La revista Science reseña una investigación aragonesa sobre Nanofotónica

La revista Science ha elegido, dentro de su sección Editor’s choice, uno de los trabajos científicos desarrollados por el grupo de Nanofótonica del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA), centro mixto perteneciente a la Universidad de Zaragoza y al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El artículo reseñado en Science se publicó en la revista Applied Physics Letters, y está firmado por Sergio G. Rodrigo, Sol Carretero-Palacios y Luis Martin-Moreno (En la imagen, los tres autores).

El grafeno: nuevo material imprescindible en la electrónica del futuro

El grafeno es uno de los nuevos materiales con mayor proyección para solucionar problemas energéticos en el futuro, gracias a sus propiedades electrónicas. El grafeno es un semiconductor que puede operar a escala nanométrica y a temperatura ambiente, con propiedades que ningún otro semiconductor ofrece y sin duda se convertirá en el material base para la electrónica del futuro, con dispositivos miniaturizados. Esta predicción la realizó, en su visita ayer martes a la Universidad de Zaragoza. el químico indio Chintamani Nagesa Ramachandra Rao, de 73 años, un productivo y prestigioso investigador en nuevos materiales, galardonado en numerosas ocasiones y que cuenta en su haber con 46 doctorados Honoris Causa (es considerado por el tejido científico como un firme candidato al Premio Nobel). Además fue el primero en obtener nanotubos de carbono con forma de Y [o de rama], muy utilizados para fabricar nanotransistores. (En la imagen, la decana de Ciencias, [...]

El Nanomagnetismo investiga los límites físicos para almacenar la información

Nuestro mundo globalizado se basa tanto en Informática como en Comunicaciones que se sustentan sobre los ordenadores rápidos, los cuales permiten guardar una cantidad enorme de datos de fácil acceso y modificación en memorias constituidas por elementos magnéticos, o bits. La miniaturización de estos bits lleva un ritmo de reducción de tamaño de un factor cuatro cada tres años. Pero existen límites físicos: el efecto superparamagnético, que impide que se guarde la información si la partícula es demasiado pequeña, y la velocidad de inversión en la imanación de la partícula que está limitada por las fluctuaciones magnéticas.

La reducción de tamaño de los bits ha alcanzado el rango de los nanómetros mediante técnicas litográficas, pero es posible ir más allá utilizando a nuestro favor la capacidad de auto-organización y auto-ensamblado de moléculas y proteínas. Una forma de evitar el efecto superparamagnético es utilizar nanohilos organizados verticalmente al soporte y grabando el bit verticalmente. De esta investigación se ocupa el grupo IMANA del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Autor: Juan Bartolomé

Nuevos experimentos contra viejas creencias de Física

El grupo Caracterización de Materiales mediante Técnicas de Radiación de Sincrotrón (CAMRADS) pertenece al Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Zaragoza, y algunos de sus miembros investigaron en el Sincrotrón europeo de Grenoble (ESRF) con experimentos que están en la vanguardia de la caracterización microscópica de materiales han permitido resolver la controversia sobre la localización electrónica en óxidos de metales de transición.

En concreto, el modelo de la transición de Verwey en la magnetita propuesto en 1939 y aceptado hasta hoy día por la comunidad científica queda descartado con los experimentos realizados. Los resultados obtenidos han sido y están siendo motivo de polémica ya que muestran de manera evidente que la descripción de las denominadas fases de ordenamiento de carga en términos de ordenamiento iónico están bastante lejos de la realidad.

Autor: Joaquín García Ruiz

Nuevos patrones eléctricos basados en fenómenos cuánticos

Nuestras posibilidades de conocer y cambiar el mundo están íntimamente ligadas con la capacidad de medir, que consiste en averiguar cuántas veces una determinada cantidad patrón esta contenida en la magnitud que queremos cuantificar.

La Metrología es la ciencia de la medida. La posibilidad de realizar medidas cada vez más precisas es la base de numerosos avances tecnológicos. Pero para medir bien no basta con tener buenos patrones. Es en el marco de la mecánica cuántica donde se puede ir más lejos en la búsqueda de la precisión y la universalidad de las medidas.

Basándonos en fenómenos cuánticos, hemos desarrollado en el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA) sendos patrones de voltaje y resistencia eléctrica. Y al utilizar propiedades de los materiales superconductores, hemos desarrollado nuevos puentes de medida que permiten utilizar los nuevos patrones sin degradar su precisión durante las medidas. Uno de estos sistemas puede formar parte en el futuro de un nuevo patrón cuántico de corriente.

Autores: Agustín Camón, Javier Sesé, Conrado Rillo

¿Para qué sirven los neutrones?

La puesta a punto de metodologías, que permitan nuestro mejor entendimiento acerca de los procesos biológicos y nuestra visión acerca de los constituyentes elementales de la naturaleza, requieren el uso de un amplio rango de técnicas experimentales, entre las cuales las técnicas neutrónicas tienen una posición dominante.

La situación de la ciencia Española dentro del ámbito de las Técnicas Neutrónicas, las últimas iniciativas realizadas por la Administración Española; el incremento de la cuota de participación de España en el reactor europeo Institut Laue Langevin (ILL), la entrada de España en la fuente de espalación de ISIS, y la participación en dos instrumentos en el ILL son algunos de los principales hitos a destacar.

En este tema igualmente se comenta como está estructurada la comunidad científica española que hace uso de las técnicas neutrónicas y sobre todo se recalca el papel de la comunidad científica aragonesa no solo en los ámbitos de uso de las técnicas neutrónicas sino también en las áreas de coordinación y gestión de ellas.

Autor: Javier Campo

Hacia los sistemas de refrigeración magnética

Pero los gases utilizados, tarde o temprano terminan por escapar a la atmósfera y resulta que los más adecuados para el proceso de refrigeración causan efecto invernadero o destrucción de la capa de ozono. El protocolo de Kioto compromete a los países firmantes a reducir la tasa de emisión de dichos gases por lo que se necesita buscar nuevos sistemas refrigerantes que sean eficientes y ecológicos.

Una de las principales alternativas que se está investigando actualmente es la refrigeración magnética. Se trata de cambiar totalmente el principio de enfriamiento utilizado: en vez de gas, usar un sólido magnético y en vez de ciclos de compresión-expansión, ciclos de imanación-desimanación.

Autores: Elías Palacios y Ramón Burriel

Materiales superconductores para una electricidad más segura

Nuestra sociedad demanda cada vez una mayor cantidad de energía, lo que supone un reto para todos los sistemas de distribución de energía eléctrica. La liberalización del sector, la necesidad de interconexión entre redes y la importancia que están adquiriendo los sistemas de producción basados en energías como la eólica exigen diseñar sistemas de protección de la red más fiables, para limitar el efecto de posibles corrientes de cortocircuito.

Los materiales superconductores son una gran alternativa para esta aplicación. En la configuración más simple podemos pensar en un material superconductor como elemento transparente en la red trabajando en condiciones normales, pero que si hay algún problema, es capaz de generar una gran impedancia que limite las corrientes máximas alcanzadas durante el fallo; además recupera su estado de trabajo normal por sí solo en tiempos relativamente cortos.

En el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón se aplican tecnologías láser para procesar materiales superconductores en configuraciones que mejoren las prestaciones de superconductores de alta temperatura y mejorar sus posibilidades para ser aplicados en dispositivos limitadores de corriente.

Autor: Luis Alberto Angurel

Aplicaciones de la superconductividad para una electricidad más segura

Nuestra sociedad demanda cada vez una mayor cantidad de energía, lo que supone un reto para todos los sistemas de distribución de energía eléctrica. La liberalización del sector, la necesidad de interconexión entre redes y la importancia que están adquiriendo los sistemas de producción basados en energías como la eólica exigen diseñar sistemas de protección de la red más fiables, para limitar el efecto de posibles corrientes de cortocircuito.

Los materiales superconductores son una gran alternativa para esta aplicación. En la configuración más simple podemos pensar en un material superconductor como elemento transparente en la red trabajando en condiciones normales, pero que si hay algún problema, es capaz de generar una gran impedancia que limite las corrientes máximas alcanzadas durante el fallo; además recupera su estado de trabajo normal por sí solo en tiempos relativamente cortos.

En el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón se aplican tecnologías láser para procesar materiales superconductores en configuraciones que mejoren las prestaciones de superconductores de alta temperatura y mejorar sus posibilidades para ser aplicados en dispositivos limitadores de corriente.

Autor: Luis Alberto Angurel

Nuevos materiales para pilas de combustible

El mantenimiento del bienestar de que disfrutamos en las sociedades desarrolladas económicamente, y su extensión a los países en desarrollo se sustenta en un alto consumo energético que, basado en los combustibles fósiles, conlleva un aumento de las emisiones de CO₂ a la atmósfera. Por otro lado, los expertos coinciden en que las reservas de petróleo no durarán más de unos 50 años. Para paliar esa prevista escasez de recursos energéticos y cumplir el protocolo de Kyoto de disminución de emisión de CO₂ a la atmósfera se necesitan nuevas fuentes de energía no contaminantes y la utilización de los recursos existentes de forma más eficiente. A ello pueden contribuir las PILAS DE COMBUSTIBLE.

Este artículo describe brevemente el principio de funcionamiento de las pilas de combustible, los tipos que se consideran en la actualidad y la investigación que realizamos en el campo desde el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón.

Autor: Rosa Isabel Merino