viernes, 15 de julio de 2011

Nuevo avance en el desarrollo de un cable supereficiente

Cable eléctrico super eficiente

La red eléctrica de Estados Unidos basada en cables de cobre pierde alrededor del cinco por ciento de la energía eléctrica por cada 100 millas de transmisión. Con plantas de poder localizadas usualmente lejos de los sitios donde la energía es consumida, las pérdidas energéticas en todo el país son realmente elevadas. Una trama de nanotubos metálicos conocidos como cable cuántico de "sillón" (AQW, por sus siglas en inglés), es vista como una solución ideal ya que es capaz de transportar electricidad a través de largas distancias con pérdidas mínimas, sin embargo la manufactura de las cantidades masivas requeridas de estos nanotubos para el desarrollo de este "cable milagroso" ha probado ser bastante difícil. Ahora, gracias al trabajo de un grupo de investigadores se ha conseguido un avance fundametal que podría hacer factible el desarrollo de un cable de este tipo.

Los cables cuánticos de "sillón" obtienen su nombre de los nanotubos de carbono metálicos de una sola pared (SWCN) a partir de los cuáles son fabricados. Estos SWCN son llamados "sillones" debido a su forma peculiar, y si bien son grandes conductores de electricidad, el problema es que su producción resulta dificultosa. El procedimiento actual consiste en cultivarlos en lotes junto con otros tipos de nanotubos de los cuáles tienen que ser separados, lo que no constituiría un problema sino fuera por el hecho de que apenas tienen una extensión igual a 1/50000 de un cabello humano.

El equipo científico incluye al químico Andrew R.Barron de la Universidad de Rice, al estudiante graduado Alvin Orbaek y al estudiante Andrew Barroins, quienes se inspiraron en las ideas del pionero de la nanotecnología y ganador del premio Nobel Richard Smalley, que soñaba con una red de distribución de energía eficientre capaz de solucionar muchos de los problemas energéticos del planeta.

Trabajando en la consecución de este fin, el equipo ha encontrado una manera de conseguir que nanotubos individuales tengan una extensión dramáticamente mayor a los nanotubos normales. De esta manera, nanotubos SWCN pueden ser cortados y resembrados con catalizador de tal manera que vuelvan a crecer indefinidamente, con lo que se hace más factible la construcción de un cable capaz de hacer que toda la red eléctrica de un país sea máseficiente.

La técnica involucra la adición de un catalizador de hierro/cobalto al final de los nanotubos y el ajuste de la temperatura y condiciones ambientales en que el crecimiento puede ocurrir. Barron afirma que el refinamiento del proceso ha tomado años y que los esfuerzos han conseguido que ahora un 90% de los nanotubos producidos en cada lote sea capaz de crecer hasta niveles significativos. Así mismo, ha declarado que a pesar de que los experimentos han sido enfocados en SWCN de distintas quiralidades (moléculas sin un plano de simetría interna), cree que los resultados pueden ser igual de positivos o incluso mejores con SWCN de tipo "sillón".

La clave del proceso fue encontrar el balance correcto entre temperatura, presión, tiempo de reacción y catalizador para promover el crecimiento. Si bien al inicio se emplea una temperatura de 1000 grados Celsius para comenzar el crecimiento, los investigadores descubrieron que es necesario bajar la temperatura unos 200 grados además de ajustar la química para maximizar el rendimiento. Actualmente Barron y su equipo continúan afinando el proceso, y esperan que dentro de poco puedan empezar a producir nanotubos tipo "sillón" en grandes cantidades. Con esto, no está lejos el día en se puedan fabricar cables completos con este material.





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