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Ciencia y Tecnología

Recargar el teléfono móvil mediante movimientos corporales cotidianos

Cristina Flores

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Cuando se tejen en la ropa, las fibras piezoeléctricas transforman la energía mecánica en energía eléctrica cada vez que una persona vestida con esa ropa se mueve. Eso permitiría, por ejemplo, recargar el teléfono móvil. (Ilustración: Katharina Maisenbacher, Max Planck Institute)

La piezoelectricidad es el fenómeno en el que la energía mecánica se transforma en energía eléctrica. En pocas palabras, cuando se golpea o deforma un material piezoeléctrico, se genera una carga eléctrica. Si se añade un circuito, la carga puede ser retirada, almacenada en un condensador, por ejemplo, y luego puesta en uso, por ejemplo, para recargar un teléfono móvil.

Al llevar ropa piezoeléctrica, como por ejemplo una camisa de ese tipo, incluso un simple movimiento como balancear los brazos causa suficientes deformaciones temporales en las fibras de la camisa para generar electricidad. Este ha sido el punto de partida para el diseño de un nuevo sistema capaz de generar electricidad a partir del nailon (Nylon).

El sistema es obra del equipo internacional integrado, entre otros, por Kamal Asadi, de la Universidad de Bath en el Reino Unido, y Morteza Hassanpour Amiri, del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros en Alemania.

Tal como razona Asadi, hay una creciente demanda de tejidos textiles inteligentes y con cualidades electrónicas, pero encontrar fibras de materiales electrónicos baratos y fácilmente disponibles que sean adecuados para las prendas de vestir de hoy en día es un desafío para la industria textil. Los materiales piezoeléctricos son buenos candidatos para recolectar energía de las vibraciones mecánicas, como el movimiento corporal, pero la mayoría de estos materiales son de cerámica y contienen plomo, que es tóxico y hace que su integración en la electrónica ponible para ropa sea un desafío.

La comunidad científica ha sido consciente de las propiedades piezoeléctricas del nailon desde la década de 1980, y el hecho de que este material no contenga plomo y no sea tóxico lo ha hecho particularmente atractivo. Sin embargo, este tejido artificial, que se asocia a menudo con camisetas y con medias de mujer baratas es un material muy difícil de manejar para su uso en electrónica ponible, tal como subraya Asadi. En este caso, el reto ha sido preparar fibras de nailon que conserven sus propiedades piezoeléctricas. El problema ha carecido de solución durante décadas, pero ahora por fin Asadi y sus colegas han conseguido resolverlo.

Este equipo ha hallado una forma de fabricar fibras de nailon capaces de generar electricidad a partir del simple movimiento del cuerpo. El avance abre un camino hacia la creación de ropa que recargue nuestros dispositivos de bolsillo sin ninguna fuente de energía externa. Además, la ropa de este tipo, convenientemente provista de sensores miniaturizados, podría también monitorizar nuestra salud.

Asadi y sus colegas detallan su método de fabricación en un informe titulado “Piezoelectric Nylon-11 Fibers for Electronic Textiles, Energy Harvesting and Sensing”, que se publicó en la revista académica Advanced Functional Materials. (Fuente: NCYT de Amazings)

Ciencia y Tecnología

7 fantásticos hallazgos de Curiosity, el vehículo de la NASA que lleva 3.000 días explorando el planeta rojo

Cristina Flores

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Todo el equipo respiró con alivio cuando descargamos estas imágenes en junio de 2018, a pesar de que Marte atravesaba por un período bastante polvoriento. NASA/JPL-CALTECH/MSSS

Curiosity, el vehículo de la Agencia Aeroespacial de Estados Unidos, NASA, que aterrizó en Marte en 2012, cumple 3.000 soles (días marcianos) explorando la superficie del planeta rojo.

A pesar de que la NASA se está preparando para colocar otro vehículo explorador -el Perseverance- en Marte el próximo febrero, Curiosity no ha dejado de trabajar arduamente desde que tocó el suelo marciano en el cráter ecuatorial Gale.

Aquí hay una selección de imágenes, recopiladas por el equipo científico de la misión que, es sus propias palabras, registran los principales hallazgos del Curiosity en Marte.

Ese momento marcó el reinicio de las operaciones de taladro del vehículo. «Duluth» fue la primera muestra de roca taladrada con éxito (en el centro de la imagen) desde octubre de 2016.

Para junio de 2018, los ingeniero del JPL (Laboratorio de Propulsión a Chorro) habían planeado y ensayado una nueva técnica que nos permitió volver a la crucial tarea de taladro, sin la cual nuestro trabajo se hubiera retrasado.

Cada dos años marcianos (1 año marciano = 687 días de la Tierra) cerca de los equinoccios estacionarios, las trayectorias de las lunas marcianas Fobos y Deimos pasan frente al Sol, tal como lo captó Curiosity.

Aquí se ve el diámetro de 22 kilómetros de Fobos en tránsito frente al Sol el día marciano (sol) 2359.

El paso duró unos 35 segundos. El cronometraje preciso de estos tránsitos ayuda a los científicos a entender las interacciones de las mareas entre Fobos y Marte.

Una diminuta cantidad de vapor de agua en la atmósfera de Marte puede formar nubes, especialmente durante las épocas más frías del año y alrededor de cimas altas.

Muchas veces a lo largo de su misión, el Curiosity ha observado delgadas nubes por lo alto. Pero durante el sol 2410, pudo captar un tipo especial de nubes que se forman a una gran altitud, en este caso unos 31 kilómetros por encima de la superficie.

A estas nubes se les llaman «noctilucientes» porque permanecen iluminadas aun después de que la puesta del Sol haya ocurrido en la superficie marciana.

Esta impresionante vista panorámica es de la más alta resolución -1.800 millones de pixeles- jamás tomada en la superficie de Marte, a finales de 2019, del valle Torridon.

Debido a que la preparación de estos panoramas requieren numerosas fotos (este mosaico incluye más de 1.000 telefotografías) durante muchos días de trabajo, no siempre tenemos la oportunidad de producirlos.

Habíamos estado estudiando las rocas ricas en arcilla en el valle Torridon, que nombramos así por una región importante de sedimentos antiguos en Escocia.

En el sol 2784, Curiosity hizo una pausa para hacer un retrato de familia con la Tierra y sus vecinos planetarios.

En primer plano se ve la silueta de un barranco en Marte; mientras que en el firmamento se pueden ver tanto a Venus como la Tierra («Earth», en la foto) que aparecen como estrellas en el polvoriento cielo crepuscular.

En el verano de 2020, el equipo científico de Curiosity empezó a conducir el vehículo hacia nuevas y más altas regiones del monte Sharp, donde explorará rocas ricas en minerales sulfatos.

Como el monte Sharp fue formado por capas de sedimentos depositados por el agua y el viento, las rocas son más recientes a medida que se asciende.

Los minerales sulfatos en esta región pudieron haberse formado cuando Marte cambió de condiciones húmedas -propicias para la formación de arcilla- a condiciones más áridas que pueden dejar sales como los sulfatos.

En el sol 2696, Curiosity completó el trayecto más empinado de su misión, cuando ascendió la arenosa ladera del pie de montaña Greenheugh, una ancha superficie plana cubierta de roca sedimentaria.

La sonda tomó estas imágenes en el sol 2729, cuando miró a través de las capas de roca sedimentaria y de vuelta sobre la región inferior del valle Torridon.

Todos conocemos a Marte como el planeta rojo, así es como lo vemos en el cielo nocturno. Sin embargo, con solo taladrar un poco en su interior, Marte puede ser muy diferente.

Hemos taladrado con éxito 29 veces hasta ahora y los sedimentos revelan una gama de colores, desde el rojo almagre hasta el azul grisáceo, reflejando los minerales y fluidos que han entrado en contacto con las antiguas rocas.

Taladrar así nos permite ir más allá de la superficie oxidada que ha estado más expuesta a la radiación cósmica.

Curiosity en asilamiento en Glasgow. Aquí tomamos una foto del vehículo Curiosity con la cámara de alta resolución HiRISE a bordo del Orbitador de Reconocimento de Marte.

Cada uno de los pixeles representa unos 25 centímetros, así que podemos detectar bastante bien el vehículo en el centro del campo visual.

Acabábamos de terminar de taladrar en un lugar que llamamos Glasgow. Debido al confinamiento por la pandemia, mucho más de las operaciones del vehículo se dirigían con el personal trabajando desde casa.

Pero después de ocho años terrestres -más de tres años marcianos- y 29 hoyos taladrados, seguimos trabajando muy bien.

La imagen de la HiRISE cubre una región llamada pie de montaña Greenheugh, parte de las laderas del monte Sharp hasta donde estaremos conduciendo lentamente a lo largo de los próximos tres años de una misión extendida.

Es en esta siguiente fase de la misión que esperamos encontrar un tipo diferente de entorno al que hemos visto en anteriores partes de la misión, con muchos minerales sulfatos.

En un clima actual con nada de lluvia, el polvo se acumula en la superficie de Marte. Los vientos generados por los rayos del Sol que calientan el suelo pueden formar grandes remolinos de viento conocidos como vórtices.

Estos son en su mayoría invisibles, pero cuando una vórtice fuerte pasa por encima de una superficie polvorienta, las partículas que levanta revelan su forma.

Esta animación está hecha de fotos tomadas a lo largo de más de cuatro minutos en el sol 2847 y captó un torbellino a una distancia de entre uno y uno y medio kilómetros del vehículo.

 

El torbellino tiene unos cinco metros de ancho y un altura de por lo menos 50 metros.

Curiosity tomó su más reciente «selfie» en el sol 2922 para celebrar el taladrado exitoso de tres hoyos en el bloque de roca en frente.

Los primeros dos hoyos se nombraron en honor de Mary Anning, la paleontóloga del silgo XIX cuyos hallazgos en los acantilados del suroeste de Inglaterra contribuyeron al entendimiento de la vida marina prehistórica en la Tierra.

El material de estos dos hoyos se usó en dos experimentos de «química húmeda», en el que fue mezclado con químicos líquidos para extraer las moléculas orgánicas que podrían estar preservadas en la roca.

Las rocas en este lugar fueron formadas por sedimentos arrastrados por antiguas corrientes y lagos. El ambiente húmedo y la presencia de moléculas orgánicas en varias rocas estudiadas por Curiosity sugieren que el Marte de antaño era habitable y capaz de sostener vida, si alguna vez la tuvo.

El tercer hoyo fue taladrado para estudiar los nódulos oscuros visibles en la esquina del bloque de roda.

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