MATERIA

INFORMÁTICA APLICADA I

PROYECTO FINAL

Revista de Tendencias de Ciencia y Tecnología

Profesor: Dr. José Benito Franco Urrea.

Cd. Obregón, Son a 08 de Diciembre de 2014

EJEMPLO

Crean un 'papel' de plástico o vidrio que se puede reutilizar

hasta 20 veces.

Utiliza reacciones de reducción y

oxidación, y las impresiones duran tres

días a temperatura ambiente.

Investigadores de Estados Unidos han

desarrollado un 'papel' de plástico o

vidrio que se puede reescribir y

borrar hasta 20 veces. Mediante

reacciones de reducción, se pueden

imprimir en él textos que duran hasta

tres días a temperatura ambiente, un

tiempo suficiente para leer un

periódico, por ejemplo. La oxidación

producida por el aire va borrando la

impresión, más rápido cuanto mayor

sea la temperatura.

"Los principios de la física, hasta donde yo sé, no dicen

nada contra la posibilidad de manipular las cosas átomo

a átomo. No es un intento de violar ninguna ley; es algo

que en principio se puede hacer; pero en la práctica no

se ha hecho porque somos demasiado grandes."

(Richard P. Feynman). Fuente: Yin Lan/UC Riverside.

Las ingentes cantidades de papel y

cartuchos de tinta que se consumen en

todo el mundo, un verdadero problema

ambiental, podrían reducirse si se

implanta una nueva tecnología

desarrollada por químicos de la

Universidad de California en Riverside

(EE UU).

Los científicos han encontrado una

forma original de reescribir y borrar

hasta 20 veces sobre un mismo

sustrato. En concreto, se trata de

un papel de plástico o vidrio coloreado

con un tinte químico muy corriente: los

indicadores redox, que varían de color

por reacciones de reducción y oxidación

(de ahí su nombre).

La impresión se consigue colocando el

papel tintado (puede ser azul, rojo o

verde) sobre una placa en la que está

escrito un texto patrón. Después se

aplica luz ultravioleta, que decolora y

reduce todo el colorante del papel,

excepto las partes que constituyen las

letras o las imágenes.

Finalmente, por simple calentamiento, el

material recupera su color original por

una reacción de oxidación con el

oxígeno ambiente. Cuando se calienta a

115 ºC se acelera la reacción de tal

forma que el proceso de borrado se

completa en menos de 10 minutos.

"Las letras impresas permanecen

legibles en alta resolución en

condiciones ambientales durante unos

tres días, un tiempo suficiente para

aplicaciones prácticas como leer un

periódico", explica en la nota de prensa

de la universidad, recogida por Sinc,

Yadong Yin, coordinador de la

investigación y autor principal del

trabajo, que publica esta semana la

revista Nature Communications.

Los investigadores ya han patentado su

tecnología, que incluye el uso de

nanocristales de titanio como

catalizadores y de celulosa como

espesante en los tintes. Su objetivo

ahora es que los textos se vean bien

durante mucho más de tres días y se

puedan escribir y borrar hasta 100

veces, lo que ahorraría costes.

"Nuestro papel reescribible es sencillo

de fabricar, tiene unos gastos de

producción reducidos, baja toxicidad y

requiere poca energía", destaca Yin,

que concluye: “Es una alternativa

atractiva frente al papel corriente, ya

que ayuda a cumplir con las cada día

mayores exigencias mundiales hacia la

sostenibilidad y la conservación del

medio ambiente".

"Las letras impresas permanecen

legibles en alta resolución en

condiciones ambientales durante unos

tres días, un tiempo suficiente para

aplicaciones prácticas como leer un

periódico", explica en la nota de prensa

de la universidad, recogida por Sinc,

Yadong Yin, coordinador de la

investigación y autor principal del

trabajo, que publica esta semana la

revista Nature Communications.

Los investigadores ya han patentado su

tecnología, que incluye el uso de

nanocristales de titanio como

catalizadores y de celulosa como

espesante en los tintes. Su objetivo

ahora es que los textos se vean bien

durante mucho más de tres días y se

puedan escribir y borrar hasta 100

veces, lo que ahorraría costes.

"Nuestro papel reescribible es sencillo

de fabricar, tiene unos gastos de

producción reducidos, baja toxicidad y

requiere poca energía", destaca Yin,

que concluye: “Es una alternativa

atractiva frente al papel corriente, ya

que ayuda a cumplir con las cada día

mayores exigencias mundiales hacia la

sostenibilidad y la conservación del

medio ambiente".

Referencia bibliográfica:

Wenshou Wang, Ning Xie, Le He y Yadong

Yin: Photocatalytic colour switching of redox dyes for

ink-free light-printable rewritable paper. Nature

Communications (2014).

doi:10.1038/ncomms6459

Crean baterías de papel que se

recargan al entrar en contacto con

un líquido Se pueden incorporar a los tests de

embarazo o de glucosa para que estos

no precisen de una fuente de energía

externa.

Investigadores del CSIC han

desarrollado unas baterías hechas de

papel que se pueden incorporar a los

tests de embarazo o de glucosa, de

modo que estos no necesiten de una

fuente de energía externa. Se trata de

unas pilas 'microfluídicas' que

incorporan elementos que reaccionan al

entrar en contacto con muestras

líquidas, y así producen electricidad.

Investigadoresdores del Consejo

Superior de Investigaciones Científicas

(CSIC) han desarrollado pilas de

combustible microfluídicas en papel que

permiten que dispositivos de diagnóstico

como las tiras de flujo lateral, usadas

por ejemplo en los tests de embarazo o

los test de glucosa, funcionen sin

necesidad de baterías externas.

Las pilas microfluídicas se pueden incorporar a los tests

de embarazo o de glucosa. Fuente: CSIC.

Como explica la nota de prensa del

CSIC, el uso de las tiras de flujo lateral

se ha extendido en el campo del

diagnóstico debido a su bajo coste,

ligereza, portabilidad y capacidad de

proporcionar una respuesta rápida y

fácil de leer.

En ocasiones, estos dispositivos

necesitan de un lector con baterías para

cuantificar el resultado. Sin embargo,

esto se evita con las pilas de

combustible desarrolladas por el

Instituto de Microelectrónica de

Barcelona, en colaboración con el

Instituto de Catálisis y Petroleoquímica,

-ambos del CSIC-, ya que pueden

proporcionar suficiente potencia

eléctrica para alimentar los sensores

ópticos o electroquímicos de un ensayo

y mostrar los resultados sin fuentes de

energía externas.

El papel es un material barato,

biodegradable, delgado, flexible y,

además, tiene la capacidad de

transportar fluidos por capilaridad.

Basándose en esta capacidad, los

investigadores han incorporado

elementos al papel que reaccionan al

entrar en contacto con una muestra

líquida –agua en el caso del estudio-, y

de este modo se produce la reacción

que genera la electricidad para la

puesta en marcha del dispositivo de

diagnóstico.

Múltiples aplicaciones

Hasta el momento los ensayos se han

realizado con metanol como

combustible pero los investigadores

trabajan ya en la optimización de los

dispositivos para que puedan

proporcionar energía a partir de

moléculas que están presentes en

fluidos biológicos, como son la glucosa

en sangre o la urea, en el caso de la

orina.

Y las aplicaciones de este hallazgo no

se limitan al ámbito biomédico sino que

también se pueden extender a otros

campos en los que las tiras de ensayo

desechables son ampliamente

utilizadas, como ocurre en el sector

medioambiental, en el veterinario, el

agro-alimentario y seguridad, entre

otros.

Las investigaciones continúan hacia la

integración de las pilas de combustible

con la tecnología de electrónica

orgánica. De esta forma, todos los

componentes necesarios -sensores,

fuente de energía, electrónica y

pantalla- podrían fabricarse en un

mismo proceso de impresión roll-to-roll,

una técnica por la que se depositan

capas de materiales aislantes y

conductores en sustratos flexibles que

pasan de un rollo a otro.

Referencias bibliográfica:

J. P. Esquivel, F. J. Del Campo, J. L. Gómez de

la Fuente S. Rojas y N. Sabaté. Microfluidic fuel

cells on paper: meeting the power needs of next

generation lateral flow devices. Energy and

Environmental Science (2014). DOI: 10.1039/

C3EE44044C.