Este “reactor” de nanotubos de carbono podría algún día alimentar robots microscópicos

Este “reactor” de nanotubos de carbono podría algún día alimentar robots microscópicos

Este "reactor" de nanotubos de carbono podría algún día alimentar robots microscópicos

Los diminutos nanotubos de carbono que pueden generar energía simplemente moviéndose en un líquido especial podrían algún día ser una fuente de energía revolucionaria para la micro-robótica o incluso dispositivos más pequeños, dicen los investigadores del MIT. El enfoque también podría proporcionar una fuente de electricidad nueva y mucho más eficiente para la electroquímica, aprovechando la energía del medio ambiente para realizar conversiones químicas que dependan menos de las fuentes de energía tradicionales.

Los nanotubos de carbono son tubos diminutos y huecos que se forman a partir de una red estrecha de átomos de carbono. Se les ha recurrido a los avances en la generación de energía solar, chips de computadora más efectivos, baterías flexibles y más, pero el equipo del Instituto de Tecnología de Massachusetts examinó las propiedades eléctricas inherentes de los propios tubos.

Los investigadores descubrieron que recubrir parcialmente un nanotubo de carbono con un polímero similar al teflón crearía una asimetría en la forma en que los electrones fluyen a través de él: desde la parte recubierta a la no recubierta del tubo. En realidad, lograr que el flujo de electrones salga requiere sumergir los nanotubos en un solvente que los elimine.

“Esta tecnología es intrigante porque todo lo que tiene que hacer es hacer fluir un disolvente a través de un lecho de estas partículas”, Michael Strano, profesor de ingeniería química de Carbon P. Dubbs en el MIT y director del proyecto, explica. “Esto te permite hacer electroquímica, pero sin cables”.

Estamos muy lejos de las pequeñas centrales eléctricas, por supuesto. La prueba de concepto implicó triturar nanotubos de carbono para que pudieran formarse en una sola hoja: uno de los lados estaba recubierto con el polímero. Luego se cortaron trozos pequeños, 250 micrones por 250 micrones, y se sumergieron en un solvente orgánico.

“El solvente quita electrones y el sistema intenta equilibrarse moviendo electrones”, explica Strano. “No hay una química de batería sofisticada en el interior. Es solo una partícula, la pones en solvente y comienza a generar un campo eléctrico “.

Cada partícula genera alrededor de 0,7 voltios, pero el beneficio es la escala. La combinación de cientos de partículas en un pequeño tubo de ensayo crea un reactor de “lecho compacto”. Eso demostró ser capaz de generar suficiente energía para un proceso electroquímico conocido como oxidación del alcohol, convirtiendo el alcohol en un aldehído o cetona, que normalmente no se haría de esa manera debido a las demandas de energía externa.

Las aplicaciones futuras de los reactores podrían incluir más de estas fuentes de energía electroquímica y, potencialmente, utilizar el dióxido de carbono capturado del medio ambiente para crear el revestimiento de polímero de suma importancia. El laboratorio de Strano ha demostrado previamente cómo los cables de nanotubos de carbono pueden generar energía cuando se calientan progresivamente.

Sin embargo, más allá de eso, la idea de un generador diminuto tiene aplicaciones potenciales mucho más amplias, sugieren los investigadores. La robótica a micro o incluso nanoescala es una posibilidad, donde la energía del entorno en el que están operando es suficiente para mantenerlos en funcionamiento. De esa manera, no se necesitarían baterías a bordo en el sentido tradicional.

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