su objetivo de seguir sorprendiéndonos y revolucionando nuestra sociedad, Elon Musk ha ido un paso más allá. Tras la aprobación de compra de SolarCity por parte de Tesla, su compañía ha decidido celebrarlo de una manera bastante particular y reivindicativa: alimentando una isla entera con su energía. Como lees. El escenario elegido para ello ha sido la isla de Ta'u en Samoa Americana (un territorio no incorporado de Estados Unidos localizado en el océano Pacífico sur), donde se ha instalado todo un entramado de paneles solares (5.328 unidades para ser exactos) y baterías de almacenamiento (60) capaces de ofrecer el 100% de la energía necesaria para sus 600 residentes.


Hasta la fecha, la isla vivía gracias a generadores diesel, consumiendo más de 415.000 litros al año necesarios para mantener la red eléctrica del territorio -y eso sin hablar de los costes de transporte y distribución. Ahora este combustible ha sido sustituido por energía 100% renovable, demostrando con ello los potenciales beneficios de este tipo de recursos (y lo bien que los gestiona SolarCity/Tesla, por supuesto). De igual forma, es una buena manera de mostrar a todos lo bien que se ha actuado con esta inversión, ya que, como bien recuerda The Verge, la compañía de energía solar cuenta con una deuda de miles de millones que Tesla ha absorbido al comprarla.



En cuanto a la instalación, apoyada por las autoridades de la isla, la Agencia de Protección Medioambiental y el Departamento de Interior, su entramado de placas y sus unidades Powerpacks permitirá a la isla sobrevivir tres días completos sin luz solar, siendo el tiempo necesario para la carga completa del sistema de siete horas. Todos los locales, centros públicos (incluidos hospitales) funcionan ya gracias a esta nueva fuente de energía. "Esto es parte de la historia. Este proyecto ayudará a disminuir la huella de carbono en el mundo", apunta un residente local, quien asegura además que cuando se vive en sitios así, se ve y sufre mucho antes el calentamiento global. Esperemos que otras regiones tomen ejemplo y este sea solo el comienzo de un gran cambio.


domingo, 8 de febrero de 2015

La NASA consigue el presupuesto para cumplir su sueño 'europeo'


Los 18.500 millones de dólares que recibirá la NASA el año siguiente permitirán lanzar finalmente un proyecto de investigación de Europa sobre el terreno, informa 'The Washington Post'.

"Este presupuesto era la pieza fundamental que nos faltaba para que la misión pudiera seguir adelante", dijo Casey Dreier, el director de la organización sin ánimo de lucro Planetary Society, citado por Wired. 

Europa es una de las 60 lunas que orbitan alrededor de Júpiter. Este cuerpo celeste posee agua en forma líquida. Hay un enorme océano debajo de una corteza de hielo que podría tener más agua que todos los océanos de la Tierra.


domingo, 26 de octubre de 2014

Un médico británico consigue que un paciente con parálisis vuelva a caminar


El neurobiólogo británico Geoffrey Raisman ha conseguido que un paciente con parálisis por daños en la médula espinal pueda volver a caminar con ayuda de un andador, informa ‘The Guardian’. Su tratamiento se basó en el uso de unas células del bulbo olfativo del paciente que tienen poder regenerador para reparar los nervios afectados.

"Hay aún un largo trayecto por delante y años de experimentaciones, cinco en el mejor de los casos", advirtió el médico, que pidió a las familias de los pacientes tener "paciencia y esperanza".

sábado, 18 de octubre de 2014

Un hombre consigue mantener un distrito de Sierra Leona libre de ébola


El éxito de Koinadugu, uno de los doce distritos de Sierra Leona, al norte del país, se debe a la iniciativa de un hombre que decidió mantener su hogar libre de ébola, informa 'The Washington Post'.

La única región en Sierra Leona al margen del ébola se encuentra en una zona montañosa al norte y limita con Guinea, donde comenzó el actual brote. Koinadugu, con una población de 265.000 habitantes, depende de la agricultura y está rodeado de distritos con cientos de casos de ébola. 

El éxito de Koinadugu no ha sido accidental, sino fruto de un arduo trabajo para prevenir la propagación de la enfermedad, y que ha tenido que recurrir a medidas severas de la mano de Momoh Konte.


Konte, de 43 años de edad, creció en la ciudad de Kabala, capital de ese distrito, pero inmigró a EE.UU. para realizar estudios universitarios y ahora dirige una empresa de consultoría económica con oficinas en varios países africanos.

Cuando estalló el brote de ébola en Sierra Leona, el empresario empezó a buscar la forma de ayudar a la región que lo vio crecer. Estaba convencido de que el gobierno nacional y los respectivos organismos internacionales no estaban haciendo lo suficiente para combatir la epidemia.

Konte prácticamente no sabía nada sobre el virus y solo entendía que se propagaba por contacto directo con fluidos corporales de una persona infectada, así que se centró en la forma de limitar la exposición y desplazamiento de la población.

"Este virus no está matando a la gente rica, no está matando a la gente de clase media, está matando a la gente pobre que se traslada de un lugar a otro en busca de trabajo o algo para comer", dijo Momoh.

Partiendo de estas conclusiones en junio pasado viajó a Koinadugu con galones de cloro para la desinfección y miles de pares de guantes de goma y mascarillas. Además donó 10 millones de leones (alrededor de 2.300 dólares) al distrito para la lucha contra el ébola y se comprometió a realizar  una donación similar mensualmente durante un año. No es una gran suma, pero ha ayudado a mantener a raya al virus.

Lo más difícil del plan, cuenta, era establecer un cordón alrededor del distrito y restringir el ingreso o salida de sus habitantes. Los accidentes geográficos de la región ayudaron a concretar el objetivo, pero también los puestos de control, donde los guardias están armados con termómetros corporales, soluciones de cloro en agua y un sistema de pases que controla el desplazamiento de sus habitantes, mientras que los foráneos pueden ingresar al distrito solo bajo responsabilidad de un lugareño.

En un principio los agricultores y la población en general rechazaron enérgicamente estas medidas, aunque al final entendieron que los cambios eran necesarios. 

El plan de Konte también estaba dirigido a los curanderos, a quienes se les entregó una suma de dinero y se les rogó que no atendieran a personas que presenten posibles síntomas de ébola. Precisamente los primeros casos de ébola en Sierra Leona se presentaron luego de la muerte de un curandero.

"Teníamos que prestar una atención especial a los curanderos. Son populares y la gente confía en ellos. Un curandero infectado de ébola sería desastroso, ya que acabaría con nuestra comunidad", dijo el empresario.