NANOFIBRAS DE PLASTICO CONDUCEN ELECTRICIDAD COMO EL COBRE

Nanofibras de plástico que se autoensamblan y conducen electricidad casi tan bien como el cobre.
Se ha conseguido fabricar con éxito fibras de plástico altamente conductoras que tienen sólo varios nanómetros de espesor. Además, estos nanohilos se autoensamblan en un proceso que es activado por un destello de luz.
Baratas y fáciles de manejar, a diferencia de los nanotubos carbono, las nuevas nanofibras de plástico combinan las ventajas de dos clases de materiales capaces de conducir la corriente eléctrica: los tradicionales metales y los innovadores plásticos de polímeros orgánicos. De hecho, sus notables propiedades eléctricas son muy similares a las que presentan los metales.
Además, son ligeras y flexibles como muchos de los plásticos convencionales, lo que abre la posibilidad de superar uno de los desafíos más importantes de la electrónica del siglo XXI: la miniaturización de los componentes en la escala nanométrica.
Estos asombrosos nanohilos de plástico son obra de científicos del Centro Nacional francés para la Investigación Científica (CNRS, por sus siglas en francés) y la Universidad de Estrasburgo, en Francia.
Estas fibras reúnen por tanto lo mejor de cada clase de materiales. Son muy ligeras y flexibles, y al mismo tiempo capaces de transportar densidades de corriente extraordinarias, casi tanto como las que soporta el cobre.
El próximo paso del equipo de investigación, dirigido por Nicolas Giuseppone y Bernard Doudin, es demostrar que estas fibras pueden ser usadas a escala industrial para fabricar dispositivos electrónicos miniaturizados, como por ejemplo pantallas flexibles, células solares, transistores y nanocircuitos impresos.

¿COMO FUNCIONA EL SILICIO EN UNA CELDA SOLAR?

El silicio tiene algunas propiedades químicas especiales, sobre todo en su forma cristalina.

Un átomo de silicio tiene 14 electrones dispuestos en 3 diferentes capas.

Las 2 primeras capas tienen entre 2 y 8 electrones respectivamente, sin embargo en la tercera capa que es la exterior solo tiene la mitad de electrones.

Un átomo de silicio siempre buscará la forma de llenar su última capa, y para ello, se compartirán electrones con los 4 átomos más cercanos.

Es como si cada átomo tomara de las manos a sus vecinos, excepto que en este caso, cada átomo tiene cuatro manos por lo que se une a cuatro vecinos. Eso es lo que forma la estructura cristalina, estructura que resulta ser muy importante para las células PV.

El único problema es que el silicio cristalino puro es un mal conductor de la electricidad debido a que ninguno de sus electrones son libres de moverse, a diferencia de los electrones en los conductores más óptimos como el cobre.

Para evitar este problema el silicio de una celda solar tiene impurezas (formadas por otros átomos que se mezclan intencionalmente con los átomos del silicio). Solemos pensar de impurezas como algo indeseable, pero en este caso, la celda solar no funcionaría sin ellos.

Los átomos que se agregan intencionalmente al silicio son el fosforo en una proporción aproximada de 1 átomo por cada millón de átomos de silicio, y el boro que solo tiene 3 electrones y ayuda a mantener el contraste en la carga positiva-negativa en la capa exterior.

CABLE ELECTRICO 10,000 VECES MAS FINO QUE UN CABELLO

Un grupo de investigadores australianos  de la Universidad de Nueva Gales del Sur anunció la creación de un cable eléctrico diez mil veces más delgado que un cabello, capaz de igual conducción eléctrica que un cable de cobre  tradicional.
El descubrimiento marca una nueva frontera para las conexiones entre los componentes electrónicos de las “computadoras cuánticas” del futuro.
“Poder efectuar conexiones de cables a esa escala microscópica será esencial para el desarrollo de los futuros circuitos electrónicos”, explicó Bent Weber, jefe del proyecto realizado en la universidad australiana, en un trabajo publicado por la revista Science.
El cable fue creado por físicos australianos y estadounidenses con cadenas de átomos de fósforo dentro de un cristal de silicio: el nanocable cuenta apenas con cuatro átomos de ancho por uno de alto.
Sin embargo su resistencia eléctrica, es decir su conductibilidad -explicaron los investigadores- no depende del espesor del cable, superando de hecho lo que describe la ley de Ohm y se enseña hasta ahora en las escuelas.
El hallazgo es esencial en la carrera internacional para desarrollar la primera “computadora cuántica”, máquinas súper veloces capaces de procesar enormes cantidades de datos en pocos segundos: una serie de cálculos que llevaría años, o incluso décadas, a las computadoras actuales.
En un cable de cobre tradicional, la electricidad se genera cuando los electrones de cobre fluyen a lo largo del conductor: pero a medida que el cable o conductor se hace más pequeño, la resistencia al flujo eléctrico se hace mayor.
Para superar este problema Weber y su equipo utilizaron microscopios especialmente diseñados con precisión atómica, que les permitieron colocar los átomos de fósforo en los cristales de silicio.
Esto permitió que el nanocable actuara como el cobre, con los  electrones fluyendo fácilmente y sin problemas de resistencia. “Estamos mostrando con esta técnica que es posible minimizar  componentes hasta la escala de pocos átomos”, indicó Weber.
Según la física Michelle Simmons, supervisora del trabajo, falta una década para que aparezcan las primeras computadoras cuánticas, pero el objetivo de los científicos es desarrollar  una computadora de este tipo donde las más pequeñas unidades de información (equivalentes a los bits de las máquinas clásicas)  serán reemplazadas por átomos de fósforo.
“Si vamos a usar átomos como bits, necesitamos cables a la  misma escala de los átomos”, observó Simmons.