jueves, 19 de enero de 2012

Nuevos materiales, 3D y estructuras ultrafinas para la nueva generación de chips

A pocos meses de la llegada del ‘Ivy Bridge’ Tri-Gate de Intel, investigadores de Harvard y Purdue presentan un dispositivo basado en transistores que conjugan una estructura en 3D y materiales semiconductores alternativos al silicio.
Leer más aquí http://www.ingenieros.es/noticias/ver/nuevos-materiales-3d-y-estructuras-ultrafinas-para-la-nueva-generacion-de-chips/1966

martes, 10 de enero de 2012

Nuevos materiales para reactores de fusión termonuclear

La imagen muestra nanopartículas de Y2O3 dispersas en un  acero ODS/Fe12Cr
09-ENE-2012 10:21
Resumen: Científicos de las Universidades Carlos III de Madrid (UC3M), Oxford (Reino Unido) y Michigan (EEUU) aúnan esfuerzos en el desarrollo de nuevos materiales para reactores de fusión termonuclear. Su investigación se centra en la caracterización de aceros de activación reducida endurecidos por dispersión de óxidos para la estructura del reactor.(OIC/UC3M)
La fusión termonuclear promete ser una posible solución a la crisis energética actual. Se produce cuando dos núcleos atómicos de elementos ligeros se unen para dar lugar a elementos más pesados, con lo que desprenden una gran cantidad de energía. Para que se pueda producir esta reacción, es necesario un gran aporte de energía, de manera que se alcancen temperaturas del orden de decenas de millones de grados que permiten que los núcleos se acerquen lo suficiente como para vencer su repulsión natural y se condensen en estado de plasma. "Este plasma, que alcanza temperaturas similares a las de las estrellas, a unos 100 millones de grados, no toca las paredes del reactor porque se derretirían", explica una de las investigadoras que trabaja en este proyecto, Vanessa de Castro, del departamento de Física de la UC3M. Para conseguir confinar el plasma, levita dentro del reactor ayudado por campos magnéticos. "Aún así, las paredes deben resistir unas temperaturas muy altas y los efectos de la irradiación de los neutrones que proceden de la reacción, por lo que tenemos que producir nuevos materiales que soporten estas condiciones extremas", comenta la profesora.

El proyecto ITER (en construcción) y su sucesor DEMO (previsto para el año 2035) se proponen desarrollar reactores de fusión que sean económicamente viables. Esta tarea depende, entre otros aspectos, del desarrollo de estos nuevos materiales estructurales capaces de soportar el daño por irradiación y las altas temperaturas resultantes de la reacción de fusión. La comunidad científica ha comenzado a desarrollar nuevos materiales de baja activación para su uso en estos reactores, pero todavía se desconoce si alguno de ellos será viable bajo esas condiciones tan hostiles. Uno de los candidatos más importantes, en este sentido, son los aceros ferríticos de baja activación endurecidos por dispersión de óxidos, denominados aceros ODS.

El comportamiento mecánico de los aceros ODS depende enormemente de su microestructura, que hasta ahora no se ha controlado rigurosamente. Hasta hace poco, los estudios sobre la microestructura de estos aceros se han centrado en la escala micrométrica. Sin embargo, la escala nanométrica es la más relevante para comprender los fenómenos que ocurren bajo irradiación. "Ahora estamos utilizando nuestros conocimientos en materiales estructurales nucleares y en técnicas avanzadas de nanoanálisis para caracterizar diversos aceros ODS de nueva generación a escala nanométrica", comentan los investigadores, quienes han añadido a estos aceros partículas nanométricas (de entre 1 y 50 nm) que ayudan a mejorar las propiedades mecánicas y a aumentar su resistencia. Los resultados de investigación han sido publicados recientemente en un número especial de la revista Materials Science and Technology dedicado a la caracterización de aceros a escala atómica.

La caracterización de estos materiales se realiza usando técnicas a escala nanométrica. Por ejemplo, con un microscopio electrónico de transmisión se pueden ver las partículas que se añaden al material, incluso las más pequeñas, de un nanómetro (la millonésima parte de un milímetro). Gracias a esto, se puede estudiar si la distribución de las partículas es la óptima, cuál es su composición química, o si cambiándola se obtienen mejores materiales o se mejora la interacción de estas partículas con los defectos que se producen en el material. "De ahí extraemos la información que nos permite explicar por qué el material se comporta de una u otra forma, porque el hecho de que tenga malas propiedades mecánicas se podría relacionar con que las partículas no estén bien distribuidas", señala la profesora Vanessa de Castro, del ESTRUMAT. Este consorcio de Materiales Estructurales Avanzados, formado por cinco grupos de investigación pertenecientes a cuatro universidades y un instituto de investigación de la Comunidad de Madrid, tiene como objetivo proporcionar un marco de actividad científico-técnica en el área de materiales estructurales avanzados para aplicaciones en ingeniería.

Esta investigación, financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación, se centra en el estudio de las nanopartículas de óxidos presentes en estos aceros y en el daño inducido por radiación en estos materiales. Los análisis realizados hasta el momento muestran, por ejemplo, que las partículas poseen una estructura de tipo core-shell consistente en un núcleo rico en Itrio (Y) rodeado por una zona enriquecida en Cromo (Cr).

Más información:

Título: Analytical characterisation of oxide dispersion strengthened steels for fusion reactors
Autores: de Castro, V. Lozano-Pérez, S. Marquis, E. A Auger, M. A. Leguey, T. Pareja, R.
Fuente: Material Science and Technology. Volumen: 27 Número: 4 Páginas: 719-723
ISSN: 0267-0836

Corrosión en grieta

Desafiando

Autor/a: Javier Yaben Muñoz
Un simple fallo, una grieta, una fractura da lugar a una catástrofe, un error que muchas veces es difícil de justificar. Algunas veces es el diseño, otras el material, otras el proceso y muchas otras por consecuencia de la oxidación. Es el caso de esta imagen, en la que se observa un óxido de hierro tentando a la gravedad, suspendido de una cresta en la superficie abrupta de una fractura. Fuerzas a nivel subatómico que retan a lo que la manzana se rindió. Que hacen de un hueco su hogar para acabar extendiéndose, proliferando hasta acabar agrandando lo que era simplemente una pequeña mordedura, un arañazo.
Equipo fotográfico: 5900 LV

Corrosión en tubo de protección pintado

Vista aérea costera

Autor/a: José María Berrueta Lúcia
La corrosión del acero es una lacra costosa e inevitable a pesar de los esfuerzos que se realizan para minimizarla. Una de las opciones más lógicas para evitar la corrosión es proveer a las piezas de un recubrimiento protector. En el caso de la fotografía se trata de un tubo de conducción de agua instalado en el exterior, en una zona rural en los años 70 y que, en el transcurso del tiempo, ha sido repintado hasta en siete ocasiones con diferentes pinturas y recubrimientos específicos, en algún caso ricos en zinc, hasta la última capa, de color verde para que resulte más acorde con el entorno que le rodea. No obstante, la importancia de una correcta ejecución de las tareas de protección queda patente al contemplar que bajo todas las capas de pintura existe una zona de corrosión que quedó atrapada baja la primera capa.
Equipo fotográfico: NIKON EPIPHOT 100X Campo Oscuro

Corrosión en bola de acero inoxidable

Espacio

Autor/a: José María Berrueta Lúcia
Nos gusta mirar a la luna llena; nos embelesa Saturno con sus anillos. Pero en ocasiones es posible descubrir un astro en el espacio cercano, en lo cotidiano del día a día, justo ante nosotros... como sucede con esta bola de acero inoxidable, con restos de óxido del soporte cincado que la alojaba y que, por un mal diseño, se atascó provocando el fallo en un válvula ocasionando el colapso de la máquina en la que estaba instalada. Como resultado: un cambio de materiales y un rediseño de la válvula para prevenir sucesos similares y también una bonita imagen para soñar con el espacio y los viajes siderales... también se puede trabajar soñando...
 
Equipo fotográfico: Microscopio Electrónico de Barrido JEOL JSM840A

Corrosión por Polarización potenciodinámica

Corrosión por Polarización potenciodinámica

Ciencia y tecnología de materiales
Autor/a: Nirko Vielma
Microestructura de un acero 316LHC después de un ensayo de corrosión mediantes técnicas de polarización potenciodinámica en un medio ácido (HCl 2N), el ataque ocurre preferentemente en el interior del grano (de forma intragranular) debido a un empobrecimiento de cromo en los granos de hierro, las condiciones de procesamiento y la composición química son principalmente los causantes de la migración del cromo hacia la junta del grano. En la junta de grano se ha formado una estructura eutéctica que contiene una gran cantidad de cromo y boro, que resiste al ataque corrosivo y que muestra una apariencia diferente a la de los granos de la matriz.
Equipo fotográfico: Microscopio Electrónico de Barrido (SEM), marca PHILIPS modelos XL30

Sinterizado Cu sobre Fe

Precipitados de cobre en hierro

Modalidad Micro

Autor/a: Nirko Vielma
La microestructura corresponde a una imagen obtenida por microscopia de transmisión electrónica (TEM) donde las partículas equiáxicos, bien rectangulares o bien esféricos son precipitados ricos en cobre en una matriz de hierro, la precipitación ocurre preferentemente en el interior de los granos de hierro, el tamaño promedio de los precipitados son de 20 nanómetros y son responsable de un endurecimiento de la matriz, siendo más efectivo para tamaños más pequeños de precipitados. La muestra ha sido sinterizada a 980 ºC durante 60 min en una atmósfera protectora de hidrógeno, la aleación se emplea como matriz ligante de partículas de diamante para fabricación de herramientas de corte y perforación.
Equipo fotográfico: Microscopio Electrónico de Transmisión (TEM) JEOL JSM-2100 que opera con un filamento de LaB6

Nuevas áreas de trabajo

Descubriendo nuevas luces

Modalidad General

Ciencia y tecnología de materiales
Autor/a: Lorena Simó García
Los mismos materiales, diferentes propiedades. La reducción de tamaño a escalas nanométricas provoca que materiales ampliamente conocido presenten nuevas características. En este caso se observa a simple vista la luminiscencia de puntos cuánticos de seleniuro de cadmio. La longitud de onda de estas estructuras depende de su tamaño. Para explicar esta característica debemos basarnos en propiedades cuánticas. Las nuevas propiedades de los materiales nanométricos abren nuevas e increíbles opciones en todos los campos, desde las telecomunicaciones hasta la medicina. La investigación en nanotecnología es reciente y a pesar de ello se presenta como un campo de física enorme y prometedor.
 
Equipo fotográfico: Sony A200, Objetivo Sony 18-70 mm.

Programacion para crear

Una buena página para completar la formación y poder plasmar las ideas mediante la programación de forma fácil
http://www.codecademy.com/

Visto en http://www.enriquedans.com/2012/01/codecademy-aprendiendo-a-programar.html