UN NUEVO SENSOR DETECTA CONTAMINANTES DEL MAR Y LA TIERRA A TIEMPO REAL

Tiene la capacidad de apreciar más de mil colores, gracias a la tecnología híperespectral
Una nueva tecnología desarrollada por ingenieros y científicos de la Universidad de Tel Aviv, en Israel, permite detectar en tiempo real la presencia de contaminación en tierra y mar. El sensor utiliza una tipología de cámaras denominada híperespectral, logrando apreciar colores que el ojo humano no advierte. Identifica más de mil tonalidades, analizando un volumen de información trescientas veces superior del que el cerebro humano puede procesar
Imagen de satélite del derrame de la plataforma petrolífera Deepwater Horizon en el Golfo de México. Fuente: Wikimedia Commons.
Sensores desarrollados por científicos de la Universidad de Tel Aviv permiten optimizar el monitoreo medioambiental, gracias a su capacidad de detección de la presencia de contaminantes en tierra y mar. La nueva tecnología hace uso de una cámara híperespectral, con la que pueden apreciarse mil tonalidades diferentes, muchas de las cuales pasan desapercibidas para el ojo humano. Al mismo tiempo, logra procesar estos datos en tiempo real.
Fisiológicamente hablando, el ojo humano está capacitado para apreciar solamente las bandas de luz relativas a las gamas del rojo, verde y azul. La tecnología creada en Israel logra detectar más de mil colores, permitiendo el desarrollo de una nueva gama de sensores dedicada a revelar la acción de contaminantes y otros peligros ambientales en cada momento.
Según el profesor Eyal Ben-Dor, del Departamento de Geografía y Medio Ambiente Humano de la Universidad de Tel Aviv, la lectura de este amplio espectro de colores hace posible que el sensor analice una cantidad de datos e información que resulta trescientas veces superior a la que puede procesar el cerebro humano.
El sensor presenta además otras ventajas: es pequeño y fácil de usar, y sobre todo puede proporcionar un análisis inmediato, económico y preciso de bosques, zonas urbanas, tierras agrícolas, puertos y otras áreas, que a menudo sufren la acción de los contaminantes y de fenómenos como la erosión del suelo o los sedimentos de polvo.
Amplias e importantes aplicaciones
Este nuevo sensor permitiría obtener una mejor protección y monitoreo del medio ambiente, afirman sus creadores. El avance fue difundido a través de una reciente nota de prensa de American Friends of Tel Aviv University, y además se desarrolló en un artículo publicado en el medio especializado Remote Sensing of Environment.
El sensor permite obtener una importante información en tiempo real sobre las condiciones ambientales de un área determinada. Fuente: American Friends of Tel Aviv University.
El sensor podría tener tanto aplicaciones comerciales como científicas, por ejemplo colaborando con las empresas para cumplir con las distintas regulaciones medioambientales, principalmente midiendo el alcance de los daños ambientales causados por todo tipo de actividades industriales.
El dispositivo interpreta la radiación solar reflejada por un objeto material o por el propio medio ambiente. Cada color representa una reacción química entre dos compuestos diferentes. La lectura puede aplicarse a una distancia mínima de 0,4 pulgadas y de 500 millas como máximo.
Esto significa que se puede colocar en cualquier lugar del planeta, en aviones no tripulados, satélites o globos meteorológicos. La cámara híperespectral utilizada en este sensor también podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor la composición de la atmósfera de un planeta determinado.
Datos en tiempo real y acción inmediata
Según explicó el profesor Ben-Dor, la tecnología ya se ha utilizado para estudiar diferentes ambientes, tanto en tierra como en mar, tratando de identificar áreas problemáticas desde el punto de vista ambiental. Uno de los sectores analizados ha sido el área cercana a las tuberías de gas.
En estos sitios, particularmente afectados por la contaminación ambiental, se ha detectado que las fugas de gas pueden ser especialmente perjudiciales para la tierra ubicada alrededor de las tuberías. En consecuencia, los sensores se pueden utilizar para controlar estas instalaciones y determinar la presencia de pérdidas y zonas afectadas.
Por otro lado, en las zonas agrícolas el nuevo sensor puede ser usado para determinar los niveles de sal en el suelo, permitiendo de esta forma la pérdida de cultivos frente a esta situación. Al mismo tiempo, la técnica también es efectiva en los puertos deportivos, que registran altos niveles de contaminación por combustibles o por los productos empleados como selladores en la parte inferior de las embarcaciones. En ese caso, la contaminación no solamente afecta al puerto, sino también a las playas cercanas.
Para concluir, cabe destacar que la gran ventaja de estos nuevos sensores es que hasta el momento las muestras de agua o tierra potencialmente contaminadas tenían que ser trasladadas a un laboratorio para su análisis. La nueva tecnología híperespectral, en cambio, facilita el análisis en tiempo real y la acción inmediata para mejorar las condiciones ambientales.

GRAFENO PERMITIRÁ FABRICAR APARATOS CON PROPIEDADES ÚNICAS

Investigadores descubren que las estructuras de las capas atómicas de este material son casi perfectas, lo que facilitará el desarrollo de una nueva generación de chips informáticos.
Un equipo de investigadores del Reino Unido ha descubierto que las estructuras de las capas atómicas del grafeno son prácticamente perfectas, incluso aunque se acumulen más de diez capas en la construcción de la pila. El hallazgo podría facilitar el desarrollo de una nueva generación de chips informáticos. El grafeno, un material bidimensional compuesto por átomos de carbono dispuestos en forma de panal de abejas, es el material más delgado del mundo y también uno de los más fuertes.
Estructura del grafeno. Fuente: Wikimedia Commons. Investigadores del Reino Unido han descubierto una característica insólita del grafeno gracias a la demostración de un método que emplea este material como pieza fundamental para la creación de nuevas estructuras tridimensionales no limitadas a lo que la naturaleza es capaz de producir.
Su método, publicado en Nature Materials, implica la inclusión de capas de grafeno entre otras de aislante para generar dispositivos electrónicos con propiedades únicas.
Se espera que este método nuevo dé paso a una dimensión completamente nueva en el campo de la investigación de la física.
Nueva generación de chips informáticos de grafeno
El grafeno es un material bidimensional compuesto de una única capa de átomos de carbono dispuestos en forma hexagonal o de panal de abejas.
Es el material más delgado del mundo y también uno de los más fuertes. Su eficiencia conductora de electricidad se asemeja a la del cobre y supera a la de cualquier otro material en lo referente a la conducción de calor.
Los científicos probaron que una nueva técnica de obtención de imágenes laterales puede utilizarse para observar cada una de las capas atómicas de grafeno en los dispositivos que han logrado construir.
El equipo descubrió que las estructuras eran prácticamente perfectas, incluso aunque se acumulasen más de diez capas en la construcción de la pila.
Este avance muestra aún con mayor certeza la idoneidad del grafeno como un componente de gran importancia para la nueva generación de chips informáticos.

CIENTÍFICOS CONSIGUEN ATRAPAR Y MANIPULAR LA LUZ USANDO GRAFENO

El logro demuestra que esta alotropía del carbono puede servir para el procesamiento de información óptica 

Un equipo de científicos de instituciones españolas ha logrado confinar la luz a escala nanométrica (con un espesor de tan solo un átomo) en grafeno. El logro confirma las predicciones teóricas sobre las propiedades de esta alotropía del carbono para procesar información óptica y para la detección ultra-sensible. La nueva técnica podría tener aplicaciones en diversas áreas, como la medicina, la biodetección, las células solares y los sensores de luz, así como los procesadores de información cuántica.
Representación artística del grafeno. Fuente: Wikimedia Commons. Equipos españoles de investigación han logrado visualizar por primera vez luz guiada con precisión nanométrica en grafeno, en una capa de átomos de carbono con un espesor de tan solo un átomo.
Esta visualización prueba lo que físicos teóricos habían predicho desde hace tiempo: que es posible atrapar y manipular luz de manera muy eficiente usando grafeno como una nueva plataforma para procesar información óptica y de detección ultra-sensible.
El estudio, que pública esta semana la revista Nature, ha sido posible gracias a las sinergias establecidas entre el Instituto de Química-Física Rocasolano (IQFR-CSIC) de Madrid, el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona y nanoGUNE, en San Sebastián.
Hasta ahora, se habían predicho propiedades ópticas de interés del grafeno cuando la luz se acopla a los denominados plasmones (oscilaciones de naturaleza ondulatoria del “mar” de electrones de conducción en el grafeno).
Sin embargo, no se había obtenido evidencia experimental directa de estos plasmones.
La razón es que su longitud de onda, el ‘tamaño’ de los plasmones del grafeno, es entre 10 y 100 veces menor de lo que permiten observar los microscopios ópticos convencionales.
Los investigadores han conseguido mostrar las primeras imágenes experimentales de plasmones en grafeno.
Para ello, los autores del estudio utilizaron microscopio ‘de campo cercano’ en el que una punta muy afilada convierte un haz de luz con el que se irradia en un foco de luz de tamaño nanométrico para proporcionar el momento (‘empuje’) necesario para crearlos.
Al mismo tiempo, la punta es sensible a la presencia de estas oscilaciones. Rainer Hillenbrand, líder del grupo de nanoGUNE, comenta: “¡Ver es creer! Nuestras imágenes ópticas de campo cercano prueban definitivamente la existencia de plasmones localizados y en movimiento en grafeno, y permiten una medida directa de su dramática reducción en longitud de onda.”

Estos plasmones se pueden utilizar para controlar luz eléctricamente, de manera similar a lo que tradicionalmente se consigue con electrones en un transistor.
Estas aplicaciones, que hasta ahora eran imposibles con los plasmones que existen en otros materiales, hacen viables los conmutadores ópticos eficientes de tamaño nanométrico, que permitirán realizar cálculos mediante luz en lugar de electricidad.
“Con nuestro trabajo hemos mostrado que el grafeno es una opción excelente para resolver importantes problemas tecnológicos relacionados con la modulación de luz a la velocidad de los microchips actuales,” comenta Javier García de Abajo, líder del grupo del IQFR-CSIC.
Además, esta capacidad para atrapar luz en volúmenes extraordinariamente pequeños podría alumbrar una nueva generación de nano-sensores con aplicaciones en diversas áreas, tales como medicina, biodetección, células solares y sensores de luz, así como procesadores de información cuántica.
Este resultado abre literalmente un nuevo campo de investigación y proporciona un camino viable para sintonizar luz de manera ultra-rápida, algo que no era posible hasta ahora.
Frank Koppends, líder del grupo del ICFO, lo resume así: “El grafeno es un material único y novedoso para los plasmones, un verdadero puente entre los campos de la nano-electrónica y la nano-óptica”.