MATERIA INFORMÁTICA APLICADA I
PROYECTO FINAL Revista de Tendencias de Ciencia y Tecnología EJEMPLO
Profesor: Dr. José Benito Franco Urrea.
Cd. Obregón, Son a 08 de Diciembre de 2014
Crean un 'papel' de plástico o vidrio que se puede reutilizar hasta 20 veces. Utiliza reacciones de reducción y oxidación, y las impresiones duran tres días a temperatura ambiente. Investigadores de Estados Unidos han desarrollado un 'papel' de plástico o vidrio que se puede reescribir y borrar hasta 20 veces. Mediante reacciones de reducción, se pueden imprimir en él textos que duran hasta tres días a temperatura ambiente, un tiempo suficiente para leer un periódico, por ejemplo. La oxidación producida por el aire va borrando la impresión, más rápido cuanto mayor sea la temperatura.
Las ingentes cantidades de papel y cartuchos de tinta que se consumen en todo el mundo, un verdadero problema ambiental, podrían reducirse si se implanta una nueva tecnología desarrollada por químicos de la Universidad de California en Riverside (EE UU). Los científicos han encontrado una forma original de reescribir y borrar hasta 20 veces sobre un mismo sustrato. En concreto, se trata de un papel de plástico o vidrio coloreado con un tinte químico muy corriente: los indicadores redox, que varían de color por reacciones de reducción y oxidación (de ahí su nombre). La impresión se consigue colocando el papel tintado (puede ser azul, rojo o verde) sobre una placa en la que está escrito un texto patrón. Después se aplica luz ultravioleta, que decolora y reduce todo el colorante del papel, excepto las partes que constituyen las letras o las imágenes. Finalmente, por simple calentamiento, el material recupera su color original por una reacción de oxidación con el oxígeno ambiente. Cuando se calienta a 115 ºC se acelera la reacción de tal forma que el proceso de borrado se completa en menos de 10 minutos.
"Los principios de la física, hasta donde yo sé, no dicen nada contra la posibilidad de manipular las cosas átomo a átomo. No es un intento de violar ninguna ley; es algo que en principio se puede hacer; pero en la práctica no se ha hecho porque somos demasiado grandes." (Richard P. Feynman). Fuente: Yin Lan/UC Riverside.
"Las letras impresas permanecen legibles en alta resolución en condiciones ambientales durante unos tres días, un tiempo suficiente para aplicaciones prácticas como leer un periódico", explica en la nota de prensa
de la universidad, recogida por Sinc, Yadong Yin, coordinador de la investigación y autor principal del trabajo, que publica esta semana la revista Nature Communications. Los investigadores ya han patentado su tecnología, que incluye el uso de nanocristales de titanio como catalizadores y de celulosa como espesante en los tintes. Su objetivo ahora es que los textos se vean bien durante mucho más de tres días y se puedan escribir y borrar hasta 100 veces, lo que ahorraría costes. "Nuestro papel reescribible es sencillo de fabricar, tiene unos gastos de producción reducidos, baja toxicidad y requiere poca energía", destaca Yin, que concluye: “Es una alternativa atractiva frente al papel corriente, ya que ayuda a cumplir con las cada día mayores exigencias mundiales hacia la sostenibilidad y la conservación del medio ambiente". "Las letras impresas permanecen legibles en alta resolución en condiciones ambientales durante unos tres días, un tiempo suficiente para aplicaciones prácticas como leer un periódico", explica en la nota de prensa de la universidad, recogida por Sinc, Yadong Yin, coordinador de la investigación y autor principal del trabajo, que publica esta semana la revista Nature Communications.
Los investigadores ya han patentado su tecnología, que incluye el uso de nanocristales de titanio como catalizadores y de celulosa como espesante en los tintes. Su objetivo ahora es que los textos se vean bien durante mucho más de tres días y se puedan escribir y borrar hasta 100 veces, lo que ahorraría costes. "Nuestro papel reescribible es sencillo de fabricar, tiene unos gastos de producción reducidos, baja toxicidad y requiere poca energía", destaca Yin, que concluye: “Es una alternativa atractiva frente al papel corriente, ya que ayuda a cumplir con las cada día mayores exigencias mundiales hacia la sostenibilidad y la conservación del medio ambiente". Referencia bibliográfica: Wenshou Wang, Ning Xie, Le He y Yadong Yin: Photocatalytic colour switching of redox dyes for ink-free light-printable rewritable paper. Nature Communications (2014). doi:10.1038/ncomms6459
Crean baterías de papel que se recargan al entrar en contacto con un líquido Se pueden incorporar a los tests de embarazo o de glucosa para que estos no precisen de una fuente de energía externa.
Investigadores del CSIC han desarrollado unas baterías hechas de papel que se pueden incorporar a los tests de embarazo o de glucosa, de modo que estos no necesiten de una fuente de energía externa. Se trata de unas pilas 'microfluídicas' que incorporan elementos que reaccionan al entrar en contacto con muestras líquidas, y así producen electricidad.
Investigadoresdores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han desarrollado pilas de combustible microfluídicas en papel que permiten que dispositivos de diagnóstico como las tiras de flujo lateral, usadas por ejemplo en los tests de embarazo o los test de glucosa, funcionen sin necesidad de baterías externas.
Las pilas microfluídicas se pueden incorporar a los tests de embarazo o de glucosa. Fuente: CSIC.
Como explica la nota de prensa del CSIC, el uso de las tiras de flujo lateral se ha extendido en el campo del diagnóstico debido a su bajo coste, ligereza, portabilidad y capacidad de proporcionar una respuesta rápida y fácil de leer.
En ocasiones, estos dispositivos necesitan de un lector con baterías para cuantificar el resultado. Sin embargo, esto se evita con las pilas de combustible desarrolladas por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona, en colaboración con el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, -ambos del CSIC-, ya que pueden proporcionar suficiente potencia eléctrica para alimentar los sensores ópticos o electroquímicos de un ensayo y mostrar los resultados sin fuentes de energía externas.
El papel es un material barato, biodegradable, delgado, flexible y, además, tiene la capacidad de transportar fluidos por capilaridad. Basándose en esta capacidad, los investigadores han incorporado elementos al papel que reaccionan al
entrar en contacto con una muestra líquida –agua en el caso del estudio-, y de este modo se produce la reacción que genera la electricidad para la puesta en marcha del dispositivo de diagnóstico. Múltiples aplicaciones
Hasta el momento los ensayos se han realizado con metanol como combustible pero los investigadores trabajan ya en la optimización de los dispositivos para que puedan proporcionar energía a partir de moléculas que están presentes en fluidos biológicos, como son la glucosa en sangre o la urea, en el caso de la orina.
Y las aplicaciones de este hallazgo no se limitan al ámbito biomédico sino que también se pueden extender a otros campos en los que las tiras de ensayo desechables son ampliamente utilizadas, como ocurre en el sector medioambiental, en el veterinario, el agro-alimentario y seguridad, entre otros.
Las investigaciones continúan hacia la integración de las pilas de combustible con la tecnología de electrónica orgánica. De esta forma, todos los componentes necesarios -sensores, fuente de energía, electrónica y pantalla- podrían fabricarse en un
mismo proceso de impresión roll-to-roll, una técnica por la que se depositan capas de materiales aislantes y conductores en sustratos flexibles que pasan de un rollo a otro. Referencias
bibliográfica:
J. P. Esquivel, F. J. Del Campo, J. L. Gómez de la Fuente S. Rojas y N. Sabaté. Microfluidic fuel cells on paper: meeting the power needs of next generation lateral flow devices. Energy and
Environmental Science (2014). DOI: 10.1039/ C3EE44044C.