Desarrollan batería de ión-litio 10 veces más potente

Científicos de la Universidad de Stanford, dirigidos por Yi Cui, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, han desarrollado una batería de litio que puede almacenar 10 veces la carga de una batería normal ión-Li. Con ella, la autonomía de los portátiles (por ejemplo) pasaría de 2 a 20 horas, y esta tecnología podría aplicarse también a cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores mp3 y coches eléctricos.

Las baterías de ión-Li actuales emplean un ánodo basado en el carbono, sobre el que se deposita el litio en el que se almacena la carga. Sin embargo, los ánodos fabricados con silicio pueden almacenar una cantidad de litio 10 veces superior. Hasta el momento, la mayoría de las configuraciones realizadas con silicio se degradban rápidamente con cada ciclo de recarga a causa de la expansión y contracción.

Pero ahora, empleando nanotecnología, se pueden realizar nanocables de silicio (véase foto). Los investigadores dicen que el diámetro de uno de estos cables es mil veces menor que el grosor de una hoja de papel, y mediante un proceso que acaban de patentar, logran que el lítio se almacene sobre cada uno de estos nanocables durante la operación de carga, lo cual les hace crecer un 400% sin fracturarse.

El equipo ha publicado su hallazgo en la edición online del 16 de diciembre de la revista Nature Nanotechnology.

Resumido de Stanford’s nanowire battery holds 10 times the charge of existing ones

¿Qué es una TEP y cómo funciona?

Debido a lo largo y farragoso del término “tomografía por emisión de positrones“, los radiólogos prefieren llamar a esta prueba médica - de forma abreviada - como TEP o incluso PET (inglés).

Los doctores la realizan muy a menudo en exámenes de diagnóstico para detectar tumores y para medir los efectos de los tratamientos contra el cáncer. Esta prueba puede así mismo comprobar el flujo sanguíneo hacia el corazón y detectar señales de enfermedades coronarias en las arterias. En pacientes con trastornos de la memoria, los doctores realizan barridos TEP en el cerebro en busca de tumores cerebrales (véase foto) que puedan ser extirpados mediante cirugía.

Aquí viene el cómo funciona. Una enfermera inyecta al paciente una sustancia radiactiva que se une a una clase de azúcar corporal llamada glucosa. El paciente se echa después en una camilla y es pasado a través de un lector TEP en forma de dónut, que realiza un barrido de su cuerpo. Los anillos de la máquina detectan la emisión de energía que emana la sustancia radioactiva desde el interior del cuerpo.

El examen da como resultado una imagen en diferentes colores y brillos. Los tejidos sanos emplean la glucosa como energía, lo cual se muestra en el TEP en color brillante. Pero los tejidos cancerosos poseen niveles de glucosa más altos, y atraen a más sustancia radiactiva, lo cual se refleja en la imagen generada por el PET con un brillo más acentuado.

Crédito imagen UCLA Neurosurgery

Traducido de What is a PET Scan and How Does it Work? (Autor: Corey Binns)

Scramjet hipersónico ¿Nueva York-Tokyo en 2 horas?

Los motores scramjet podrían ser capaces de volar de Nueva York a Tokyo en dos horas. Llevan en fase de desarrollo desde hace décadas, y gobiernos de todo el mundo - p.e. EE.UU., Australia y China - finalmente los están haciendo realidad.

Entonces ¿a qué velocidad puede viajar un scramjet? Tal vez te vengan bien estas comparativas:

* Un Boeing 747 viaja a 913 Km/h (Mach 0.85).
* El Concorde era capaz de ir a velocidades de hasta 2.141 Km/h (Mach 2.02).
* Un caza F-14 Tomcat vuela a 2.486 Km/h (Mach 2.34).
* El SR-71 Blackbird retiene el récord de velocidad en 4.403 Km/h (Mach 3.3).
* Los Scramjet volarán a Mach 15, es decir, por encima de los 16.103 Km/h.

Toshiba construye un Micro reactor nuclear 100 veces más pequeño que los actuales

Toshiba ha desarrollado una nueva clase de micro reactores nucleares diseñados para suministrar energía a edificios de apartamentos o a manzanas de casas. El nuevo reactor, que solo mide 6 x 1,82 metros, podría darle un vuelco a la energización de pequeñas comunidades remotas, pequeños negocios o incluso a comunidades de vecinos que en la actualidad se abastecen de la red eléctrica y que desearan un mayor control sobre sus necesidades energéticas.

El reactor de 200 kilovatios desarrollado por Toshiba ha sido diseñado de modo que sea seguro, inocuo, totalmente automático e inmune al sobrecalentamiento. Al contrario que los reactores nucleares tradicionales, el nuevo micro reactor no emplea barras de control para iniciar la reacción. Esta nueva y revolucionaria tecnología usa depósitos de litio-6 líquido, un isótopo que es efectivo en la absorción de neutrones. Las reservas de litio 6 están conectadas a un tubo vertical que se encaja en el núcleo del reactor. La totalidad del proceso es auto-sostenida y puede durar hasta 40 años, produciendo electricidad a solo 5 centavos de dólar el kilovatio hora, aproximadamente la mitad de lo que cuesta en la red eléctrica.

Toshiba espera instalar el primer reactor de esta clase el año que viene en Japón, y comenzará a comercializar el nuevo sistema en Estados Unidos y Europa para el año 2009.

Traducido de Toshiba Builds 100x Smaller Micro Nuclear Reactor

Mirando hacia el espacio en busca de energía

Mientras que las grandes naciones se inquietan por el carbón, el petróleo y el calentamiento global, uno de los países más pequeños en acudir a la conferencia climática de la ONU observaba al cielo en busca de energía.

Muchas de las soluciones propuestas parecen ideas absurdas, pero una de ellas cuenta con el respaldo del Pentágono. Enormes baterías de satélites solares que enviasen haces de energía hacia la superficie de la Tierra para obtener “energía asequible, limpia, segura, constante, sostenible y extensible a toda la humanidad”.

Tommy Remengesau Jr. presidente de una pequeña nación del Pacífico occidental llamada Palaos también está interesado en la idea.

El ministerio de defensa de los EE.UU. cree que mediante este método se podría obtener buena parte de la energía necesaria en las operaciones militares globales efectuadas por el ejército estadounidense. Podría hacerse ya con la tecnología de la que disponemos, dicen los expertos, pero el costo prohibitivo de elevar miles de toneladas de equipamiento hacia el espacio lo hace inviable.

Aquí es donde Palau, un archipiélago de islas diseminadas, habitado por apenas 20.000 personas, entra en acción.

En septiembre de este mismo año, el empresario estadounidense Kevin Reed propuso durante el 58 Congreso Internacional Astronaútico en la Hyderabad, la India, que la Isla deshabitada de Helen en Palaos, sería un punto ideal para realizar una pequeña demostración del proyecto. Una “antena rectificadora” (o rectena) de 80 metros de diámetro recibiría 1 megavatio de energía transmitida a tierra desde un satélite que orbitase a 480 kilómetros sobre el planeta.

Con esa energía se podría abastecer el consumo de 1.000 hogares, pero en esa isla vacía la intención del proyecto sería simplemente comprobar su nivel de seguridad para el resto del mundo.

Reed espera que un consorcio entre EE.UU., Suiza y Alemania comenzará a fabricar los paneles solares ultraligeros dentro de dos años, y creen que para atraer a inversores interesados en el proyecto, lo mejor es poder demostrarles la tecnología: vehículos de lanzamiento, satélites y medios de transmisión. Las estimaciones hablan de unos costes de 800 millones de dólares, y podría estar completado ya en 2012.

Reed trata de convencer al gobierno de Palaos, que hasta el momento se muestra muy receptivo. La energía captada por las baterías de paneles solares, se transmitiría a Tierra en forma de microondas, y una vez llegase a la rectena podría convertirse a electricidad que pudiera utilizarse directamente.

Los satélites de órbita baja, como los propuestos para Palaos, pasarían sobre la isla cada 90 minutos más o menos, transmitiendo energía a la rectena durante tal vez cinco minutos, lo cual requeriría la presencia de baterías de almacenaje de largo plazo o el empleo inmediato de la misma.

Hasta el momento, la mayoría de los estudios de esta clase se centraban en satélites geoestacionarios que orbitasen la Tierra desde 36.000 kilómetros siempre sobre la misma localización, lo que le permitiría un flujo constante de energía.

La escala de esta ensoñación es enorme; la nasa estudia crear matrices de paneles solares con un tamaño de 4,8 x 9,6 kilómetros, transmitiendo energía a rectenas con un tamaño similar en la Tierra. Cada uno de estos mega-orbitadores produciría 5 megavatios de potencia, más del doble de la obtenida por la Presa Hoover.

¿Pero serían seguros estos haces?

Patrick Collins de la Universidad Azabu en Japón, que participó en los estudios realizados por el gobierno nipón en energía espacial, cree que un haz de baja potencia, a causa de su amplitud, podría de ser igual de peligroso que la energía que emana por la puerta de un microondas. Los haces enviados por los satélites gigantes probablemente deberían seguir unas medidas de precaución, por ejemplo establecer zonas libres de navegación aérea y áreas deshabitadas en el suelo en las zonas de recepción.

El coste cada vez más elevado del petroleo y el miedo al calentamiento global, llevarán a que la gente observe a la energía espacial de forma más seria. Las implicaciones prácticas con respecto al calentamiento global son muy claras, básicamente se obtiene energía ilimitada libre de carbono. Lo único que hay que conseguir es que el proceso sea eficiente a nivel de costos. Puede sonar a ciencia ficción, pero los expertos creen que para comienzos del siglo que viene (tal vez primero), no será extraño conseguir grandes caudales energéticos desde el espacio.

Resumido de ‘Drilling Up’ Into Space for Energy (por Charles J. Hanley para Associated Press)

Nanotecnología de hace dos milenios para lograr las espadas más afiladas de la historia

Las espadas de Damasco - lo bastante afiladas como para cortar en dos un trozo de seda que cae, lo bastante fuerte como para dividir las piedras sin esfuerzo - deben sus legendarias cualidades a los nanotubos de carbono, tal y como acaba de afirmar Robert Curl, químico laureado con el premio Nóbel.

Los filos empleaban el, así llamado, acero wootz, fundido con una técnica desarrollada hace 2.000 años en la India, donde los artesanos añadían madera y otros restos orgánicos a sus hornos. El acero resultante, impregnado en carbono, era muy duro pero flexible, y pronto fue celebrado a lo largo y ancho del mundo antiguo.

Tal vez porque el mineral rico en tungsteno empleado para hacer el acero wootz se agotó, la fabricación de las espadas de Damasco se detuvo durante el siglo XVIII. Las técnicas desaparecieron de los hornos de los herreros. Los modernos estudioso de la metalurgia, intentaron una y otra vez recrear la fabricación de estos sables, pero no tuvieron éxito. Luego, hace poco más de un año, científicos alemanes explicaron el por qué de dicha dificultad: el acero wootz estaba repleto de nanotubos de carbono, un milagroso material “descubierto” en 1991. Algunos químicos discutieron que el acero normal pudiese poseer estos nanotubos, pero ahora el profesor Curl, en conferencia en el recientemente concluído Congraso Científico de la India, se ha alineado con los alemanes.

El pionero ciberpunk Neal Stephenson, más tarde reconvertido en un adicto a la historia, describió la manufactura del acero wootz en su obra “La Confusión”, segunda parte de su frustrante, estimulante e inspirado en la historia, ciclo Barroco.

Traducido de Nanotech Used 2000 Years Ago to Make History’s Sharpest Swords (autor: Brandon Keim)

A2: La aeronave hipersónica que empleará hidrógeno

Imagen cortesía de Nick Kaloterakis para Popular Science

Volar nunca será más rápido – ni más ecológico. Ese es el mensaje con el que la empresa británica Reaction Engines Ltd espera ganarse el corazón de sus clientes, una vez que viajen en su aeronave impulsada por hidrógeno A2. Financiada parcialmente por una subvención del programa Lapcat (Tecnologías y Conceptos de Propulsión Avanzada a Largo Plazo) de la Unión Europea; este concepto de nave, que alcanzará el Mach-5 o 5.472 Km/h, sería en muchos aspectos el sucesor del antiguo Concorde. Difiere de este último en dos aspectos importantes: la autonomía y la eficiencia de los motores.

Tal y como informa Michael Belfiore en Popular Science, el A2 está diseñado para llevar a 300 personas desde Bruselas a Sydney en menos de 4 horas. El ultraveloz avión se beneficiará de un motor de 2 modos (sistemas de propulsión por turbojet y ramjet) lo que lo hará extremadamente eficiente a velocidades bajas y capaz de alcanzar enormes velocidades con gran facilidad. Empleados en rápida sucesión, estos dos modos permitirán que el A2 salte de forma consistente de Mach-2.5 a Mach-5; un sistema de refrigeración que envolverá a los motores – y que incluirá un compresor de turbina extra – evitará que las turbinas se calienten demasiado.

Aparte de las dificultades del reto que supone diseñar la nave final, los ingenieros de Reaction Engines tendrán que encontrar la forma de producir a gran escala el hidrógeno que se empleará como combustible, sin emitir CO2 en el proceso. Ciertamente, esperar que la nave termine siendo verdaderamente “libre de emisiones” en un futuro cercano parece demasiado complicado; sin embargo, si Reaction Engines logra llevar a cabo con éxito esta tarea, sus ingenieros habrán avanzado un largo trecho en hacer que volar sea un asunto más limpio.