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TENDENCIAS TEGNOLÓGICAS
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MATERIA
INFORMÁTICA APLICADA I
PROYECTO FINAL
Revista de Tendencias de Ciencia y Tecnología
Profesor: Dr. José Benito Franco Urrea.
Cd. Obregón, Son a 08 de Diciembre de 2014
EJEMPLO
Crean un 'papel' de plástico o vidrio que se puede reutilizar
hasta 20 veces.
Utiliza reacciones de reducción y
oxidación, y las impresiones duran tres
días a temperatura ambiente.
Investigadores de Estados Unidos han
desarrollado un 'papel' de plástico o
vidrio que se puede reescribir y
borrar hasta 20 veces. Mediante
reacciones de reducción, se pueden
imprimir en él textos que duran hasta
tres días a temperatura ambiente, un
tiempo suficiente para leer un
periódico, por ejemplo. La oxidación
producida por el aire va borrando la
impresión, más rápido cuanto mayor
sea la temperatura.
"Los principios de la física, hasta donde yo sé, no dicen
nada contra la posibilidad de manipular las cosas átomo
a átomo. No es un intento de violar ninguna ley; es algo
que en principio se puede hacer; pero en la práctica no
se ha hecho porque somos demasiado grandes."
(Richard P. Feynman). Fuente: Yin Lan/UC Riverside.
Las ingentes cantidades de papel y
cartuchos de tinta que se consumen en
todo el mundo, un verdadero problema
ambiental, podrían reducirse si se
implanta una nueva tecnología
desarrollada por químicos de la
Universidad de California en Riverside
(EE UU).
Los científicos han encontrado una
forma original de reescribir y borrar
hasta 20 veces sobre un mismo
sustrato. En concreto, se trata de
un papel de plástico o vidrio coloreado
con un tinte químico muy corriente: los
indicadores redox, que varían de color
por reacciones de reducción y oxidación
(de ahí su nombre).
La impresión se consigue colocando el
papel tintado (puede ser azul, rojo o
verde) sobre una placa en la que está
escrito un texto patrón. Después se
aplica luz ultravioleta, que decolora y
reduce todo el colorante del papel,
excepto las partes que constituyen las
letras o las imágenes.
Finalmente, por simple calentamiento, el
material recupera su color original por
una reacción de oxidación con el
oxígeno ambiente. Cuando se calienta a
115 ºC se acelera la reacción de tal
forma que el proceso de borrado se
completa en menos de 10 minutos.
"Las letras impresas permanecen
legibles en alta resolución en
condiciones ambientales durante unos
tres días, un tiempo suficiente para
aplicaciones prácticas como leer un
periódico", explica en la nota de prensa
de la universidad, recogida por Sinc,
Yadong Yin, coordinador de la
investigación y autor principal del
trabajo, que publica esta semana la
revista Nature Communications.
Los investigadores ya han patentado su
tecnología, que incluye el uso de
nanocristales de titanio como
catalizadores y de celulosa como
espesante en los tintes. Su objetivo
ahora es que los textos se vean bien
durante mucho más de tres días y se
puedan escribir y borrar hasta 100
veces, lo que ahorraría costes.
"Nuestro papel reescribible es sencillo
de fabricar, tiene unos gastos de
producción reducidos, baja toxicidad y
requiere poca energía", destaca Yin,
que concluye: “Es una alternativa
atractiva frente al papel corriente, ya
que ayuda a cumplir con las cada día
mayores exigencias mundiales hacia la
sostenibilidad y la conservación del
medio ambiente".
"Las letras impresas permanecen
legibles en alta resolución en
condiciones ambientales durante unos
tres días, un tiempo suficiente para
aplicaciones prácticas como leer un
periódico", explica en la nota de prensa
de la universidad, recogida por Sinc,
Yadong Yin, coordinador de la
investigación y autor principal del
trabajo, que publica esta semana la
revista Nature Communications.
Los investigadores ya han patentado su
tecnología, que incluye el uso de
nanocristales de titanio como
catalizadores y de celulosa como
espesante en los tintes. Su objetivo
ahora es que los textos se vean bien
durante mucho más de tres días y se
puedan escribir y borrar hasta 100
veces, lo que ahorraría costes.
"Nuestro papel reescribible es sencillo
de fabricar, tiene unos gastos de
producción reducidos, baja toxicidad y
requiere poca energía", destaca Yin,
que concluye: “Es una alternativa
atractiva frente al papel corriente, ya
que ayuda a cumplir con las cada día
mayores exigencias mundiales hacia la
sostenibilidad y la conservación del
medio ambiente".
Referencia bibliográfica:
Wenshou Wang, Ning Xie, Le He y Yadong
Yin: Photocatalytic colour switching of redox dyes for
ink-free light-printable rewritable paper. Nature
Communications (2014).
doi:10.1038/ncomms6459
Crean baterías de papel que se
recargan al entrar en contacto con
un líquido Se pueden incorporar a los tests de
embarazo o de glucosa para que estos
no precisen de una fuente de energía
externa.
Investigadores del CSIC han
desarrollado unas baterías hechas de
papel que se pueden incorporar a los
tests de embarazo o de glucosa, de
modo que estos no necesiten de una
fuente de energía externa. Se trata de
unas pilas 'microfluídicas' que
incorporan elementos que reaccionan al
entrar en contacto con muestras
líquidas, y así producen electricidad.
Investigadoresdores del Consejo
Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC) han desarrollado pilas de
combustible microfluídicas en papel que
permiten que dispositivos de diagnóstico
como las tiras de flujo lateral, usadas
por ejemplo en los tests de embarazo o
los test de glucosa, funcionen sin
necesidad de baterías externas.
Las pilas microfluídicas se pueden incorporar a los tests
de embarazo o de glucosa. Fuente: CSIC.
Como explica la nota de prensa del
CSIC, el uso de las tiras de flujo lateral
se ha extendido en el campo del
diagnóstico debido a su bajo coste,
ligereza, portabilidad y capacidad de
proporcionar una respuesta rápida y
fácil de leer.
En ocasiones, estos dispositivos
necesitan de un lector con baterías para
cuantificar el resultado. Sin embargo,
esto se evita con las pilas de
combustible desarrolladas por el
Instituto de Microelectrónica de
Barcelona, en colaboración con el
Instituto de Catálisis y Petroleoquímica,
-ambos del CSIC-, ya que pueden
proporcionar suficiente potencia
eléctrica para alimentar los sensores
ópticos o electroquímicos de un ensayo
y mostrar los resultados sin fuentes de
energía externas.
El papel es un material barato,
biodegradable, delgado, flexible y,
además, tiene la capacidad de
transportar fluidos por capilaridad.
Basándose en esta capacidad, los
investigadores han incorporado
elementos al papel que reaccionan al
entrar en contacto con una muestra
líquida –agua en el caso del estudio-, y
de este modo se produce la reacción
que genera la electricidad para la
puesta en marcha del dispositivo de
diagnóstico.
Múltiples aplicaciones
Hasta el momento los ensayos se han
realizado con metanol como
combustible pero los investigadores
trabajan ya en la optimización de los
dispositivos para que puedan
proporcionar energía a partir de
moléculas que están presentes en
fluidos biológicos, como son la glucosa
en sangre o la urea, en el caso de la
orina.
Y las aplicaciones de este hallazgo no
se limitan al ámbito biomédico sino que
también se pueden extender a otros
campos en los que las tiras de ensayo
desechables son ampliamente
utilizadas, como ocurre en el sector
medioambiental, en el veterinario, el
agro-alimentario y seguridad, entre
otros.
Las investigaciones continúan hacia la
integración de las pilas de combustible
con la tecnología de electrónica
orgánica. De esta forma, todos los
componentes necesarios -sensores,
fuente de energía, electrónica y
pantalla- podrían fabricarse en un
mismo proceso de impresión roll-to-roll,
una técnica por la que se depositan
capas de materiales aislantes y
conductores en sustratos flexibles que
pasan de un rollo a otro.
Referencias bibliográfica:
J. P. Esquivel, F. J. Del Campo, J. L. Gómez de
la Fuente S. Rojas y N. Sabaté. Microfluidic fuel
cells on paper: meeting the power needs of next
generation lateral flow devices. Energy and
Environmental Science (2014). DOI: 10.1039/
C3EE44044C.