NANOLÁMINAS CONVIERTEN CALOR RESIDUAL EN ELECTRICIDAD

Se ha conseguido desarrollar un método barato y respetuoso con el medio ambiente, para sintetizar láminas de cristales de óxido de cobalto y sodio, de milímetros de longitud y 20 nanómetros de espesor, y con propiedades útiles para diversas tecnologías del sector de las energías alternativas y del de la electrónica.
Este material tiene propiedades fascinantes, incluyendo una alta capacidad termoeléctrica, una buena conductividad eléctrica, su aptitud potencial como material superconductor y la posibilidad de emplearlo como material de cátodo para baterías basadas en iones de sodio.
Las nanoláminas también soportan  ser dobladas, a veces hasta 180 grados, una capacidad de resistencia inusual para las cerámicas, que normalmente son quebradizas.
El material, desarrollado por el equipo de Richard Robinson, profesor de ciencia e ingeniería de los materiales en la Universidad de Cornell, en Ithaca, Nueva York, está basado en elementos comunes y abundantes (sodio, cobalto y oxígeno) sin incluir entre sus ingredientes a elementos tóxicos como el telurio, normalmente utilizados en los dispositivos termoeléctricos.
Por regla general, los materiales de óxidos no son eléctricamente conductores, sino aislantes. Dado que el nuevo material es un óxido conductor, puede usarse en dispositivos termoeléctricos para convertir el calor residual en energía. Ahora que los investigadores han producido las nanoláminas, esperan que la eficiencia termoeléctrica del material mejore, permitiendo ello la creación de dispositivos termoeléctricos más eficientes, idóneos para diversas tecnologías del sector de las energías alternativas.
En el trabajo de investigación y desarrollo, al que la revista académica Journal of Materials Chemistry le ha dedicado una portada, también han intervenido Mahmut Aksit y David Toledo.

MATERIAL AISLANTE PARA CONDUCTORES ELECTRICOS

Materiales Aislantes  o  Dieléctricos

A diferencia de los cuerpos metálicos buenos conductores de la corriente eléctrica, existen otros como el aire, la porcelana, el cristal, la mica, la ebonita, las resinas sintéticas, los plásticos, etc., que ofrecen una alta resistencia a su paso. Esos materiales se conocen como aislantes o dieléctricos.

Los cuerpos aislantes ofrecen una alta resistencia al paso de la corriente eléctrica, como es el caso del  PVC (PolyVinyl Chloride – Policloruro de Vinilo) empleado como revestimiento en los cables.

Al contrario de lo que ocurre con los átomos de los metales, que ceden sus electrones con facilidad y conducen bien la corriente eléctrica, los de los elementos aislantes poseen entre cinco y siete electrones fuertemente ligados a su última órbita, lo que les impide cederlos. Esa característica los convierte en malos conductores de la electricidad, o no la conducen en absoluto.

En los materiales aislantes, la banda de conducción se encuentra prácticamente vacía de portadores de cargas eléctricas o electrones, mientras que la banda de valencia está completamente llena de estos.

No todos los aisladores son iguales en sus cualidades aisladores. Los mejores aisladores no tienen electrones libres. Los aisladores no tan perfectos contienen pocos electrones libres, con los que es posible generar una corriente eléctrica muy pequeña.

La porcelana es uno de los mejores aisladores usados actualmente;  se usa sin excepción para aislar las líneas de transmisión de alto voltaje y no pierde sus cualidades aislantes a pesar de los altos voltajes usados en tales líneas (100 a 400 kV): como consecuencia, la corriente sigue fluyendo a través de los cables.

Ya que los plásticos son suaves y flexibles frecuentemente, además de excelentes aisladores, se usan como aislamientos o cubiertas de los conductores eléctricos. A mayor espesor, más efectivo es el aislamiento.

Muchos aislamientos no deben llegar a temperaturas críticas porque comienzan a degradarse (se derriten); por esta imposibilidad de soportar altas temperaturas se les llama termoplásticos.

Un hecho importante de los aislamientos termoplásticos es que pueden pigmentarse y fabricarse en muchos colores (este hecho facilita a los técnicos el rastreo de alambres en circuitos complicados).

La función del aislamiento es confinar la corriente eléctrica en el conductor y contener el campo eléctrico dentro de su masa. Las propiedades de los aislamientos exceden los requisitos que demanda su aplicación, pero los efectos de la operación, el medio ambiente, el envejecimiento, etc., pueden degradar al aislamiento rápidamente hasta el punto en que llegue a fallar, por lo que es importante seleccionar el más adecuado para cada uso.