August 17, 2007
Polymer solar cells that absorb energy from a broader range of the solar spectrum have the highest efficiencies recorded to date, report US and Korean researchers [Kim et al., Science (2007) 317, 222].
N.S. Xua, and S. Ejaz Huqb
aState Key Lab of Optoelectronic Materials and Technologies, and Guangdong Province Key Laboratory of Display Material and Technology, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510275, PR China
bCentral Microstructure Facility, Rutherford Appleton Laboratory, Didcot OX11 0QX, UK
Available online 12 February 2005.
Abstract
Field emission (FE) is based on the physical phenomenon of quantum tunneling, in which electrons are injected from the surface of materials into vacuum under the influence of an applied electric field. A variety of field emission cold cathode materials have been developed to date. In this review, we shall focus on several kinds of novel cold cathode materials that have been developed in the past decade. These include materials for microfabricated field-emitter arrays, diamond and related films, carbon nanotubes, other quasi one-dimensional nanomaterials and printable composite materials. In addition, cold cathode materials have a wide range of applications such as in flat panel displays, high-power vacuum electronic devices, microwave-generation devices, vacuum microelectronic devices and vacuum nanoelectronic devices. Applications are in consumer goods, military industries and also space technology. A comprehensive overview of the various applications is presented. Recently, recognizing the strong possibility that vacuum nanoelectronic devices using quasi one-dimensional nanomaterials, such as carbon nanotubes may emit electrons with driving voltages comparable to that of a solid-state device, there is a growing interest in novel applications of such devices. With such exciting opportunities, there is now a flurry of activities to explore applications far beyond those considered for the conventional hot cathodes that operate on thermionic emission. We shall discuss the details of a number of fascinating potential applications.
Materials Science and Engineering: R: Reports : Novel cold cathode materials and applications
28 Junio, 2007, por Pedro Hidalgo
Fuente:
Atualmente a Orbys trabalha para desenvolver produtos a partir do nanocompósito polimérico a que deu o nome comercial de Imbrik, uma palavra que lembra a estrutura imbricada de suas moléculas e a solidez e força da palavra inglesa brick, que significa tijolo. Eduardo conta quais são os três produtos que estão sendo desenvolvidos a partir do Imbrik: um adesivo para a indústria de calçados; uma borracha sintética para fabricar dutos de combustível dos automóveis; e um revestimento para tornar os vidros mais resistentes.
O adesivo é o produto que está mais perto da comercialização. O Instituto Brasileiro de Tecnologia do Couro, Calçado e Artefatos (IBTeC), uma entidade de direito privado sem fins lucrativos que fica
Uma indústria de borracha e uma de vidro também já testam os materiais que incorporam o Imbrik. Mas, nesses casos, o desenvolvimento está em fase mais precoce. De acordo com Figueiredo, os exportadores de dutos de combustível usados em automóveis têm interesse na incorporação do nanocompósito à matéria-prima convencional para manter a competitividade na Europa. "As mangueiras fabricadas com polímeros tradicionais não oferecem uma barreira suficiente a gases e deixam escapar para o ambiente vapores de combustível", conta Figueiredo. "Estamos desenvolvendo uma borracha nitrílica, com maior impermeabilidade a gases, que poderá substituir o material hoje empregado na fabricação dos dutos." No outro projeto, está em teste um filme que torna o vidro mais resistente, podendo assim ser usado em peças automotivas.
A história do nanocompósito começou durante as andanças de Figueiredo em busca de novos negócios. No começo, ele pensou em explorar o potencial dos óleos essenciais, substâncias aromáticas extraídas de plantas e usadas na indústria de perfumes. Chegou a encomendar estudos para uma empresa júnior e para o Laboratório de Bioaromas do Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas da Unicamp. Lá pelas tantas, decidiu mudar de rumo; e decidiu buscar trabalhos de pesquisa que envolvessem látex — pois, nos anos 1980, tivera uma plantação de seringueiras para a produção de borracha, no interior de São Paulo.
Assim encontrou Fernando Galembeck, professor titular e pesquisador do Instituto de Química da Unicamp. Também é coordenador do Instituto do Milênio de Materiais Complexos, do CNPq. O grupo de pesquisa que dirige no Instituto de Química detém patentes sobre um processo de obtenção de pigmentos a partir de nanopartículas — que resultaram no produto Biphor —; de fabricação de materiais para despoluição de gases de escapamento; e várias outras no campo da nanotecnologia. A patente licenciada para a Orbys é a PI0301193-3, depositada em 2003 pela Unicamp no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), com o título "Produção de nanocompósitos de termoplásticos ou elastômeros com argilas intercaladas ou esfoliadas, a partir de látexes". Depois de alguns meses de negociação, a Orbys e a Agência de Inovação da Unicamp (Inova) assinaram, em dezembro de 2004, o contrato de licenciamento, pelo qual a empresa adquiriu os direitos de exploração comercial da patente. A partir de março de
Segundo Rosana Di Giorgio, diretora de Propriedade Intelectual e Desenvolvimento de Parcerias da Inova, a agência já assinou cerca de 150 contratos de transferência de tecnologia com empresas e instituições diversas. Destes, apenas três rendem royalties para a Unicamp, mas em valores ainda pequenos. "Demora um certo tempo para uma tecnologia desenvolvida numa pesquisa ou numa tese ser transformada em produto comercial", explica. "Depois que os contratos já assinados começarem a render, será como uma bola de neve."
Segundo o empresário, o mercado global da classe de produtos nanotecnológicos em que se enquadra o Imbrik vem crescendo à taxa de 29% ao ano e deverá atingir US$ 50 bilhões em 2020. As metas de sua empresa de participação nesse mercado são ambiciosas. "Em 2011, o mercado já deverá ser de US$ 3,6 bilhões", informa Figueiredo. "Nós pretendemos participar com 0,5% desse total." Do mercado brasileiro, que deverá ser de 3% do mundial em
Nanocompósitos poliméricos são materiais formados pela combinação de um matriz polímero — plástico ou borracha, por exemplo — com um composto inorgânico (sintético ou natural) que possua ao menos uma dimensão nanométrica. Essa combinação de materiais visa a melhorar as propriedades mecânicas, químicas e acústicas, de resistência à radiação, de condutividade ou isolamento elétrico do polímero convencional.
No caso do Imbrik, o composto inorgânico usado é a argila. A tecnologia que a Orbys licenciou permite a obtenção de nanocompósitos a partir de uma variedade de polímeros na forma de látex — como borracha natural, nitrílica ou de estireno-butadieno, acetato de polivinila (PVA), poliestireno, acrílicos (acrilatos de metila e de etila) e acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS).
Segundo Figueiredo, o segredo da tecnologia da Orbys está no esfoliamento da argila, ou seja, na transformação de seus minúsculos grãos em folha ou lâminas. "Ao se juntar simplesmente o látex com a argila o que se obtém é apenas uma mistura, sem nenhuma propriedade especial", explica Figueiredo. "Mas quando se junta ao polímero a argila esfoliada, obtém-se um nanocompósito polimérico com características muito superiores às do polímero puro."
As lâminas de argila funcionam como um reforço estrutural, que se une fortemente à superfície do látex polimérico. A água presente no látex é eliminada; e as partículas podem então se aproximar umas das outras. Com isso, o material adquire propriedades mecânicas novas — entre as quais resistência elevada a esforço — e possibilidade de reciclagem. Há outros ganhos, garante Figueiredo: maior impermeabilidade a gases, aumento da resistência à ação de solventes, ácidos ou álcalis, à oxidação e à degradação por radiação, além de maior estabilidade térmica e resistência à fadiga e ao fogo. Isso ocorre porque os materiais criados com a tecnologia Orbys adquirem a propriedade da argila de tornar as superfícies mais perfeitas e menos porosas.
O nanocompósito polimérico possui várias formas de apresentação: emulsão, mantas, pellets, filmes e fios. "Outras qualidades são ser biodegradável, atóxico, agradável aos sentidos", diz o dono da Orbys. "Raramente um mesmo material apresenta todas essas propriedade positivas juntas." Por isso, há muitas alternativas de aplicações: na fabricação de adesivos, principalmente colas à base de água; para embalagens resistentes, ideais para alimentos; em solas e entressolas de calçados; em artigos esportivos, como bolas que tenham de reter a pressão interna do ar; elastômeros para a saúde, brinquedos e autopeças. Neste último caso, devido à resistência térmica, química e mecânica, o nanocompósito polimérico pode ser usado na produção de peças para áreas do motor que atingem altas temperaturas.
Unique three-dimensional solar cells that capture nearly all of the light that strikes them could boost the efficiency of photovoltaic (PV) systems while reducing their size, weight and mechanical complexity.
The new 3D solar cells capture photons from sunlight using an array of miniature "tower" structures that resemble high-rise buildings in a city street grid. The cells could find near-term applications for powering spacecraft, and by enabling efficiency improvements in photovoltaic coating materials, could also change the way solar cells are designed for a broad range of applications.
"Our goal is to harvest every last photon that is available to our cells," said Jud Ready, a senior research engineer in the Electro-Optical Systems Laboratory at the Georgia Tech Research Institute (GTRI). "By capturing more of the light in our 3D structures, we can use much smaller photovoltaic arrays. On a satellite or other spacecraft, that would mean less weight and less space taken up with the PV system."
Noticia completa:
http://www.gatech.edu/news-room/release.php?id=1337
Nano scientists to develop next-generation LEDs from PhysOrg.com
Nanotechnology may unlock the secret for creating highly efficient next-generation LED lighting systems, and exploring its potential is the aim of several projects centered at Oak Ridge National Laboratory.
[...]
Como todos saben, los sables curvos, fuertes, flexibles y agudos, empleados por los musulmanes en las cruzadas, han sido difíciles de reproducir a la fecha. Meter Paufler, analista alemán de la Universidad Técnica de Dresden y colegas, empleando un microscopio de transmision electrónica han determinado que lo sables de Damasco están constituidos por nanotubos de Carbono ©. Los nanotubos son nanocapas de grafito arrolladas sobre si mismas, dejando entrever espacios cuadriculados caracteristicos. Analizando una muestra muy delgada de acero de un sable hecho por Assad Ullah (fabricante irani), observaron en ella arreglos cilindricos de atomos de C, en forma de nanotubos y nanoalambres de cementita (compuesto de Hierro/C, extremadamente resistente), también conformado por nanotubos. Estos nanoalambres dan a los sables de Damasco el tipico patrón de bandas de tela de aguas (tul). Se sabe que los fabricantes, emplearon pedazos especiales de acero con alto contenido en C (wootz, incorporando madera y otro material orgánico durante la fabricación), procedentes de la India con hierro que contenia vanadio y otras impurezas. Paufler dice que el vanadio y las impurezas catalizaron la formación de nanotubos durante el calentamiento y recalentamiento del material. Según el futurista R. Kurweil en el futuro existirán “humanos mejorados”, en base a chips estructurados con nanotubos introducidos en sus cerebros y somas. Por de pronto : Cherurkuri P., Gannon CJ, Leeuw TK et al, del Laboratorio de Nanotecnologia del Instituto Smalley y el Centro para Nanotecnologia Biológica y Medioambiental, de la Universidad de Rice, han administrado exitosamente nanotubos por via intravenosa a conejos, los mismos que fueron rastreados mediante fluorescencia intrinseca cercana al infrarrojo. De momento se intuyen aplicaciones farmacéuticas, para los nanotubos
