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Crean un polimero para edificios adaptables al medio amibente

La demótica aplicada a la construcción, la impresión en 3D, la bio construcción y la eficiencia. Son conceptos que ya forman parte  de cualquier manual de arquitectura que se aprecie, y que con el paso del tiempo su aplicación cada vez esta mas presente a través de cada mas proyectos. 

La ultima tendencia que se esta incorporando, son los nuevos materiales inteligentes obtenidos a partir de la experimentción con polimeros que por sus características son susceptibles de ser utilizados en procesos donde la ingeniería, la biotecnologia y la robótica son esenciales para su funcionamiento.

Desarrollado Instituto de Arquitectura Avanzada de Catalunya (IAAC) han construido un prototipo cuya superficie flexible modifica su respuesta estructural en función de las condiciones climáticas del exterior. Optimizando los recursos térmicos en el interior y la captación de recursos energéticos externos.

Compuesta por paneles triangulares fabricados con polimeros con capacidad sensitiva al medio ambiente en función de una temperatura que oscila entre los sesenta y setenta grados celsius. El material camaleónico se comporta como un ente vivo cuya plasticidad le permite adaptar su forma en condiciones óptimas de temperatura, siendo un primer e importante avance tecnológico en la elaboración de materiales inteligentes con fines constructivos. 

Material, la impresión 3D que desafía a la gravedad


Hasta ahora los sistemas de impresión en 3D que están apareciendo, no dejan de ser fuegos de artificio que parecen extraídos de una película de ciencia ficción con escasas posibilidades de poder aplicarse en términos productivos. Sin embargo estamos asistiendo probablemente a una revolución que modificara nuestros patrones de consumo. 

Uno de los sectores donde mas interés esta suscitando la tecnología de impresión 3D, es en el sector de la construcción, la posibilidad de trasladar diseños arquitectónicos del plano original al plano físico utilizando robots que empleando innovadores materiales es tentador. Métodos mas eficaces mas limpios y rápidos de edificación ofrecen un amplio abanico de posibilidades por explotar.

Liderados por Petr Novikov y Saša Jokić, un equipo de investigadores del Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC) en colaboración con el Joris Laarman Studio en Amsterdam han desarrollado una nueva tecnología de fabricación aditiva denominada como MATAERIALMediante el uso de la tecnología de extrusión es capaz de neutralizar el efecto de la gravedad durante el curso del proceso de impresión.

La máquina es esencialmente un brazo articulado que puede crear objetos tridimensionales en cualquier superficie, independientemente de su grado de  inclinación y  superficie ya sea lisa o irregular. Este método facilita la flexibilidad para crear objetos verdaderamente naturales, haciendo curvas en 3D en lugar de capas de 2D. A diferencia de las capas 2D que depositan capas tan solo en superficies solidas  de forma horizontal, las curvas de 3D pueden seguir líneas de tensión exactas de una forma personalizada. 

El material de aspecto viscoso es expulsado a través de la boquilla situada en uno de los extremos  de la manguera. Los polímeros se acumulan recordando los trazados que se realizan con las mangas pasteleras. En este caso el material no se encuentra ni en estado liquido ni solido, siendo la parte mas difícil de todo este delicado proceso de sedimentación. Porque si se solidifica antes de que salga de la boquilla se interrumpirá la trayectoria, pero si se solidifica después de salir de la boquilla se precipitara a la superficie.

Para solventar este problema, se han usado dos polímeros líquidos termoestables cuyos nombres se mantienen en secreto, en lugar de los plásticos que se utilizan en la actualidad, facilitando que la mezcla, se endurezca de forma rápida. Una reacción química entre los dos componentes del polímero termoendurecible hace que el material se solidifique a medida que sale de la boquilla.

Bautizado como el método de "modelado de objetos anti-gravedad", proporciona el tiempo justo para que el material se solidifique pudiendo proyectar cualquier tipo la estructura en el vació independientemente de la orientación en que se apoye.

Material tecnología de la que se esta tramitando su patente también permite un tratamiento preciso del uso del color con el que se desea imprimir. Jeringas con cían, magenta, amarillo y negro permiten colorear, cambiando las proporciones y la personalización del color. 

Los métodos convencionales de fabricación aditiva se han visto afectados tanto por la gravedad y el entorno de impresión: la creación de objetos 3D en superficies irregulares no horizontales hasta el momento ha sido considerados una quimera. Pero mediante el uso de la tecnología de extrusión que representa Material es posible neutralizar el efecto de la gravedad durante el  proceso de impresión. 
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Desarrollan celulas solares fluorescentes que aumenta un 38 la absorción solar


Los anales solares existentes hoy en día en el mercado, están limitadas al menos del 20% de eficiencia en la conversión de luz solar en electricidad, y por lo general existe una correlación entre el aumento de eficiencia y el coste económico. Esta baja tasa se debe de eficiencia es debido a que los semiconductores presentan una limitación material que le impide captura todo el espectro de luz que se emite.


Dirigidos por el ingeniero André D Taylor un equipo de investigadores pertenecientes al Yale Climate & Energy Institute, ha logrado aumentar un 38% la eficiencia energética emplean un colorante orgánico fluorescente a las celdas fotovoltaicas, absorbiendo y convirtiendo la luz en energía reduciendo los costes de producción.

Este colorante conocido como escuaraína aumenta la absorción de luz y recicla los electrones, mejorando de la conversión de la luz en energía. Los resultados sugieren una nueva vía para el desarrollo de una nueva generación de células solares de bajo costo

Publicado en la edición de Nature Photonics este estudio revela un nuevo enfoque inexplorado. Las células solares son una tecnología que convierte directamente la luz en electricidad. Fabricadas utilizando diferentes polímeros basados en silicio,  son atractivos por su bajo costo, peso, área, y  flexibilidad mecánica. 


Pero son ineficientes perdiéndose la mayor parte de la energía principalmente debido a que sus redes de polímeros no están suficientemente alineadas como para permitir que la energía sea aprovechas. Basado en el mecanismo bioquímico de Förster de transferencia de energía de resonancia (FRET), los investigadores lograron un aumento del 38 por ciento en la eficiencia de conversión de energía.

Basadas en heterounión este polímero es capaz de migrar de una molécula a otra a través de largas distancias. El medio de contraste, que es altamente absorbente en la región del infrarrojo, amplíando el espectro de absorción de las células solares y mejora la transmisión de electricidad.

Esta tecnología permite a los diferentes materiales que absorben la luz para trabajar en sinergia dando lugar a redes de polímeros bien ordenadas, sin necesidad de post-procesamiento, en comparación con las células solares de polímeros tradicionales.

Esta estrategia resuelve varios problemas al mismo tiempo. Al combinar estratégicamente diferentes materiales que han sido utilizados con éxito para absorber energía solar, obteniendo tasas de alto rendimiento sin aumentar el coste de su producción.

Desarrollan células solares de grafeno que producen hasta un 60% de energía


Actualmente en el mercado se pueden encontrar para consumo domestico células solares con una eficiencia que oscila entre el 20% y el 25%, fabricadas en su mayoría con arseniuro de galio o silicio ya sean policristalinas o monocristalinas, tasas de absorción realmente bajas que impide que la tecnología se implante masivamente. 

Los fabricantes son conscientes de que el reto para que la tecnología solar pase de ser una alternativa a los combustibles fosiles, a convertirse definitivamente en la piedra angular que sustituya la dependencia de los derivados del petroleo, pasa por desarrollar polimeros con los que fabricar celdas solares que aprovechen lo máximo posible el rango de luz emitido por el espectro solar. 

Entre las diferentes propuestas para corregir este déficit y tras varios lustros de investigaciones infructuosas, la aparición en escena del grafeno parece que puede propiciar nuevos e importantes avances en el aumento de captación de radiación solar y por  tanto en la producción de energía solar.

El equipo del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Barcelona España, dirigido por ingeniero Frank Koppens ha demostrado que el grafeno podría resultar mucho más eficaz a la hora de transformar la luz en energía. En el estudio se observo que a diferencia de silicio, que genera sólo una corriente de electrones de conducción para cada fotón que absorbe, el grafeno puede producir múltiples electrones.

Aunque la aplicación del grafeno en las células solares es sólo teórico, el potencial  indica el estudio es notable, las células solares hechas con grafeno han alcanzado hasta 60% de eficiencia, mas de el doble de la máxima eficiencia obtenido con las células actuales. 

Publicado en el ultimo numero de Nature Physics este nuevo nuevo estudio muestra un "concepto muy importante", ya que los dispositivos futuros dependerán de la comprensión de los procesos físicos que se producen cuando el grafeno absorbe la luz.

Aunque por el momento los resultados de este estudio se podrían aplicar al desarrollo de sensores de imagen para cámaras, sensores médicos, y óptica de visión nocturna. El grafeno debido a sus característica posee  
propiedades ópticas como material fotovoltaico. 

Pudiendo trabajar con cualquier longitud de onda posible, no existiendo ningún otro material en el mundo con este comportamiento, además de ser flexible, robusto y relativamente, es sencillo de integrar con otros materiales.