nanotecnologia para obtener agua limpia

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Nanotecnología para obtener agua limpia: hechos y cifras Campos magnéticos en torno a nanopartículas de níquel Flickr/Brookhaven National Laboratory Históricamente, la tecnología ha sido importante para el abastecimiento de agua potable y el riego de los cultivos para el consumo humano. De hecho, las personas han contado con tecnologías para el agua durante miles de años: los romanos ya usaban acueductos para transportar el agua potable alrededor del año 300 AC. Sin embargo, hacer que la tecnología moderna sea accesible y al alcance del bolsillo de los pobres del mundo es una tarea ingente. ¿Es posible que la nanotecnología funcione mejor que las tecnologías anteriores? El agua es un recurso escaso y, para muchos países, en especial en Medio Oriente, la oferta ya no alcanza para satisfacer la demanda. Sometida a las presiones del cambio climático y del crecimiento demográfico, el agua se convertirá en un recurso aún más escaso, sobre todo en las regiones en desarrollo, donde incluso el agua disponible suele no ser apta para el consumo (véase Tabla 1). 884 millones Personas que carecen de acceso a fuentes de abastecimiento de agua potable (alrededor de una de cada ocho) 6 kilómetros Distancia promedio que recorren a pie las mujeres africanas y asiáticas en busca de agua 3,6 millones Personas que mueren al año a causa de enfermedades relacionadas con el agua 98 por ciento Muertes relacionadas con el agua que suceden en el mundo en desarrollo 84 por ciento Muertes en niños de 0 a 14 años relacionadas con el agua 43 por ciento Muertes relacionadas con el agua causadas por la diarrea 65 millones Personas en riesgo de intoxicación

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Page 1: Nanotecnologia Para Obtener Agua Limpia

Nanotecnología para obtener agua limpia: hechos y cifras

Campos magnéticos en torno a nanopartículas de níquelFlickr/Brookhaven National Laboratory

Históricamente, la tecnología ha sido importante para el abastecimiento de agua potable y el riego de los cultivos para el consumo humano. De hecho, las personas han contado con tecnologías para el agua durante miles de años: los romanos ya usaban acueductos para transportar el agua potable alrededor del año 300 AC. Sin embargo, hacer que la tecnología moderna sea accesible y al alcance del bolsillo de los pobres del mundo es una tarea ingente. ¿Es posible que la nanotecnología funcione mejor que las tecnologías anteriores?

El agua es un recurso escaso y, para muchos países, en especial en Medio Oriente, la oferta ya no alcanza para satisfacer la demanda. Sometida a las presiones del cambio climático y del crecimiento demográfico, el agua se convertirá en un recurso aún más escaso, sobre todo en las regiones en desarrollo, donde incluso el agua disponible suele no ser apta para el consumo (véase Tabla 1).

884 millones Personas que carecen de acceso a fuentes de abastecimiento de agua potable (alrededor de una de cada ocho)

6 kilómetros Distancia promedio que recorren a pie las mujeres africanas y asiáticas en busca de agua

3,6 millones Personas que mueren al año a causa de enfermedades relacionadas con el agua

98 por ciento Muertes relacionadas con el agua que suceden en el mundo en desarrollo

84 por ciento Muertes en niños de 0 a 14 años relacionadas con el agua

43 por ciento Muertes relacionadas con el agua causadas por la diarrea

65 millones Personas en riesgo de intoxicación por arsénico en la región de Bangladesh, India y Nepal

Tabla 1: Cifras clave sobre el agua [1]

La lucha por asegurar que toda la población tenga acceso al agua potable ha sido consagrada en los Objetivos de Desarrollo del Milenio de la ONU, al proponer que en 2015 se reduzca a la mitad la cantidad de personas carentes de acceso sostenible al agua potable. Según el Programa Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos, lograrlo significaría mejorar el abastecimiento de agua de 1.500 millones de personas. [2]

¿Pero cómo conseguirlo? La economía y la tecnología a menudo han aportado enfoques para proveer de agua a comunidades pobres. La solución económica pondría énfasis en la importancia de la reglamentación, las instituciones y la apertura de los mercados. Por su parte, el enfoque tecnológico se centraría en el diseño de bombas de agua, sistemas de filtración o aplicaciones novedosas, por ejemplo, de tipo nanotecnológico.

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El potencial de la nanotecnología

A diferencia de otras tecnologías, que han nacido directamente de una disciplina científica concreta, la nanotecnología abarca un amplio abanico de áreas de estudio. En esencia, se define por la escala en la que opera: la nanociencia y la nanotecnología suponen estudiar y trabajar con materia a escala ultra pequeña. Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro y un solo cabello humano tiene unos 80.000 nanómetros de ancho. [3] Es difícil hacerse una imagen visual del tamaño, pero para tener una idea, si la distancia que hay entre el Sol y la Tierra fuera de un metro, un nanómetro sería lo que ocuparía una cancha de fútbol.

La escala nanométrica tiene que ver con las partes más diminutas de la materia que se pueden manipular. Operar a esa escala facilita el ensamblaje de átomos y moléculas según especificaciones exactas. Podríamos imaginar que la creación de nuevos materiales o la modificación de los existentes se parecen un poco al armado de estructuras con los bloques Lego. En aplicaciones como la filtración de aguas, esto significa que los materiales se pueden hacer a la medida o ajustar para que sean capaces de filtrar metales pesados y toxinas biológicas.

Los materiales trabajados a escala nanométrica suelen tener propiedades ópticas o eléctricas distintas a los mismos materiales manipulados a escala micro o macro. Por ejemplo, el nano óxido de titanio es un catalizador más eficaz que el óxido de titanio fabricado a escala micro, y puede ser utilizado en el tratamiento de aguas para degradar contaminantes orgánicos. Sin embargo, en otros casos, el reducido tamaño de las nanopartículas hace que el material sea más tóxico de lo normal.

Nanotechnology can solve the technical challenge of removing salt from waterUCLA Engineering

Las nanotecnologías podrían paliar los problemas del agua si resuelven los retos técnicos que presenta la remoción de contaminantes como bacterias, virus, arsénico, mercurio, pesticidas y sal.

Muchos investigadores e ingenieros sostienen que las nanotecnologías ofrecen alternativas más económicas, eficaces, eficientes y duraderas, en particular porque el uso de nanopartículas para el tratamiento de aguas permitirá que los procesos de fabricación contaminen menos en comparación con los métodos tradicionales y porque se necesita menos mano de obra, capital, tierra y energía. [4]

Lo mismo se decía de las nuevas tecnologías en el pasado. Pero si fuéramos capaces de desarrollar nuevos modelos de negocio que nos permitieran emplear las nanotecnologías de forma sostenible para resolver problemas reales, identificados en conjunto con las comunidades locales, tendríamos razones para ser optimistas. [5]

¿En qué va la historia?

Una serie de dispositivos para el tratamiento de aguas que incorporan adelantos nanotecnológicos ya se encuentran en el mercado; otros están próximos a su lanzamiento o en proceso de desarrollo.

Las membranas de nanofiltración ya son de uso habitual para la eliminación de sales disueltas y microcontaminantes, el ablandamiento del agua y la depuración de aguas residuales. Las membranas actúan como una barrera física, capturando partículas y microorganismos más grandes que sus poros, y rechazando sustancias de manera selectiva. Se espera que la nanotecnología siga mejorando esta tecnología con membranas y permita reducir los prohibitivos costos que tienen los procesos de desalinización (obtener agua dulce a partir del agua salada).

Los investigadores desarrollan nuevos tipos de materiales nanoporosos, más eficaces que los filtros convencionales. Por ejemplo, un estudio realizado en Sudáfrica demostró que las membranas de nanofiltración pueden generar agua potable a partir de agua subterránea salobre. [6] Y un equipo de científicos de India y EE. UU. desarrolló filtros hechos con nanotubos de carbono que tienen el poder de eliminar bacterias y virus con más eficacia que las membranas de filtración convencionales. [7]

Las arcillas de attapulguita y las zeolitas naturales también se utilizan en los nanofiltros. Se hallan en numerosos lugares del mundo y cuentan con poros de proporciones nanométricas naturales. Un estudio del uso de las membranas de arcilla de attapulguita para filtrar aguas residuales procedentes de una central lechera en Argelia demostró que son capaces de reducir el suero y otros materiales orgánicos presentes en las aguas residuales de manera eficaz y económica, volviéndola apta para consumo. [8]

Las zeolitas también se fabrican, y se pueden usar para separar sustancias orgánicas perjudiciales del agua y eliminar iones de metales pesados. Investigadores de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth, en Australia, han creado una arcilla sintética de bajo costo, llamada hidrotalcita, que atrae el arsénico y lo elimina del agua. [9] Han ideado un novedoso empaque para el producto, destinado a comunidades de bajos ingresos: una 'bolsita de té' que se puede sumergir en los dispositivos de agua domésticos durante unos 15 minutos, antes de beber el líquido. Y la compra de las bolsitas usadas por parte de las autoridades podría incentivar el reciclado y contribuir a la eliminación del arsénico concentrado.

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Catalizadores, imanes y detectores nano

Los nanocatalizadores y las nanopartículas magnéticas son otros ejemplos de cómo la nanotecnología podría transformar el agua muy contaminada en agua apta para consumo, saneamiento y riego. Los nanocatalizadores deben sus mejores propiedades catalíticas a su diminuto tamaño o al hecho de ser modificados a escala nanométrica. Pueden degradar los contaminantes químicamente, incluso aquellos que no se pueden tratar con las tecnologías actuales o cuyo tratamiento sería demasiado costoso, sin tener que desplazarlos de un lugar a otro. Investigadores del Instituto Indio de Ciencias de Bangalore han utilizado el nano dióxido de titanio precisamente para este fin (véase 'Tratamiento nano del agua exige ingeniería innovadora').

Las nanopartículas magnéticas ocupan grandes superficies en proporción a su volumen y se unen con facilidad a sustancias químicas. En las aplicaciones destinadas al tratamiento de aguas, pueden utilizarse para unirse a contaminantes como el arsénico o el petróleo y luego ser eliminadas mediante un imán. Varias empresas comercializan este tipo de tecnologías y los científicos publican a menudo nuevos descubrimientos en el área.

Nanorust and arsenicCBEN/Rice University

Por ejemplo, científicos de la Universidad de Rice, de Estados Unidos, emplean "nano óxido" para eliminar el arsénico del agua potable. [10] La amplia superficie del nano óxido permite capturar cien veces más arsénico que si se emplea óxido manipulado a una escala mayor. El equipo prevé que una dosis de entre 200 y 500 miligramos de nano óxido alcanza para tratar un litro de agua. Desarrolla actualmente una manera de crear nano óxido a partir de artículos baratos de las casas, con lo que reducirían de forma considerable los costos de producción, convirtiéndolo en producto viable para distintas comunidades del mundo en desarrollo.

Además de servir para tratar el agua, la nanotecnología es capaz de detectar contaminantes transportados por ella. Los investigadores desarrollan nuevas tecnologías de sensores que combinan la micro y la nanofabricación para la creación de sensores pequeños, portátiles y ultraprecisos, que pueden detectar en el agua células individuales de determinadas sustancias químicas y bioquímicas. [11] Varios consorcios de investigación están realizando ensayos de campo con estos dispositivos y algunos esperan comercializarlos pronto. Por ejemplo, un equipo de la Universidad del Estado de Pensilvania, en los Estados Unidos, ha desarrollado una forma de detectar arsénico en el agua a través de nanoalambres colocados en un chip de silicio. [12] 

La investigación nano en el mundo en desarrollo

La inversión en nanotecnología en regiones desarrolladas como Europa y Estados Unidos es muy alta dado que los gobiernos siguen dando prioridad a las tecnologías que, desde su punto de vista, apuntalarán el crecimiento económico. Y algunos países que se encuentran en una situación intermedia, como China, también realizan grandes inversiones en el área (ver Gráfica 1).

Gráfica 1: Inversión en investigación nanotecnológica [13,14]

Sudáfrica ha desarrollado capacidades nanotecnológicas importantes gracias a la Estrategia Nacional de Nanotecnología, que lanzó en 2006. [15] Por ejemplo, ha creado centros de innovación para la nanociencia en dos de los consejos científicos del país. Uno de ellos trabaja en el uso de la nanotecnología para tratar el agua. En este caso, el principal interés es resolver problemas locales. La Universidad de Stellenbosch, por ejemplo, estudia las nanomembranas para la filtración de agua.

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India también ha invertido mucho en nanotecnología, aunque las cifras son difíciles de comprobar, en parte porque la inversión a menudo proviene de alianzas entre el gobierno y el sector privado.

Otros países en desarrollo perciben cada vez con mayor claridad la necesidad de apoyar la nanociencia, incluida la investigación sobre cómo puede ayudar la nanotecnología a llevar agua limpia a la población. Brasil, Cuba, Arabia Saudita y Sri Lanka, tienen todos centros nanotecnológicos que trabajan en el tema. Y el número de solicitudes de patentes para invenciones en nanotecnología presentadas por investigadores de países en desarrollo aumenta rapidamente.

Desarrollos para el mundo en desarrollo

Algunos productos interesantes están surgiendo en los países en desarrollo, y otros, diseñados en diferentes lugares, son de gran relevancia para las necesidades del Sur (ver Tabla 2).

Producto Cómo funciona Relevancia Responsable

Nanoesponjas para la captación de agua de lluvia

 

Combinan polímeros y nanopartículas de vidrio que se pueden estampar en superficies como las telas para absorber agua

La captación del agua lluvia es cada vez más importante en países como China, Nepal y Tailandia. La nanoesponja es mucho más eficiente que las tradicionales redes de recolección de agua de niebla

Instituto Tecnológico de Massachusetts, (EE. UU.)

Nano óxido para la remoción de arsénico 

Las nanopartículas magnéticas de óxido de hierro suspendidas en agua se unen al arsénico, que luego se quita con un imán

En India, Bangladesh y otros países en desarrollo se producen miles de casos de intoxicación por arsénico al año, asociados a pozos envenenados.

Universidad de Rice (EE. UU.)

Membranas desalinizadoras

 

Combinación de polímeros y nanopartículas que atrae iones de agua y repele sales disueltas

Ya disponible en el mercado, la membrana permite desalinizar con menores costos energéticos que la ósmosis inversa

Universidad de California, Los Ángeles y NanoH2O

Membranas de nanofiltración

Membrana hecha de polímeros con poros de entre 0,1 y 10nm

Superó ensayos de campo para tratar agua potable en China y desalinizarla en Irán. Requiere menos energía que la ósmosis inversa

Saehan Industries

(Corea)

Tubo con nanomalla Dispositivo de filtración semejante a una pajita, hecha con

La pajita – o pitillo- limpia el agua a medida que se bebe. Médicos de

Seldon Laboratories(EE. UU.)

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nanotubos de carbono colocados sobre un material poroso y flexible

África usan un prototipo y el producto final estará disponible a precio módico en países en desarrollo.

Filtro mundial Filtro que usa una lámina de nanofribra hecha a base de polímeros, resinas, cerámica y otros materiales, capaz de eliminar contaminantes

Diseñado especialmente para uso doméstico o comunitario en países en desarrollo. Es eficaz, fácil de usar y no requiere mantenimiento

KX Industries (EE.UU.)

Filtro de pesticidas 

Filtro que emplea nanoplata para la adsorción y degradación de tres pesticidas comúnmente hallados en fuentes de abastecimiento de agua de la India

Es frecuente encontrar pesticidas en las fuentes de agua de países en desarrollo. El filtro podría proveer 6.000 litros de agua limpia al año a un hogar tipo de la India

Instituto Indio de Technología de Chennai yEureka Forbes Limited (ambos en India)

     Tabla 2: Productos nanotecnológicos relevantes para países en desarrollo que buscan mejorar el abastecimiento de agua [10, 16–19]

Riesgos y oportunidades

Todo intento de evaluar potenciales mercados para la nanotecnología aplicada al tratamiento del agua debe contemplar tanto los riesgos como las oportunidades.

Algunos investigadores plantean que los estudios centrados en las implicaciones éticas, jurídicas y sociales de la nanotecnología registran un gran retraso. [20] Señalan las pocas veces que se citan estos temas en la literatura científica y el hecho de que, al menos en Estados Unidos, no se usan todos los fondos disponibles para este tipo de investigación. Por ejemplo, la Iniciativa Nacional de Nanotecnología de Estados Unidos asignó entre US$ 16 y 28 millones al estudio de las grandes implicaciones sociales de la nanotecnología, pero ha gastado menos de la mitad de lo presupuestado. 

La menor capacidad científica que suelen tener los países en desarrollo probablemente significará que en estos países la regulación eficaz de los aspectos éticos y de los riesgos asociados a las nanotecnologías irá por detrás del mundo desarrollado. Sin embargo, hay indicios de que se están abordando las cuestiones éticas del uso de la nanotecnología para obtener agua limpia.

Algunos investigadores exigen más investigación sobre los posibles riesgos ambientales y para la salud del uso de la nanotecnología para el tratamiento de aguas. [6] Por ejemplo, preocupa que la mayor reactividad de las nanopartículas las vuelva más tóxicas. Su reducido tamaño también implicaría que son difíciles de retener, y que se podrían dispersar más fácilmente en el aire y dañar la vida acuática. Todavía se desconocen todos los efectos de la exposición a los nanomateriales, desde su manipulación en plantas de tratamiento hasta su consumo a través del agua tratada.

Pero se puede hacer una distinción, en términos de evaluación del riesgo, entre nanopartículas activas y pasivas. Las pasivas, como las que se usan para revestir un material, no presentarían ni más ni menos riesgo que otros procesos de fabricación. [21] En cambio, las activas, que pueden dispersarse en el ambiente, implicarían riesgos asociados a su control y contención.

Entonces, ¿pueden las nanotecnologías resolver realmente los problemas del agua de los países en desarrollo? Hay dos señales positivas de que así será. En primer lugar, los profesionales y científicos que se ocupan del tema del agua involucran cada vez más a las comunidades locales en diálogos efectivos para la comprensión de los problemas y las oportunidades, derivados del uso de la nanotecnología aplicada al mejoramiento del agua.

En segundo lugar, puesto que la comercialización de la nanotecnología aún está dando sus primeros pasos, podemos esperar que el diálogo entre los investigadores, las comunidades y la industria aliente a científicos y empresarios a desarrollar modelos de negocio adecuados para el aprovechamiento de sus invenciones.

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!! LA NANOTECNOLOGÍA APLICADA A LA PURIFICACIÓN DEL AGUA !!

Este proceso para tratar el agua es un nuevo concepto y no ha sido utilizado en ninguna parte del mundo, lo que le da el potencial de hacer una contribución

significativa a la salud de varias naciones alrededor del mundo.

Un reporte reciente de la UNESCO revela que mas de 6 mil personas mueren cada día de enfermedades relacionadas con el agua, y la posibilidad de tomar agua de relativa calidad, especialmente en el mundo en desarrollo donde se ha vuelto un

asunto socioeconómico.

Actualmente los procesos de purificación del agua son complicados y requieren de equipo sofisticado, el cual implica altos costos de operación y mantenimiento. A

diferencia de esta nueva técnica que proporciona agua purificada a bajo costo. El profesor Peter Majewski, y Chiu Ping, declararon que la nanotecnología podría dar una solución sencilla al problema de los altos costos en el tratamiento del agua.

Diminutas partículas de Silicon puro recubiertas con un material activo pueden ser usadas para remover químicos tóxicos, bacterias, virus, y otros materiales

peligrosos del agua con mucha más eficiencia y a un menor costo que los métodos convencionales.

La Nanotecnología nos dará significativos beneficios socioeconómicos en las próximas décadas, cubriendo todos los sectores principales, como salud con nuevos tratamientos para el cáncer, en energía con novedosos sistemas de

aprovechamiento de recursos renovables, y hasta para proteger el ambiente mediante el uso de materiales mas pequeños que demandan menos materiales y

menos energía requerida para su proceso. /periodicodigital/

Nanotecnologia aplicada a la filtración del agua contaminada

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Tratamiento de aguas y legionella

 

nanotecnología

Según científicos de la Universidad de Viena, los filtros elaborados con nanotubos de carbono tienen una gran capacidad de absorver y retener una amplia gama de contaminantes del agua, por ejemplo drogas solubles o hidrocarburos aromáticos policíclicos, y también de reducir los problemas de saturabilidad de los filtros, debido a que poseen una gran superficie.

Los nanotubos de carbono, compuestos de moléculas cilíndricas de carbono con un diámetro de unos pocos nanométros (una millonésima de milímetro), poseen propiedades electrónicas, mecánicas y químicas muy aplicables a nuevas tecnologías para el tratamiento de aguas contaminadas.

Muchos de los contaminantes del agua tienen una afinidad (tendencia a agruparse por absorción o adsorción) muy alta a los nanotubos de carbono y pueden ser eliminados del agua contaminada por filtros hechos de este nanomaterial.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Viena está realizando investigaciones sobre este tema y ha desarrollado un método llamado "muestreo pasivo", que permite la medición de la afinidad de una categoría de contaminantes cancerígenos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP),  a los nanotubos de carbono. Los datos obtenidos con el nuevo método son mucho más fiables para aplicaciones reales, ya que, al contrario que las técnicas clásicas, permite realizar mediciones en concentraciones similares a las que pueden producirse en el medio ambiente (generalmente muy bajas).

Una vez desarrollado y validado el método de muestreo, los investigadores desarrollaron pruebas para medir la afinidad (absorción y adsorción) de varios contaminantes (HAPs) en los nanotubos de carbono en un amplio rango de concentraciones.

Sostenibilidad de los nanotubos de carbono 

Las excepcionales propiedades de los nanotubos de carbono hacen que sea difícil estudiar su comportamiento en condiciones reales.

"Las tecnologías innovadoras siempre vienen con ventajas y desventajas para los humanos y el medio ambiente. Una buena comprensión de las interacciones entre los contaminantes y los nanotubos de carbono, así como la forma en que los nanotubos de carbono se comportan en el medio ambiente es esencial antes de que puedan ser utilizados en los filtros", explicó Melanie Kah, miembro del proyecto.

Competencia entre contaminantes por un lugar en los nanotubos de carbono

Otro de los aspectos investigados por los científicos es el fenómeno de la competencia entre los contaminantes. Muchos productos químicos a menudo coexisten en el medio ambiente, especialmente en los cuerpos de agua contaminada.

Si la competencia se produce, significa que un contaminante puede no adjuntarse a los nanotubos de carbono si coexisten competidores mejores. La competencia no es aceptable para la aplicación del filtro, ya que la eficacia del filtro variará en función de la cantidad y tipo de contaminantes presentes.

Pruebas realizadas con técnicas clásicas, con concentraciones relativamente altas, mostraban que la competencia puede ser muy fuerte cuando coexisten tres HAPs con los nanotubos de carbono. Por el contrario, los experimentos desarrollados con el método de muestreo pasivo, en concentraciones más similares a las que ocurren en el medio ambiente, mostraron que no existe competencia aunque coexistan 13 PAHs.

Disminuir la saturación del filtro

Los problemas derivados de la saturación de los filtros podrían reducirse utilizando nanotubos de carbono, ya que estos poseen una gran área de superficie (p.e. 500m2 por gramo de nanotubo) y por lo tanto una gran capacidad para retener los contaminantes. También el mantenimiento y los desechos derivados de la descontaminación del agua se reducirian.

magen: Nanotubos de carbono, Universität Wien

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Los científicos de la Universidad de Viena ha publicado recientemente esta investigación en la revista "Environmental Science & Technology".

 NUEVAS CÉLULAS SOLARES BASADAS EN GRAFENO Y ÓXIDO DE ESTAÑO E INDIOInvestigadores del MIT desarrollan un nuevo uso del grafeno recubierto con nanohilos.

Investigadores del MIT han producido un nuevo tipo de células fotovoltaicas basadas en capas

de grafeno flexible recubiertas con nanohilos. La investigación podría generar células solares

de bajo precio, flexibles y transparentes que podrían ser utilizadas en, por ejemplo, ventanas,

tejados u otras superficies expuestas a radiación solar. Este tipo de células solares se

engloban en el grupo de las thin films.

Las células solares con alto rendimiento de hoy día están hechas en base silicio, por lo que

continúan siendo bastante caras puesto que el silicio se fabrica con una altísima pureza y se

procesa para lograr monocristales de muy bajo espesor. Por esta razón se buscan alternativas

como células solares basadas en nanoestructuras o híbridas; un ejemplo es el ITO, óxido de

indio y estaño, usado en la fabricación de células solares como electrodo transparente.

 “El ITO  es el perfecto material para la fabricación de electrodos transparentes”, es lo que

sugiere Gradečak ; como en las pantallas táctiles de los Smartphone. Pero el indio es un

material de alto coste mientras que el grafeno se constituye de carbono. La alternativa que

propone Gradečak debe ser de bajo coste y generar nuevas ventajas incluyendo flexibilidad,

bajo peso y buenas propiedades químicas y mecánicas.

Construir semiconductores directamente en una capa limpia de grafeno sin perjudicar su

conductividad eléctrica y propiedades estructurales ha sido la meta a seguir debido a la

Page 9: Nanotecnologia Para Obtener Agua Limpia

estructura estable del grafeno. En el equipo de investigación han utilizado recubrimientos de

polímeros P3HT para modificar sus propiedades, permitiéndoles utilizar una capa de nanohilos

de óxido de estaño e indio para generar un material que responda a ondas de luz.

Los investigadores aseguran que a pesar de las modificaciones causadas por los

recubrimientos, las propiedades del grafeno se mantienen intactas, dotando al material de

numerosas ventajas como material híbrido. Se ha demostrado que los dispositivos de base

grafeno se pueden comparar en cuanto a eficiencia a los realizados en ITO. Además, a

diferencia de los semiconductores crecidos a alta temperatura, la solución basada en

deposición de nanohilos de óxido de estaño e indio sobre grafeno, se puede llevar a cabo a

temperaturas inferiores a 175°C. El proceso de fabricación a gran escala se realiza mediante

un proceso de sintetizado por CVD (deposición química en fase vapor) donde los polímeros

cubren al grafeno en capas. Los investigadores afirman que el tamaño no es un factor que

limite el proceso y el grafeno puede fabricarse en forma plástica o cristalizada.

Ésta producción a gran escala no ha sido probada por el momento, siendo media pulgada el

máximo tamaño producido pero los investigadores no creen que la gran escala sea el

problema del proceso, llegando a afirmar que en un par de años se podrían encontrar

dispositivos en el mercado basados en este tipo de tecnología. Por otro lado, son varias las

voces que se alzan para poner un cortapisas a este nuevo material, alegando que los posibles

avances están todavía en el aire y queda un largo camino para encontrar una calidad

adecuada que garantice el logro de este material; todo ello sin menospreciar las aplicaciones

logradas por este grupo de investigadores.

La imagen muestra la estructura de capas del nuevo elemento, comenzando con una capa flexible de grafeno. Una

capa de polímero lo recubre y posteriormente una capa de nanohilos; finalmente, una capa de un material que pueda

atrapar la energía solar como por ejemplo puntos cuánticos o un material de base polimérica. Cortesía del grupo de

investigación.