Un experimento estadounidense "fascinante" produce nueva materia que actúa como líquido y sólido

Un experimento estadounidense "fascinante" produce nueva materia que actúa como líquido y sólido

Debido a que cada elemento puede deslizarse, rotar y reorganizarse entre sí, pueden disipar energía de manera muy eficiente.

El jeque Kaif, 22 de enero de 2025 06:58 AM EST

Al descubrir una nueva clase de materia en el laboratorio de Chiara Daraio en Caltech, los investigadores han identificado un tipo de material que responde de manera única al estrés, comportándose como un fluido en algunas condiciones y como un sólido en otras. Este material innovador, conocido como materiales arquitectónicos policatenarios (PAM), combina la flexibilidad de los fluidos con la estabilidad de los sólidos, lo que lo convierte en un candidato prometedor para su uso en todo, desde equipos de protección y dispositivos biomédicos hasta robótica. [...] A diferencia de los cristales tradicionales, que tienen partículas fijas, los PAM consisten en anillos o jaulas entrelazadas que permiten interacciones más dinámicas entre los elementos. Este diseño se materializó mediante el uso de tecnología de impresión 3D de última generación, empleando materiales que van desde polímeros acrílicos hasta metales. Los investigadores elaboraron prototipos principalmente en forma de pequeños cubos o esferas de aproximadamente cinco centímetros de diámetro. Luego, estos modelos se sometieron a varias pruebas de estrés para observar sus respuestas. [...]

Zhou ilustra esta adaptabilidad señalando que, bajo tensión de corte, los PAM se comportan como el agua con “resistencia cero”, debido a que sus componentes se deslizan unos contra otros como eslabones de una cadena. Sin embargo, cuando se comprimen, estas estructuras se vuelven completamente rígidas y se comportan como sólidos.

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Más información: https://www.muyinteresante.com/ciencia/ni-solido-ni-liquido-redefine-la-ingenieria.html

25.000 ciclos de carga y 80% de capacidad alcanzada en la innovadora batería de litio-azufre

25.000 ciclos de carga y 80% de capacidad alcanzada en la innovadora batería de litio-azufre

La nueva batería mostró un rendimiento impresionante, conservando la mitad de su capacidad incluso cuando se cargó completamente en poco más de un minuto a altas temperaturas.

Christopher McFadden, 19 de enero de 2025 07:06 AM EST

Investigadores chinos y alemanes han anunciado un avance significativo en la tecnología de baterías de litio-azufre, demostrando una estabilidad y un rendimiento mejorados.

Según su estudio, publicado en Nature, la nueva batería de litio-azufre utiliza electrolitos sólidos, lo que, según descubrieron, parece resolver la mayoría de los problemas de solubilidad de los compuestos intermedios. En las últimas décadas, el litio ha demostrado ser un material maravilloso en el mundo de las baterías, especialmente en el creciente mundo de las baterías de estado sólido. Sin embargo, si bien el silicio ha demostrado ser muy útil para esta función, el azufre puede almacenar más litio que el silicio, lo que presenta una alternativa prometedora a pesar de sus desafíos. En particular, los investigadores dirigieron su atención al azufre, que desde hace mucho tiempo ha sido atractivo para la tarea debido a su abundancia y bajo costo. [...] La batería resultante demostró capacidades notables. Incluso en condiciones de carga de alta velocidad (50 grados Celsius, lo que permite una carga completa en poco más de un minuto), la batería mantuvo la mitad de su capacidad en comparación con velocidades de carga más lentas. Mantiene más del 80% de su capacidad inicial después de 25.000 ciclos de carga/descarga, lo que supera con creces la durabilidad de las baterías de iones de litio, que se degradan después de aproximadamente 1.000 ciclos.

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Nuevo sistema sin consumo energético para deshumidificar habitaciones

Nuevo sistema sin consumo energético para deshumidificar habitaciones

NCYT, 21/01/2025

Para deshumidificar lugares y garantizar un ambiente confortable en ellos, se suele recurrir a sistemas de ventilación activa, esencialmente deshumidificación mecánica. [...] Teniendo en cuenta todo esto, un equipo integrado, entre otros, por Magda Posani y Guillaume Habert, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (ETH), investigó un nuevo enfoque para la deshumidificación pasiva de espacios interiores. Pasiva, en este contexto, significa que la humedad excesiva es absorbida por paredes y techos y almacenada temporalmente allí. En vez de ser liberada al exterior por un sistema de ventilación mecánica, la humedad se almacena temporalmente en un material higroscópico, y se libera posteriormente cuando se ventila la habitación. La principal baza de este sistema es que no consume energía. 

Posani, Habert y sus colegas siguieron el principio de la economía circular en su búsqueda de un material higroscópico adecuado. El punto de partida fueron los residuos finamente molidos de las canteras de mármol. Se necesita un aglutinante para convertir este polvo en un componente consistente para paredes y techos capaces de atrapar la humedad excesiva. De esta tarea se encargan un geopolímero y una solución alcalina (silicato potásico y agua). El aglutinante aglutina el polvo de mármol para formar un material de construcción lo bastante robusto.

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EE.UU. crea el material de blindaje más resistente de la historia, con 100 billones de enlaces por cm²

EE.UU. crea el material de blindaje más resistente de la historia, con 100 billones de enlaces por cm²

A diferencia de los métodos convencionales, el proceso de fabricación del polímero 2D es altamente escalable

Ameya Paleja, 16 de enero de 2025 02:05 p. m. EST

Un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad Northwestern ha desarrollado el primer material entrelazado mecánico bidimensional con gran flexibilidad y resistencia. En el futuro, este material podría utilizarse para desarrollar chalecos antibalas ligeros pero de alto rendimiento y otros materiales resistentes similares, según un comunicado de prensa. [...] 

Madison Bardot, candidata a doctorado en el laboratorio de Dichtel, desarrolló un proceso novedoso que utiliza monómeros en forma de X como bloques de construcción y los organiza en estructuras cristalinas muy ordenadas. Luego, utilizaron otra molécula para crear enlaces entre las moléculas del cristal. El material resultante consiste en capas de láminas de polímero bidimensionales (2D) en las que los extremos de los monómeros en forma de X se entrelazan con los extremos de otros monómeros en forma de X y se introducen más monómeros a través de los espacios intermedios. En conjunto, el material consta de 100 billones de enlaces mecánicos por centímetro cuadrado, la mayor densidad jamás alcanzada. Curiosamente, el equipo también descubrió que disolver el polímero en la solución permitía que los monómeros entrelazados se despegaran entre sí, posibilitando la manipulación de láminas individuales.

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Científicos chinos convierten el CO₂ en alimentos nutritivos con un rendimiento proteico del 74%

Científicos chinos convierten el CO₂ en alimentos nutritivos con un rendimiento proteico del 74%

Este bioproceso no solo reduce los impactos ambientales sino que también promueve una economía circular del carbono al transformar el CO₂ en valiosos recursos proteicos

Sujita Sinha, 16 de enero de 2025 11:00 a. m. EST

Un estudio pionero ha revelado un método innovador para convertir dióxido de carbono (CO₂) y electricidad en proteína unicelular (SCP). Este innovador bioproceso es prometedor no sólo para la seguridad alimentaria sino también para abordar los desafíos ambientales relacionados con las emisiones de gases de efecto invernadero. [...] La clave de este nuevo bioproceso es la creación de un sistema de doble reactor que integra procesos anaeróbicos y aeróbicos. En la primera fase se utiliza la electrosíntesis microbiana (MES) para convertir el CO₂ en acetato, un intermediario esencial. Este acetato se introduce luego en el segundo reactor, donde las bacterias aeróbicas del género Alcaligenes producen SCP. El sistema ha demostrado ser muy eficiente, ya que produce 17,4 g/L de peso celular seco, lo que demuestra un excelente aprovechamiento de los recursos. Una de las características más destacadas de este SCP es su impresionante concentración de proteínas del 74%, que supera con creces a las fuentes de proteínas convencionales, como la harina de pescado y la soja. Esta proteína de alta calidad se puede utilizar como aditivo en la alimentación animal, mejorando la salud y la productividad del ganado. Además, el potencial para el consumo humano amplía aún más el impacto de esta investigación, ofreciendo una fuente de proteína alternativa en el creciente mercado de origen vegetal.

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La nueva batería de vehículos eléctricos de China se carga al 80% en 8,5 minutos y ofrece una potencia energética de 185 Wh/kg

La nueva batería de vehículos eléctricos de China se carga al 80% en 8,5 minutos y ofrece una potencia energética de 185 Wh/kg

Su modelo de batería Fengxing de larga duración está diseñado para durar 15 años o hasta 600.000 km, lo que garantiza la durabilidad.

Jijo Malayil,  9 de enero de 2025 13:42 EST

Un fabricante de baterías chino ha presentado una oferta avanzada capaz de recargar del 10 al 80 por ciento en solo 8,5 minutos. Svolt Energy (Honeycomb Energy), una rama de Great Wall Motor, reveló la batería de cuchillas cortas Fengxing durante su quinto Día de la Batería en Chengdu, informan los medios de comunicación chinos. La innovadora batería cuenta con un multiplicador de carga de 6C y una densidad de energía de 185 Wh/kg, estableciendo nuevos estándares para la tecnología de carga rápida. Las celdas de cuchillas cortas de tercera generación de Svolt, que cuentan con materiales de cátodo y ánodo de alta energía, alimentan el Fengxing. En septiembre, General Motors y CATL presentaron una batería EV de fosfato de hierro y litio 6C, que permite una carga ultrarrápida en solo 10 minutos. 

El valor "C" representa la relación entre la capacidad de una batería y su potencia de carga. Por ejemplo, con una tasa de 1C, una batería de 80 kWh puede cargarse a un máximo de 80 kW. Con una tasa de 6C, la misma batería puede cargarse a un máximo de 480 kW, seis veces más que su capacidad. [...] Svolt también ha presentado una versión de larga duración de su batería Fengxing, diseñada para durar 15 años o hasta 600.000 kilómetros. En junio, los informes indicaron que tanto CATL como BYD están desarrollando baterías con una tasa de carga de 6C.

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Corea lanza una batería para vehículos eléctricos a prueba de fuego que conserva el 87 % de su energía después de 1.000 ciclos

Corea lanza una batería para vehículos eléctricos a prueba de fuego que conserva el 87 % de su energía después de 1.000 ciclos

Cada capa del polímero tiene una función específica para mejorar el rendimiento y resistir al fuego y a las explosiones

Ameya Paleja, 31 de diciembre de 2024 a las 09:29 a. m. EST

Los investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST) en Corea del Sur han desarrollado un electrolito de polímero sólido de triple capa que contiene una batería de iones de litio que puede extinguirse por sí sola si se incendia y es resistente a las explosiones. La batería también muestra una mayor vida útil que las baterías de iones de litio convencionales, según un comunicado de prensa. [...] Las baterías de iones de litio convencionales utilizan electrolitos líquidos con materiales orgánicos que corren el riesgo de incendiarse. Los separadores que se utilizan para separar los electrodos también son propensos a sufrir daños y pueden provocar cortocircuitos, lo que provoca explosiones. Esto ha suscitado inquietudes sobre el uso de paquetes de baterías de iones de litio en soluciones de almacenamiento de energía a gran escala. [...]

Las baterías de estado sólido tienen un rendimiento relativamente bajo en comparación con sus contrapartes de polímero líquido, ya que es difícil lograr un contacto completo entre los electrodos y los electrolitos. [...]

Un equipo de investigación dirigido por Kim Jae-hyun superó este obstáculo al cambiar a un sistema de tres capas que compone el electrolito de polímero sólido.

Cada capa del electrolito cumple una función específica. Una capa intermedia robusta hecha de zeolita proporciona resistencia a la estructura. Por el contrario, las capas externas más blandas proporcionan contacto con los electrodos y mejoran el rendimiento y la eficiencia de la batería.

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Nuevo material barato y sostenible que usa luz solar para descontaminar el aire

Nuevo material barato y sostenible que usa luz solar para descontaminar el aire

NCYT, 31/12/2024

Un equipo de investigación del Instituto Químico para la Energía y el Medioambiente (IQUEMA) de la Universidad de Córdoba (UCO) en Andalucía, España, ha desarrollado un material fotocatalítico capaz de reducir eficazmente los gases formados por el óxido nítrico y el dióxido de nitrógeno, obteniendo un rendimiento similar al de otros desarrollados hasta la fecha, pero a través de un proceso más barato y sostenible. [...] El equipo de investigación ha sintetizado un nuevo compuesto uniendo dos tipos de materiales distintos: nitruro de carbono, que es precisamente el que permite que la reacción se active bajo presencia de luz visible, e hidróxidos dobles laminares, que tienen la capacidad de aportar un alto rendimiento a la reacción además de ser su producción barata y fácilmente adaptable a la escala industrial. Según los resultados obtenidos, y tal y como explica la profesora Ivana Pavlovic, una de las investigadoras que ha participado en el estudio, el nuevo proceso es capaz de convertir el 65% de los óxidos de nitrógeno bajo irradiación de luz visible, un porcentaje muy similar al que han alcanzado otros fotocatalizadores, pero con la ventaja de que este nuevo sistema utiliza minerales como el magnesio o el aluminio, "más baratos, abundantes en la naturaleza y benignos, en comparación con los de otros fotocatalizadores utilizados hasta la fecha, que emplean el cadmio, el plomo o el grafeno en su composición", destaca la investigadora.

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