Arxiu de la categoria: Materials

Un any més participant al curs per profes “L’experimentació en les classes de ciències”

Publicat el per
Respon

Aquest matí, amb en Josep Duran, hem participat al curs d’estiu L’experimentació en les classes de ciències. Un any més, com a formadors, participem en aquest curs organitzat per la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació  (FCRi) i reconeguts pel Departament d’Ensenyament de la Generalitat de Catalunya. Els diversos cursos estan tenint lloc a Castelldefels, Barcelona, Girona, Lleida, Tarragona, Terrassa i Vic.

Amb Josep Duran hem ofert el “Taller d’experiments senzills i atractius de química” als profes d’ESO i Batxillerat.

Per a nosaltres sempre és una experiència molt gratificant i el fet de seguir establint ponts entre la Universitat i les instituts iles escoles durant l’estiu és molt interessant.

És fantàstic veure profes formant-se en ple estiu 🙂

Referències i més info:

Superconductors, The Royal Institution i trens que leviten

Publicat el per
Respon

YBCOEn alguna ocasió hem parlat dels superconductors. La superconductivitat és un fenomen que m’apassiona. Coneixem metalls que poden presentar superconductivitat a temperatures molt baixes. Ara bé, també coneixem materials ceràmics que presenten aquesta propietat a temperatures “relativament altes”. És el cas del YBa2Cu3O7, conegut popularment com a YBCO, el qual per sota d’uns 90K -al voltant dels -183 ºC-  (la seva temperatura crítica, Tc) esdevé una ceràmica superconductora.

Imant cúbic levitant sobre ceràmica superconductora tipus YBCO refrigerada en nitrogen líquid. Foto vaig poder fer el febrer de 2011 durant una de les nostres demostracions a un institut.

RiDe manera que una peça de ceràmica tipus YBCO, refrigerada sota nitrogen líquid, presenta aquestes sorprenents propietats superconductores, entre les quals destaca (sense deixar de banda la resistència elèctrica nula, la qual podria arribar a ser una de les solucions a les pèrdues energètiques que patim amb el filat de coure, per exemple) l’efecte Meissner o d’exclusió d’un camp magnètic. Al col·locar un imant sobre el material superconductor podem observar que el primer levita i gira lliurement, sobre la peça ceràmica, sense cap més resistència que la de l’aire. I, precisament aquí volia arribar, ja que lluny dels vídeos casolans i de poca qualitat que puc gravar al laboratori, com el següent que vaig gravar el setembre de 2008 (aviat farà 5 anys), abans d’ahir vaig descobrir un fantàstic vídeo editat pel Ri Channel de The Royal Institution; juntament amb The Royal Society, una de les grans institucions científiques de la Gran Bretanya que he descobert, i hi he aprofundit, durant la meva estada de recerca a la University of Nottingham.

Es tracta d’un petit automòbil (que conté una peça de ceràmica tipus YBCO refrigerada amb N2 líquid) que levita sobre una via en forma de Möbius (la cinta cíclica d’una sola cara) formada per petits imants. És una divertida versió maqueta de trens reals, que transporten passatgers tot levitant sobre la via i, per tant, estalviant-se la fricció entre aquesta i unes rodes, com per exemple el Transrapid Maglev de Shangai.

Referències i més info:

Fils de plàstic per a la conducció elèctrica?

Publicat el per
2

Darrerament s’està parlant molt d’al·lòtrops del carboni, com són els nanotubs o bé el mateix grafè, com a substituts més eficients que el coure en la conducció elèctrica, però m’acaba d’arribar un article a les mans que m’ha sorprès considerant el plàstic.

Sota el títol Light-triggered self-construction of supramolecular organic nanowires as metallic interconnects, el passat 22 d’abril de 2012 va ésser publicat a Nature Chemistry el paper que reflecteix la recerca d’investigadors de la CNRS i la Université de Strasbourg, encapçalats per Nicolas Giuseppone i Bernard Doudin, els quals han aconseguit la síntesi de nanofibres de plàstic, de només pocs nanòmetres de gruix, que s’autoassemblen i són altament conductores.

Respecte el coure, aquetses fibres són més flexibles i respecte els nanotubs de carboni, més barates. En definitiva, podrien revolucionar els materials usats en la fabricació de pantalles tàctils o cèl·lules fotovoltaiques i, globalment, als mètodes de conducció de l’energia elèctrica.

Referències i més info:

Magnetita i nanotecnologia. Novetats en química dels materials

Publicat el per
Respon

Recordo, amb il·lusió, la primera vegada que vaig sintetitzar magnetita (Fe3O4) al laboratori i, amb ella, ferrofluid (en vaig parlar extensament en una entrada de 2009). Es tracta d’uns materials amb propietats magnètiques, els quals, davant d’un imant en moviment, presenten una resposta fascinant. En els seguents vídeos, que vaig gravar al laboratori fa gairebé 3 anys ho demostren.


Estic recordant aquests bons moments al laboratori gràcies a una notícia que acabo de llegir al web del CSIC, segons la qual un estudi liderat pel CSIC  ha demostrat que cristalls sinètics de magnetita amb un gruix d’ 1 nm encara conserven la seva imantació estable. La recerca ha comptat amb la col·laboració d’investigadors de la Universidad Complutense de Madrid, el Sincrotró de Trieste (Itàlia) i els Laboratoris Nacionals de Sandia (EUA).

Segons l’article, que ha estat publicat a la revista Physical Review B, es podria tractar de l’iman més prim estudiat fisn ara. Segons els investigadors que lideren l’estudi, el material tindria interès en camps com l’espinelectrònica. Es tracta d’una tecnologia relacionada amb els dispositius d’emmagatzematge massiu d’informació, l’ús de la magnetita en els quals requereix que aquesta sigui capaç de mantenir la seva imantació de forma estale en capes molt fines.

Referències:

Vidre net per sempre. Recerca en nous materials

Publicat el per
Respon

Superfície on tant les gotes d'aigua com les d'oli, reboten. © Science / Xu Deng – MPI for Polymer Research

Els que portem ulleres ho agrairíem i els qui a casa tenen grans vidrieres o tribunes, també. Investigadors de l’Institut Max Planck per a la Investigació de Polímers i la Universitat Tècnica de Darmstadt (ambdues d’Alemanya), han desenvolupat un vidre que no és mullat ni tacat per líquids hidrofílics ni lipofílics.

Els investigadors han desenvolupat un recobriment pel vidre, transparent, compost de silici fluorat. D’aquesta manera, amb composició similar al tefló (politetrafluoretilè), aquest recobriment per a vidre repeleix l’aigua i l’oli de forma semblant a com ho fa el recobriment interior de les paelles.

Referències i més info:

Nou material que presenta l’efecte barocalòric invers. Recerca catalana

Publicat el per
1

Sota el títol Inverse barocaloric effect in the giant magnetocaloric La–Fe–Si–Co compound  a la revista Nature Communications s’ha publicat un article on investigadors catalans descriuen un nou material que presenta l’efecte barocalòric invers a temperatura ambient. Aquest material es refreda quan se li aplica pressió, al contrari del que succeeix en la majoria de materials.

Nou material que presenta l’efecte barocalòric invers a temperatura ambient.

El passat 20 de desembre es va publicar a la versió digital de la revista Nature Communications, un treball liderat per la Universitat de Barcelona (UB) i en el qual ha participat un grup de recerca de la Universitat Politècnica de Catalunya. BarcelonaTech (UPC), sobre aquest nou material que presenta l’efecte barocalòric invers a temperatura ambient. En el treball, dut a terme en el marc del Barcelona Knowledge Campus (BKC), també hi han participat investigadors de la Universitat Duisburg-Essen(Alemanya) i de l’Indian Association for the Cultivation of Science.

La recerca de materials amb propietats calòriques a temperatura ambient és un dels camins que s’estan explorant per desenvolupar nous sistemes de refrigeració per a aquestes temperatures.

El material desenvolupat és un compost intermetàl·lic de La-Fe-Si-Co, del grup dels anomenats magnetocalòrics, que canvien de temperatura amb l’aplicació d’un camp magnètic extern. Aquests materials són considerats els més prometedors, per les seves característiques, com a possibles materials refrigerants.

L’efecte barocalòric invers és degut a que el material, per sota d’una determinada temperatura, experimenta una transició de fase que comporta canvis estructurals i de les propietats magnètiques, fruit d’un acoblament magneto-estructural important. Recentment, també s’ha proposat la possibilitat d’utilitzar materials com aquest, amb canvis simultanis d’imantació i estructura, per a dispositius de recuperació d’energia (energy harvesting).

Referències:

Nou material súper-negre. Protecció solar amb capa de nanotubs de carboni

Publicat el per
Respon

Científics i enginyers de la NASA han sintetitzat un nou material que absorveix, de mitjana, més d’un 99 % de la radiació ultraviolada, visible i infraroja. L’interès d’aquesta recerc, per a la National Aeronautics and Space Administration, és el de dissenyar materials per a instruments involucrats en viatges espacials.

Aquest material està basat en nanotubs de carboni sobre una base de silici, nitrur de silici, titani o acer inoxidable.

The team has grown the nanotubes on silicon, silicon nitride, titanium, and stainless steel, materials commonly used in space-based scientific instruments. (To grow carbon nanotubes, Goddard technologist Stephanie Getty applies a catalyst layer of iron to an underlayer on silicon, titanium, and other materials. She then heats the material in an oven to about 1,382 degrees Fahrenheit. While heating, the material is bathed in carbon-containing feedstock gas.)

Veiem un revestiment de nanotubs de carboni, adherits sobre una base de silici, una porció circular de la qual s'ha retirat per poder veure bé els perfils dels nanotubs (filaments verticals). La imatge em fa pensar en un camp de blat on s'hi ha segat una circumferència del cereal (com a les aparicions americanes...). Imatge: Stephanie Getty, NASA Goddard.

omo sólo una pequeña fracción de la luz se refleja hacia fuera de la capa hecha de este singular material, el ojo humano y los detectores sensibles ven el material como negro, y por ello no interfiere con la luz cósmica que se pretende captar.

Com que només una petita fracció de la radiació electromagnètica (en les freqüències indicades a dalt) és reflexada, aquest material, davant de l’ull humà, és absolutament negre, per tant, per exemple, no interfereix amb la radiació còsmica si és que aquesta es vol captar.

“The reflectance tests showed that our team had extended by 50 times the range of the material’s absorption capabilities. Though other researchers are reporting near-perfect absorption levels mainly in the ultraviolet and visible, our material is darn near perfect across multiple wavelength bands, from the ultraviolet to the far infrared,” Hagopian said. “No one else has achieved this milestone yet”.

Referències i més info a:

Administració de fàrmacs amb microagulles de seda. Adéu al dolor

Publicat el per
Respon

Pegats de microagulles. © Adv. Funct. Mater.

Investigadors dels EEUU han desenvolupat un nou sistema de subministrament de fàrmacs a través de la pell amb seda, el qual redueix el dolor i augmenta l’eficàcia.

Es tracta d’un sistema de microagulles, l’alternativa a les agulles hipodèrmiques,  les quals es col·loquen sobre la pell mitjançant un pegat. Per tant, permeten l’autoadministració i, com que no arriben als receptors del dolor, no fan mal.

Fins ara, els sistemes de microagulles dissenyats tenien limitacions, com ara en la precisió del control d’alliberament del fàrmac o en l’aparició d’infeccions locals, degudes als materials emprats (cel·lulosa i polimers sintètics). Ara, David Kaplan, Omenetto Fiorenzo i els seus col·legues de la Universitat de Tufts han desenvolupat unes microagulles amb fibroïna de seda, una proteïna que es troba en la seda, la qual que presenta una solució multifuncional per superar les limitacions anteriors. Les microagulles seda són biocompatibles i degradables, poden incorporar, emmagatzemar i alliberar fàrmacs de forma sensiblement controlada i, fins i tot, poden incloure antibiòtics per prevenir infeccions de la pell.