Brillantez ambiental

Una de las tecnologías alternas que han estado tomando mucho más fuerza en el área de la electrónica son los "Organic Light Emitting Diode" o mejor conocidos como los OLED's. Como su nombre lo dice estos dispositivos son capaces de emitir luz al aplicarles un voltaje, la principal diferencia de los OLED's respecto a los LED's comunes y corrientes, es que estos están construidos a partir de compuestos orgánicos (carbono).

La idea de los OLED's surge en la década de los 70's, cuando los científicos Shiraka, Mac Diarmid y Heeger (premios Nobel de química en el año 2000) descubrieron que los polímeros podían conducir la electricidad al ser mezclados con otras sustancias, como los halógenos (flúor, yodo, bromo, cloro, etc).

Una vez descubiertos estos polímeros conductores, sus aplicaciones fueron fáciles de ver, digo tener un plástico que pueda conducir la electricidad... ¡genial! ¡ahora a rehacer todos los dispositivo eléctricos pero esta vez con plásticos!

Claro, esto no es tan sencillo como suena, se requieren de varios años de investigación, paciencia, cerebros quemados y me imagino que mucho whisky. Fue en 1987 cuando investigadores de Kodak lograron crear un maravilloso OLED de luz verde, iniciando una nueva guerra entre lo orgánico y lo inorgánico.

La estructura de un OLED es relativamente simple, se requiere de un cátodo y un ánodo que comúnmente estos están formados por indio-óxido de estaño, la parte orgánica se enfoca en el material que emite y en el material que conduce,  la capa que emite está formada por polímeros orgánicos surfactantes, mientras que la capa que conduce puede estar hecha a partir de polímeros fluorocarbonados. Finalmente se encuentra el sustrato que sirve para proteger todo ese menjurje, normalmente se utiliza plástico protector. 

Ahora, las ventajas que nos dan los OLED's sobre los LED's son considerables, aunque hay que recordar que todo depende desde donde lo miremos.  Por ejemplo en el caso de los LED's es preferible que se usen en sistemas ópticos de precisión o lugares donde se utiliza la luz natural, en cambio los OLED's funcionan mejor con fuentes de luz artificial.

Quizás las ventajas más apreciadas de los OLED's son su flexibilidad, ligereza y delgadez. En el siguiente vídeo pueden ver una pantalla hecha a partir de estos increíbles dispositivos.



Otras ventajas más de los OLED's son sus eficiencias energéticas y los voltajes de operación que son comparables con los mejores LED's y a un costo menor. También se encuentra su mejor luminosidad y la facilidad de construirlos en grandes bloques, es decir una mejor escalabilidad; la mayoría de los OLED's tienen tiempos de vida mayores y consumen menos potencia. Y una de las ventajas más importantes (a mi punto de vista), es que pueden ser menos dañinos con el medio ambiente, en primera por su menor consumo de energía y en segunda porque son materiales orgánicos que comúnmente son más amistosos que los materiales inorgánicos.

El mundo de los OLED's es cada vez más inmenso, esto sólo fue una pequeña introducción a este nuevo dispositivo, si quieren saber más de los OLED's les recomiendo este libro de la universidad de Valladolid de dónde saqué la mayoría de mi información, aquí el link

El ancla de la precaución

En la entrada la idea a defender, mencioné una posible aplicación de las nanopartículas ZnO, que en ese caso especial se utilizaban para aumentar la eficiencia de una celda solar. 

Como era de esperarse, estas partículas pueden ser utilizadas para diferentes aplicaciones. En el caso de la industria de alimentos, estas nanopartículas se pueden utilizar para la conservación de los alimentos, también se ha documentado para la realización de sensores de dióxido de nitrógeno,  en el desarrollo de dispositivos piezoeléctricos, entre otras aplicaciones.

Sin embargo no todo es miel sobre hojuelas, una noticia de la revista mundo nano nos comenta sobre unos investigadores de la Universidad de Nanjing, donde descubrieron que las nanopartículas de óxido de zinc y óxido de titanio, perjudica crecimiento del trigo, por ende a su producción; y no sólo eso, también producen cambios encimáticos en el suelo, es decir se chingan al suelo. Esto en verdad resulta un problema si no se controla adecuadamente, tan sólo contando de los años 2001 al 2004, en México se producen alrededor de 16,410 toneladas de trigo (Hernández, 2006). ¡PREACAUCIÓN SEÑORES!

Retomando los principios de la nanotecnología verde (comentados en la entrada preparando motores), resulta ser que nos encontramos con una contradicción, por un lado las nanopartículas ZnO ayudan al medio ambiente por medio de energías alternativa; y del otro lado de la balanza pueden llegar a dañar al ambiente...¿Qué hacer? dudo que la respuesta sea dejar de producir estas nanopartículas, simplemente ser conscientes de los efectos que pueden llegar a tener y tomar la precauciones necesarias, como no producirlas cerca de campos de cultivos, entender el proceso de liberación de estas nanopartículas, los procesos de producción, en fin investigar cómo evitar que estas nanopartículas no produzcan daños al medio ambiente.

PD: Esta entrada fue patrocinada por el nuevo método de concentración que me enseñó el profesor Sergio, este método consistía en recrear en mi mente un momento muy bonito para mí y tratar de revivir las sensaciones, el ambiente, las personas, etc. que formaron ese momento especial para mí. Esta técnica realmente me sirvió para enfocarme y tratar de conseguir el tema del que iba a hablar, me anclo a un estado de relajación y concentración.

Referencias: 

Eber Medeiros, et al. "Zinc Oxide Nanoparticles: Synthesis, Antimicrobial Activity And Food Packaging Applications." Food & Bioprocess Technology 5.5 (2012): 1447-1464. Academic Search Complete. Web. 18 July 2012.


Aifan Chen, et al. "Synthesis Of Zno Nanorods And Its Application In NO2 Sensors." Sensors & Actuators B: Chemical 153.1 (2011): 110-116. Academic Search Complete. Web. 18 July 2012.

Hernández María. "La red de trigo del valle del Yaqui, Sonora: Estrategia de Comercialización". Tesis de Maestría. El Colegio de la Frontera Norte, 2006. Disponible en: http://docencia.colef.mx/system/files/Tesis%20MDR_Ma%20Leticia%20Hernández%20Hernández.pdf

Nanosoftware.exe

#include <stdio.h>
#include <nano.h>


int main() //Nanosoftware
{
int nano, thebest, thanks, intro;

scanf(nano);
for(nano=intro; ++nano)
{
printf(Siguiendo la última moda científica donde se utiliza el prefijo "nano" para toooodo aquello relacionado a la nanotecnología, cómo por ejemplo: nanoesferas, nanotubos, nanoresortes, nanoalambres, nanopartícula, nanoblablabla....bautizaré el término Nanosoftware, dícese de aquellos programas de computadora que sirven para simular aquellos procesos físicos o químicos que ocurren en la nanoescala (por cierto la definición es mía, así es que no recomiendo presumirla).) ;
}

if (nano=thanks);

{
printf(Debo agradecer al blog de Jessica, que gracias a su entrada me motivó a hablar  sobre lo que ha hecho la programación en pro de la nanotecnología. La entrada que logró captar mi atención fue la de "¿Alguna vez preguntamos quien inventó el lenguaje de programación C", que trata sobre el autor del famoso "hellow world" y también creador del lenguaje C, así es, hablo del señororon Dennis Ritchie.) ;
}

while(nano=thebest)
{
printf(Por lo que he investigado, pocos han sido los aventureros en este aspecto de los software para la nanotecnología, sin embargo, encontré un archivo llamado Programming Nanotechnology: Learning from Nature, donde comienzan a plantearse la idea de que en un futuro muy próximo, existirá la necesidad de crear programas que aporten simulaciones para algunos procesos nano. Aunque honestamente, opino que aún estamos un poco lejos de esto, ya que en primera instancia tendríamos que entender a la perfección este tipo de sucesos nanométricos y a partir de eso, comenzar a crear los algoritmos que dicten el funcionamiento del programa./n);

printf(Pero bueno, mi opinión ha valido un carajo, lo cual me alegra. Científicos de la NASA comenzaron a programar un software para analizar el comportamiento de los fullerenos, aún cuando está en fase de desarrollo es bastante increíble la osadía. Pero lo más emotivo del asunto es que parte de este software se basa en el lenguaje de programación que creo el extraordinario Dennis Ritchie./n) ;
//

                                                                               

//
printf(Una aplicación que se me ocurre para estos tipos de softwares, es la de poder conocer la toxicología de alguna nanopartícula, ya que en la actualidad esto representa un gran desafío para los nanotecnólogos y que mejor que apoyarnos en una herramienta de este estilo. La programación ha demostrado que puede desarrollar softwares para diferente áreas cómo en la electrónica, física o química; así es que no dudo que en unos 2 o 3 años ya veamos un software más completo y desarrollado para los planes maquiavélicos de la nanotecnología./n) ;

rerturn 0;
}

De la falacia al grafeno

Hace 2 años aproximadamente, Andre Geim y Konstantin Novoselov fueron galardonados con el premio Nobel de física gracias a su grandioso descubrimiento, el grafeno. 

Esta nueva forma alotrópica del carbono, así como el diamante o el grafito, tiene propiedades diferentes y únicas. De las cuales destacan su conductividad superior a la del silicio, pilar fundamental de la electrónica; así como su conductividad térmica, su ligereza y su dureza, que es 100 veces mayor a la del acero.

El descubrimiento del grafeno se dio en el año 2004, aunque la teoría de poder encontrar un material bidimensional hecho con carbono, surge en 1947 con el físico Philip Wallace con sus investigaciones acerca de las propiedades del grafito. 

Sin embargo, esto era una contradicción para los físicos Landau y Peierls, que en los años 1935-1937 sostenían que termodinámicamente era imposible encontrar una estructura cristalina bidimensional, debido a la inestabilidad en sus átomos. A partir de esto, a lo único que nos habíamos atrevido a hacer, era mencionar sólo un concepto sobre el grafeno, que surgió hasta 1980, aunque en un principio no se refería a lo que conocemos hoy como grafeno, sino a capas delgadas de grafito.

Lo increíble de esto es que 70 años tuvieron que pasar para demostrar que este material es posible de obtener, quizás muchos ni siquiera llegaron a intentarlo por sólo tener la perspectiva termodinámica o muchos otros que fallaron y sólo le dieron más razón a esta premisa, pero... ¿y la perspectiva de la física cuántica? ¿la química de los materiales? no quiero decir que la termodinámica se haya equivocado sino que lo que abarca, no es suficiente para explicar estos fenómenos.

Pienso que esto es un buen ejemplo a seguir para los que queramos ser futuros científicos, si algo me ha enseñado la ciencia es que todo depende de cual sea tu punto de referencia o contra que compares tus resultados o teorías. Nosotros vemos cómo se mueve el sol, pero para el sol, nosotros somos los que nos movemos.

Para los que quieran saber más sobre el grafeno les dejo esta entrevista por parte de la revista Quo al Dr. Gerardo García Naumis, investigador de la UNAM. Donde nos menciona algunas propiedades del grafeno, sus futuras aplicaciones y cómo vamos en México respecto a este tema.

Referencias:
Geim y Novoselov. "The Rise of Graphene". Manchester Centre for Mesocience and Nanotechnology. Disponible en: http://arxiv.org/pdf/cond-mat/0702595.pdf (Consulta: 15 de julio 2012)

La idea a defender

Algo que he observado y no sólo yo, seguramente también la mayoría de ustedes, es que en la última década los conceptos de sutentabilidad y medio ambiente han tenido un grado de importancia mucho mayor al que tenían en años anteriores. ¿Quién no ha oído a sus abuelos o padres decir que en "sus tiempos" el clima era más agradable, había más áreas verdes o había menos basura? Y a decir verdad, la mayoría de personas que nacimos en la decada de los 80's o 90's comenzamos a ver que esto es totalmente cierto y que cada vez empeora más.

Para dar solución a los problemas que afectan al medio ambiente, la ciencia y la tecnología no tardaron en hacer acto de prescencia. Una prueba clara es la creación de toda una área en las ciencias, conocida como energías sustentables, de las cuales destacan las celdas solares que gracias a su propiedad de generar energía eléctrica sin emitir gases que dañen al medio ambiente, son una solución alterna a las plantas eléctricas que funcionan con combustóleo (las cuales generan CO2). Desafortunadamente, aún el uso de celdas solares no es tan eficiente como el uso de una planta eléctrica.

Afortunadamente para eso está la nanotecnología, para poder dar soluciones a problemas que aún no se logran resolver (hay que recordar que a esta escala la materia tiene diferentes propiedades). Debemos enfocar parte de los objetivos de la nanotecnología a la procuración y el cuidado de nuestro medio ambiente y dicho y hecho, la nano ya está en eso.

Siguiendo la línea de las celdas solares, en el artículo "Energy Convertion: Nanosolar Cell" hacen mención al uso de nanoalambres de óxido de zinc( ZnO) , que son implantados en una celda solar. Esto hace que el rendimiento de la celda tenga un aumento considerable, lo que implica que se podrá genera una mayor energía eléctrica, generando a su vez menos CO2. En la siguiente imagen se muestran los datos de absrobancia que se obtienen con los nanorods de ZnO, comparados con los datos de una celda de silicio.

Recientemente en el 5to. Encuentro Internacional e Interdisciplinario en Nanciencia y Nanotecnología NANOMEX 12, durante la plenaria 13, el Dr. Sergio Fuentes Moyado nos menciona como a partir de catalizadores nanoestructurado (Paladio y Co(Ni)Mo) es posible reducir contaminantes atmosféricos como los hidrocarburos (HC), CO2, SO2 y NOx. Esto es un golpe muy positivo en contra del calentamiento global, ya que todos estos contaminantes contribuyen al efecto invernadero. Les dejo este vídeo donde el Dr. Funtes explica un poco sobre la nanotecnologia y su importancia en el desarrollo de las nuevas tecnologías.

Quizás sólo he dado dos aplicaciones (además de las anteriores que he puesto en el blog) de la nano en el medio ambiente, pero cada vez me convensco más de que la nanotecnología puede llegar a ser una herramienta fundamental en el desarrollo de energías sostenibles, la batalla contra el calentamiento global, purificación de aguas residuales, en fin cada vez les demostraré más y más el importante rol que la nano tendrá en los años venideros.

Referencia.
Yahaya, Muhammad, Yap Chi Chin, and Muhamad Mat Salleh. "Energy Conversion: Nano Solar Cell." AIP Conference Proceedings 1169.1 (2009): 32-37. Academic Search Complete. Web. 11 July 2012.

Preparando Motores

"No se trata pues de estudiar a la naturaleza a través de la ciencia, se trata de crear naturaleza."

María del Carmén Hernández Moreno.

Efectivamente, no hay mejores palabras para describir el objetivo de la nanotecnología, hemos llegado a una era donde el conocimiento y los instrumentos nos permiten aceverar tal premisa. Aunque no es sencillo y ni tan cotidiano como uno quisiera, comenzamos a dar los primeros pasos de lo que se dice una nueva revolución tecnológica.

Uno de los documentos que definitivamente va a influenciar más este ensayo y el blog es "The Road to the Green Nanotechnology", a pesar de que no habla mucho sobre ejemplos en si claros y concisos, nos da una pequeña introducción a lo que puede hacer la nanotecnología respecto al tema del medio ambiente, donde nos menciona que la Nanotecnología Verde (Green Nanotechnology) se plantea dos metas: producir nanomateriales sin dañar el medio ambiente o la salud humana; y producir nanomateriales para dar solución a los desafíos ambientales. Esta última meta opino que se puede dar una manera directa e indirecta, la manera indirecta sucede cuando se mejora un proceso que al final repercute en el medio ambiente y la manera directa cuando creas nanotecnología con el único propósito de lograr un desafío ambiental.

Un ejemplo de manera indirecta sería el perfeccionamiento de una pila de litio, investigadores de Stanford descubrieron que, al sustituir el carbón que se encuentra en el ánodo por nanoalambres de silicio, la pila aumenta su nivel de carga 10 veces más de lo que originalmente cargaba. Esto aún no nos dice exactamente en como ayuda al medio ambiente, pues es muy sencillo encontrar la relación. Resulta que los carros eléctricos necesitan de pilas enormes para que tengan un funcionamiento adecuado, ahora si tu mejoras la pila de los carros, puedes mejorar el rendimiento de estos, a tal grado que funcionen igual o casi igual que un carro con un motor de combustión interna, que cómo la mayoría ya sabe, son unas de las principales fuentes de CO2 en nuestro planeta. Y he ahí la manera indirecta de ayudar al medio ambiente, como a partir de la creación de una pila más eficiente, combates las emiciones de CO2 que provocan el calentamiento global, que a su vez causa cambios climáticos que dañan a muchos ecosistemas.

Ahora bien, la directa es algo más obvio, crear un nanomaterial con el objetivo principal de ayudar al medio ambiente, un ejemplo muy explicativo nos los da este artículo extraído de nanowerk, donde nos muestra que a partir de nanosprings podemos transformar el CO2 en otras sustancias como el metanol, formaldehído, ácido fórmico y metano. Todos estos productos pueden ser reusados en diferentes sectores de la industria química ¡Impresionante!.

Como pueden observar estas investigaciones que he realizado me han servido para delimitar el tema y de paso encontrar una buena justificación y definición, sobre lo que es la nanotecnología verde. Estoy bien ubicado y ahora sólo falta buscar más aplicaciones y quizás también hablar de los riesgos de la nanotecnología, digo no todo es miel sobre ojuelas. Tengo que ser una persona crítica y objetiva durante el ensayo y durante el blog, también llegara el momento en que ataque a la nanotecnología.


Refrencias:

Karn, Barbara. "The Road To Green Nanotechnology." Journal Of Industrial Ecology 12.3 (2008): 263-266. Academic Search Complete. Web. 5 July 2012.


Wickson, Fern, Khara Grieger, and Anders Baun. "Nature And Nanotechnology: Science, Ideology And Policy." International Journal Of Emerging Technologies & Society 8.1 (2010): 5-23. Academic Search Complete. Web. 5 July 2012.

del Carmen Hernández Moreno, María. "Nanotecnologías Y Sus Implicaciones Económicas Y Socioambientales. (Spanish)." Estudios Sociales: Revista De Investigación Científica 17.34 (2009): 181-183. Academic Search Complete. Web. 5 July 2012.

¡Pero qué chulada!

Sólo bastaron 2 palabras para hacer funcionar este Ferrari: "Nanotechnology" y "Environment". Y en menos de dos segundo sentí que ya casi tenía el ensayo, increíble ¿no?. Encontré tres documentos en los que se podría decir que plasmaron mi opinión sobre la nanotecnología y la naturaleza, uno de ellos un artículo mexicano títulado "Nanotecnologías y Sus Implicaciones Económicas y Ambientales" donde la autora representa algunas idea que ya tenía en mente: la nanotecnología puede crear a la naturaleza, realmente me sentí identificado con este artículo.

Los otros dos documentos se encontraban en inglés, uno se llamaba "The Road To Green Nanotechnology." Este documento también nos mencionan algo así como las verdaderas metas de la nanotecnología en lo que respecta al medio ambiente. En el segundo artículo "Nature And Nanotechnology: Science, Ideology And Policy." nos comentan de 9 principios en como la nanotegnologìa se relaciona con la naturaleza dentro de una sociedad, mi problema con este artículo es mi nivel de inglés, siento que me quedo corto para entender la mayoría de las ideas.

Empiezo a arrepentirme de haber tomado este curso en verano, definitivamente no se los recomiendo a los futuros alumnos del profe Sergio. Para esta materia se necesita tiempo, tiempo para sentarte, poner música "suavecita" (un buen blues por ejemplo, Sr. B.B. King haga su magia), una copita de whisky y leer traaaaanquila y detenidamente.....desafortunadamente, esto no es así, tengo un /$%& de tarea, estoy sentado en una posición incómoda, no hay música, Peña "ganó" y lo más importante de todo, no tengo whisky.

Dejando a parte esta pequeña crítica a mi escasez de tiempo, siento que he encontrado dos formas de conocimiento: una no muy formal e inclusive hasta informal (Stumble, TED, Redes y muyinteresante) y uno estrictamente muy formal (CIRIA). Ambos son perfectos para la ocasión, algunos conocimientos serán para este blog y otros para mi ensayo final, cabe destacar que los conocimientos obtenidos del CIRIA son más completos y complejos de entender, por lo tanto hay más riesgo de aburrir a mis lectores.

Cada vez la materia se pone más entretenida e interesante, ya hasta me da miedo pensar en lo que sabré mañana. Realmente estoy muy entusiasmado ¡y todavía me faltan checar las tésis! bueno, sin más que aportar a esta entrada...

Adiós! tengo un whisky que comprar.

PD: He aquí al maestro B.B. King