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Crean metal líquido que cambia de forma y se mueve por sí solo

Científicos señalan que este material podría servir para desarrollar robots transformables, T-1000 de la vida real, como el robot de metal líquido que cambia de forma de Terminator 2

El dispositivo es sorprendentemente simple: sólo una gota de aleación de metal formada principalmente de galio —que es líquido a poco menos de 30° C— con un poco de indio y estaño mezclados. Cuando se lo coloca en una solución de hidróxido de sodio (conocida como «soda cáustica»), o incluso en salmuera, y se la pone en contacto con una escama de aluminio que usa como «combustible», se mueve durante aproximadamente una hora. Puede viajar en línea recta, correr alrededor de la parte exterior de un plato circular, o pasar a través de formas complejas.

«La máquina blanda parece bastante inteligente y [puede] deformarse en función del espacio por el que viaja, al igual que lo hace [el] Terminator de la película de ciencia-ficción», dice Jing Liu de la Universidad de Tsinghua en Beijing, China. «Estos comportamientos inusuales recuerdan perfectamente a los organismos vivos en la naturaleza», dice, añadiendo que estos objetos plantean cuestiones acerca de la definición de la vida.

Cuando vieron por primera vez el movimiento de la gota, Liu y sus colegas no estaban seguros de lo que era capaz de hacer. Los experimentos revelaron dos mecanismos en juego. Algo del empuje deriva de un desequilibrio de carga a través de la gota, que a la vez crea un diferencial de presión entre la parte delantera y la parte trasera y empuja hacia adelante. El aluminio también reacciona con el hidróxido de sodio, liberando burbujas de hidrógeno que mueven aún más rápido la gota.

Otros investigadores han demostrado que una gota de galio estacionaria puede actuar como una bomba [de «bombeo», no explosiva] cuando está en un campo eléctrico. Liu llevó adelante esta idea y demostró que si se matiene sujeto su motor autoalimentado, también se convierte en una bomba, desplazando unos 50 mililitros de agua por segundo. «Es la primera bomba autoalimentada de la historia», dice. El equipo dice que podría tener aplicaciones inmediatas para mover líquido a través de un dispositivo de refrigeración sin necesidad de una fuente de alimentación externa.

Este trabajo es parte de un esfuerzo a largo plazo para crear robots inteligentes que no sean rígidos y que puedan ser remodelados sobre la marcha, un poco como el T-1000 en la ficción. Liu dice que pronto se podría utilizar un robot basado en su dispositivo para monitorear el medioambiente o llevar materiales dentro de tuberías, e incluso los vasos sanguíneos.

El año pasado, tanto el grupo de Liu como uno liderado por Michael Dickey en la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, mostraron que la aleación de galio adquiere formas complejas en respuesta a la aplicación de una corriente eléctrica. Cuando se corta la corriente, vuelve a la forma simple de gota. Liu dice que ambos métodos se podrían utilizar en conjunto para cambiar la velocidad de la gota, o para coordinar una nube de gotas independientes.

 

 

Taro Toyota de la Universidad de Tokio dice que este invento podría ayudar a convertir la energía química en energía mecánica en un futuro robot líquido. «Unos robots líquidos así serán la semilla de la vida artificial que hemos visto en algunas películas», dice. «Me gustaría plantear un Flubber lugar de un Terminator 2.»

Referencia de publicación: Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201405438

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Transistores de silicio de un átomo de espesor son prometedores para una informática súper rápida

Investigadores de la Universidad de Texas en la Escuela de Ingeniería Cockrell de Austin han creado los primeros transistores hechos de Siliceno, el material de silicio más delgado del mundo. Su investigación promete construir chips de computadora mucho más rápidos, pequeños y eficientes

Hechos de una capa de silicio de un átomo de espesor, el siliceno tiene excelentes propiedades eléctricas, pero hasta ahora ha sido difícil producirlo y trabajar con él.

Deji Akinwande, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación de la Escuela de Cockrell, y su equipo, incluyendo el investigador principal, Li Tao, resolvieron uno de los principales desafíos que rodean el siliceno, demostrando que se pueden hacer transistores, dispositivos semiconductores utilizados para amplificar y conmutar señales electrónicas y energía eléctrica.

Los novedosos dispositivos desarrollados por Akinwande y su equipo sobre el más delgado de los materiales semiconductores, un sueño de larga data de la industria de los chips, podrían allanar el camino para las futuras generaciones de chips de computadoras más rápidos y de menor consumo. Su trabajo fue publicado esta semana en la revista Nature Nanotechnology.

Hasta hace unos años, que el hombre pudiese hacer siliceno era materia puramente teórica. Observando el grafeno, a base de carbono, otro material de un átomo de espesor que es promisorio para el desarrollo de chips, los investigadores especularon que los átomos de silicio podrían estructurarse de una manera muy similar.

Akinwande, que también trabaja con transistores de grafeno, ve valiosa la relación del siliceno con el silicio, un material con el que los fabricantes de chips ya saben trabajar.

«Aparte de la introducción de un nuevo jugador en el campo de juego de los materiales en 2D, el siliceno, con su estrecha afinidad química con el silicio, implica una oportunidad en la hoja de ruta de la industria de los semiconductores», dijo Akinwande. «El gran avance aquí es la fabricación eficiente a baja temperatura y la fabricación de dispositivos de siliceno por primera vez.»

A pesar de su promesa de una adaptación comercial, el siliceno ha demostrado ser extremadamente difícil de producir y trabajar debido a su complejidad y su inestabilidad cuando se expone al aire.

Para evitar estos problemas, Akinwande se asoció con Alessandro Molle en el Instituto de Microelectrónica y Microsistemas en Agrate Brianza, Italia, para desarrollar un nuevo método para fabricar el siliceno, que reduce su exposición al aire. Para empezar, los investigadores dejaron que un vapor caliente de átomos de silicio se condensara en un bloque cristalino de plata en una cámara de vacío. Se forma entonces una hoja de siliceno en una capa delgada de plata y se añade una capa de nanómetros de espesor de alúmina en la parte superior. Debido a estas capas de protección, el equipo pudo desprenderlo con seguridad de su base y transferirlo con la plata hacia arriba sobre un sustrato oxidado de silicio. Luego pudieron raspar suavemente algo de la plata, dejando dos islas de metal como electrodos, con una tira de siliceno entre ellos.

 

 

En un corto plazo, Akinwande seguirá investigando nuevas estructuras y métodos para crear siliceno, lo que puede llevar a chips digitales de computadora de baja energía y alta velocidad.

Publicación de Referencia: Li Tao, Eugenio Cinquanta, Daniele Chiappe, Carlo Grazianetti, Marco Fanciulli, Madan Dubey, Alessandro Molle, Deji Akinwande. Silicene field-effect transistors operating at room temperature. Nature Nanotechnology, 2015; DOI: 10.1038/nnano.2014.325

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La Naturaleza lo hizo primero: sensores ultrasensibles basados en alas de mariposas

Mucha tecnología avanzada se inspira en la naturaleza, los investigadores desarrollan ahora sensores ultra-sensibles de imagen térmica y química a partir del estudio e imitación de las propiedades de las diferentes microescalas de las alas de mariposa del género Morpho

Llevando la detección de calor a un nuevo nivel de sensibilidad y velocidad, un equipo de científicos de GE Global Research, la filial del desarrollo de tecnología para la General Electric Company (NYSE: GE), anunció nuevos sistemas nanoestructurados bio-inspirados que podrían superar a los dispositivos de imágenes térmicas disponibles hoy en día. Este descubrimiento se suma a una creciente lista de nuevas capacidades que los investigadores han desarrollado gracias a sus estudios de las alas de la mariposa Morpho.

La reacción natural de las alas de los insectos holometábolos al entrar en contacto con fuentes de calor, gases o productos químicos, permitirá desarrollar una nueva generación de biosensores de elevada sensibilidad. Un equipo de investigadores dirigidos por el científico Radislav Potyrailo de GE Global Research está desarrollando sensores ultra-sensibles de imagen térmica y química a partir del estudio e imitación de las propiedades de las diferentes microescalas de las alas de mariposa del género Morpho.

El programa utiliza tecnologías innovadoras como la nanotecnología y los últimos avances en fotónica para tomar la morfología de las alas de mariposa como fuente de inspiración y resolver problemas tecnológicos que la naturaleza ha resuelto por sí misma. Este proceso de investigación, conocido como biomímesis, pretende explicar la compleja interacción de las escalas con la luz y que da como resultado ese vibrante brillo verde azulado tan característico.

A partir de la observación directa de las alas de las mariposas del género Morpho por medio de microscopios electrónicos de gran potencia, los científicos observaron el mecanismo utilizado por estos insectos holometábolos para experimentar una curiosa transformación de color al entrar en contacto con fuentes de calor, gases y productos químicos.

El equipo de GE descubrió que este fenómeno se debía a una compleja estructura, capaz de absorber y modular la luz formada por una capa de diminutas escamas de apenas unas decenas de micrómetros de diámetro, que a su vez estaban integradas por subescamas con crestas de unos cientos de nanómetros de ancho. De tal forma que cuando la radiación infrarroja incide sobre la superficie de las alas, se incrementa su temperatura produciendo una expansión paulatina de su nanoestructura que genera iridiscencia y una sorprendente transformación de color.

Pues bien, esta reacción natural de la nanoestructura de alas tipo Morpho ante a las condiciones del entorno podría algún día ayudar a crear sofisticados mapas visuales de calor para dispositivos portátiles de diagnóstico médico, cámaras de vigilancia de alta sensibilidad, o gafas de visión nocturna, entre otros. Para ello, el equipo de Potyrailo ha utilizado los últimos avances en nanotecnología y fotónica para imitar el comportamiento de estas microestructuras con las que poder desarrollar biosensores ultra-sensibles capaces de proporcionar una mejor respuesta al calor, e incluso detectar hasta 1.000 productos químicos diferentes.

De hecho, los investigadores están mejorando su capacidad de respuesta agregando nanotubos de carbono, capaces de incrementar la cantidad de radiación que la superficie puede absorber, con el propósito de aumentar su sensibilidad térmica.

 

 

Esta nueva generación de biosensores se podría utilizar para detectar posibles problemas de seguridad médica en la evaluación de órganos internos, o la cicatrización de heridas, así como posibles problemas de seguridad ambiental como el control de las emisiones en las centrales eléctricas o detectar posibles fugas susceptibles de generar explosiones.

Fuente: GE Global Research y otros sitios. Aportado por Eduardo J. Carletti

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