Dispositivo nanoestructurado de dos caras para la producción de hidrógeno a partir del agua

A pesar de las excelentes propiedades fotoactivas y la alta conversión de luz solar a hidrógeno (sobre el 14 %) que se logra con sistemas fotocatalíticos basados en compuestos semiconductores de los grupos III-V, como el arsenuro de galio (GaAs), éstos resultan inaplicables pues se corroen con facilidad ante la presencia de la sal o los electrolitos ácidos utilizados para incrementar la eficiencia.

Un grupo de investigadores de Estados Unidos desarrolló un electrodo fotocatalítico integrado, que consiste en un apilado de heteroestructuras de películas delgadas epitaxiales basadas en GaAs que se imprime sobre un sustrato transparente. Tal dispositivo delgado de bajo costo y de fácil impresión, presenta el ingenio de desacoplar el material destinado para recibir la luz, del empleado para la electrocatálisis. De este modo, el dispositivo tiene dos caras funcionales distinguibles: una cara fotovoltaica para convertir la luz en electricidad y otra cara donde la molécula de agua se divide eficientemente en hidrógeno y oxígeno. El dispositivo convierte un 13 % de la energía total comparable a otros dispositivos solares reportados; sin embargo, el nuevo dispositivo es más estable y mucho menos costoso.

Los resultados fueron publicados recientemente en Nature energy

Mas información en MRS Bulletin

Antídoto para mordeduras de serpientes basado en nanopartículas

Los antídotos actuales contra mordeduras de serpientes venenosas son específicos para cada especie. Investigadores de la Universidad de California (Irvine) sintetizaron nano-partículas que muestran la capacidad de absorber las toxinas de diversas serpientes. Con base en esto los científicos planean crear el primer antídoto de amplio espectro contra veneno de serpientes, y más adelante esta misma estrategia se podría usar en casos de piquetes de alacranes, arañas, insectos y otros organismos venenosos.

Los resultados se publicaron en The Journal of American Chemical Society

Mas información en Science News

Óxido de Grafeno usado como tamiz para la purificación de agua de mar.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, desarrollaron membranas de óxido de grafeno capaces de separar las sales comunes de agua salada y obtener agua potable, sustituyendo tecnologías de desalinización que requieren tamices con poros aún más pequeños.

Las membranas de óxido de grafeno se hinchan ligeramente al sumergirlas en agua y los iones de sales más pequeños del orden de 1.4 nm fluyen a través de la membrana junto con el agua.

Este grupo logra reducir el tamaño entre capas de óxido de grafeno de modo controlado y con precisión, desde 0.6 nm a 1 nm logrando una eficiencia de 97% de rechazo de NaCl.

Los resultados de estas investigaciones fueron publicadas recientemente en Nature Nanotechnology (2017).

Mas información en https://phys.org/news/2017-04-graphene-sieve-seawater.html

Control del movimiento y modulación de nanomáquinas por medio de luz UV-Vis

Un reto actual en el campo de las máquinas moleculares artificiales es la síntesis e implementación de sistemas que puedan hacer un trabajo útil y controlado cuando se alimentan con una fuente constante de energía externa. Los primeros logros experimentales de este tipo han consistido en nanomáquinas con rotación unidireccional continua y traslación que usan "moduladores brownianos" para  regular el movimiento aleatorio. Una limitación de tales diseños es que una inversión de direccionalidad en la rotación requiere de modificaciones químicas complejas.

Un grupo de investigadores franceses desarrollaron una nanomáquina cuyo giro se controla por medio de un modulador que hace que la nanomáquina rote hacia uno u otro lado dependiendo de si la radiación incidente es UV o es visible. 

Los resultados fueron publicados recientemente en Nature Nanotechnology (2017)  

Coexistencia de ferromagnetismo y ferroelectricidad en dimensiones nanométricas

El compuesto mulitiferroico BiFeO₃ (BFO) ha sido ampliamente estudiando porque presenta ordenamientos antiferromagnético y ferroeléctrico (FE) a temperatura ambiente. Sin embargo, habiéndose empleado técnicas de crecimiento como epitaxia de haces moleculares o depósitos por capa atómica sobre sustratos monocristalinos de alta calidad, no se ha logrado obtener el ordenamiento ferromagnético (FM) requerido para ciertas aplicaciones en dispositivos de nueva generación.

Un grupo de investigadores del CNyN-UNAM y colaboradores, lograron el crecimiento de películas delgadas de BFO sobre sustratos de La_0.7Sr_0.3MnO₃(LSMO)/SiO₂/Si por la técnica de erosión iónica. Los autores demostraron que para espesores menores de 50 nm las películas de BFO exhiben un nuevo estado FM que coexiste con el ordenamiento FE a temperatura ambiente. A su vez, los investigadores encontraron que, para estos espesores, las películas de BFO crecen por capas atómicas heredando el ordenamiento FM del LSMO, cuya orientación de crecimiento es inducida por la superficie de SiO₂. Tales propiedades multiferroicas predicen un gran potencial de aplicación en la realización de nuevos dispositivos magnetoeléctricos integrados a la actual y aún predominante tecnología del Si.

Los resultados se publicaron recientemente en Acta Materialia

Recubrimiento ultradelgado para mejorar la eficiencia de baterías de Li-S

Investigadores de la Universidad de Yale desarrollaron un recubrimiento ultradelgado que tiene el potencial de extender la vida y mejorar la eficiencia de baterías de litio-azufre. Este nuevo material es un composito en forma de película delgada basado en óxido de grafeno, un dendrímero y un anhídrido naftálico puede aplicarse a cualquier cátodo de azufre. Aseguran que una batería con este recubrimiento soporta más de 1000 ciclos de carga/descarga. Además, este recubrimiento tipo gel es tan delgado que no afecta ni el tamaño ni el peso de la batería.

Los resultados fueron publicados recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS.

Mas infomación en Yale News

El transistor más pequeño con compuerta del orden de un nanómetro

Se logró disminuir  la longitud de la compuerta de un transistor usando el disulfuro de molibdeno como canal semiconductor y un nanotubo de carbono como electrodo de compuerta. Comparado  con el silicio, el MoS2 tiene una permeabilidad dieléctrica más baja, y esto permite controlar la resistencia del canal con una compuerta más pequeña.

Esta investigación muestra que la ley de Moore sigue siendo válida si se utilizan los materiales y la arquitectura apropiados.

Los resultados fueron publicados en Science.

Mas información en http://newscenter.lbl.gov/2016/10/06/smallest-transistor-1-nm-gate/