Fluidos con mejor conductividad térmica gracias a las nanopartículas

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La transferencia de calor está comúnmente asociada a muchos sistemas de ingeniería para la calefacción y la refrigeración. La refrigeración de alto rendimiento es esencial en muchos sistemas industriales tales como centrales nucleares, HVAC (calefacción ventilación y aire acondicionado), el transporte, la producción de energía y la producción de papel. Los líquidos tradicionales utilizados como refrigerantes aumentan sus propiedades de transferencia de calor con el incremento de su conductividad térmica, pero los líquidos y gases tienen limitado el rendimiento térmico debido a su baja conductividad térmica.

Los nanofluidos son una nueva clase de fluidos de ingeniería producidos mediante la dispersión de materiales de tamaño nanométrico menor que 100 nm (nanopartículas, nanotubos, nanofibras, nanoalambres, nanovarillas, nanosheet o gotas) en fluidos de base. En otras palabras, nanofluidos son suspensiones coloidales a nanoescala que contienen nanomateriales condensados. Son un sistema de dos fases con una fase sólida dispersada en otra fase líquida. Se han encontrado que los nanofluidos poseen propiedades termo físicas mejoradas tales como la conductividad térmica, difusividad térmica, viscosidad, y los coeficientes de transferencia de calor convectivo en comparación con las de los fluidos de base como el aceite o agua.
Los nanofluidos constituyen una nueva generación de tecnología de refrigeración y calefacción, aunque se necesita más investigación para mejorar la estabilidad y evitar los fenómenos que se producen.

En IK4-TEKNIKER se dispersaron diferentes tipos de nanopartículas en agua, tales como TiO2, plata y nanodiamantes.

Los mejores resultados se obtuvieron con las nanopartículas de plata, ya que aumentan la conductividad térmica sustancialmente. Estas dispersiones se están probando en los dispositivos especiales que están relacionados con las aplicaciones de HVAC. Esta investigación se ha desarrollado dentro del proyecto Euopean Ene-HVAC

http://www.ene-hvac.eu/

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Horizon 2020-Instrumento SME: consejos para los solicitantes

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Nuestros colegas del grupo de linkedIn de instrumento de las PYME de Horizonte 2020 han compartido con nosotros 6 lecciones aprendidas de la evalualtion puño de la Comisión Europea. Aquí tienes su consejo:
“A medida que el instrumento de las PYME es una nueva oportunidad de financiación, que no sabíamos qué esperar de la primera ronda de solicitudes. Como hemos dicho en muchas ocasiones, el instrumento es muy selectiva y sólo lo mejor de lo mejor puede tener éxito. Hemos recibido algunas propuestas excelentes – 155 campeones de la innovación en breve conseguir € 50 000 para financiar un estudio de viabilidad. Pero muchas de las propuestas que no eran lo suficientemente bueno para competir en la liga de los campeones de la innovación.

Aquí hay 6 lecciones que aprendimos de este primer ejercicio de evaluación que creemos que puede ser útil para los futuros solicitantes.

La mayoría de las propuestas no seleccionadas fueron:
1 – Demasiado centrado en el proyecto y no lo suficiente en la oportunidad de negocio;
2 – No es convencer a la hora de describir la empresa (que tiene que explicar por qué su empresa tendrá éxito y no de su competidor);
3 – Si no se proporciona suficiente información sobre soluciones de la competencia;
4 – Tener un muy bajo nivel de innovación, la planificación para desarrollar un producto que ya existe en el mercado;
5 – Proponer idea justa y sin ningún tipo de concepto para su comercialización;
6 – Sólo probando suerte (el Instrumento PYME no es una lotería!).

Si sigues estos 6 puntos en cuenta al elaborar su propuesta, es posible que tenga más posibilidades de tener éxito.
Buena suerte!

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Composites nanopartículas-polímero para disipación de carga electrostática

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La descarga electrostática es un fenómeno que hace que circule una corriente eléctrica repentina y momentáneamente entre dos objetos de distinto potencial eléctrico. Esta carga eléctrica es resultado de la transferencia de electrones que se produce debido al deslizamiento o frotado de un material, que es generador de tensiones electrostáticas, como el plástico, fibra de vidrio, caucho, textiles, etc. En las condiciones adecuadas, esta carga inducida puede llegar a 30.000 – 40.000 voltios.
Cuando esta carga electroestática le sucede a un material aislante, como son los polímeros que tienen resistividades típicas superficie de 1016 – 1017 ohmios/m2, la carga acumulada tiende a permanecer en la zona localizada de contacto. Este voltaje puede descargarse a través de un arco o una chispa cuando el material plástico se pone en contacto con un cuerpo con un potencial suficientemente diferente, como una persona o un microcircuito. Si la descarga electrostática (ESD) se produce a una persona, el resultado puede variar desde una leve descarga eléctrica a un choque muy doloroso. En casos extremos, la EDS podría incluso resultar en la pérdida de la vida, aunque sin llegar a estos extremos la EDS puede causar importantes daños ya que las chispas que se pueden generar son peligrosas en un entorno que contengan líquidos inflamables, sólidos o gases, tales como por ejemplo en el quirófano de un hospital, elevador de grano o durante el montaje de artefactos explosivos.
Son mucho los campos de aplicación de los materiales poliméricos en los que es importante el control de la carga electroestática para un manejo seguro de los mismos y para evitar daños en los propios materiales. Algunos sectores de interés para la implementación de estos materiales podrían ser:
• Electrónica: algunos componentes micro-electrónicos pueden ser destruidos o dañados por un EDS tan bajo como 20 voltios.
• Aeronáutica y aeroespacial: la carga puede acumularse en las estructuras o ventanas de aviones y aeronaves durante el vuelo pudiendo incluso causar fractura
• Automoción: el creciente número de componentes plásticos en los vehículos hacen importante el estudio de este fenómeno
• Sector máquina-herramienta: las herramientas debido al roce pueden almacenar carga, el desarrollo de herramientas ESD hace que se derive la energía electroestática de una forma controlada y segura tanto para el usuario como para los componentes electrónicos
• Herramientas y textiles de protección individual: para trabajos expuestos a determinadas atmósferas es fundamental el control de la carga ya que la EDS puede causar importantes daños al trabajador, incluso la muerte
• Biocomposites: los materiales poliméricos empleados en entornos con líquidos o gases inflamables necesitan una adecuada disipación de la carga.

Para evitar este fenómeno, es necesario el aumento de la conductividad eléctrica del polímero hasta valores seguros que garanticen que la carga se disipa. Actualmente, existen diversos tratamiento superficiales antiestáticos que pueden aplicarse a los materiales poliméricos sin embargo esto no son suficientemente duraderos, no resisten al roce o lavado, ni ofrecen suficiente disipación de carga sin pérdida de calidad superficial del sustrato. Por otro lado, existen plásticos conductores de electricidad disponible en el mercado compuestos principalmente de resinas aislantes y cargas o agentes de refuerzo eléctricamente conductores. La conductividad eléctrica se logra a través de una red conductora de partículas o fibras. Sin embargo, estos materiales requieren de un elevado contenido de cargas para conseguir un valor de resistividad eléctrica adecuado para su empleo como material para disipar electricidad. El empleo de nanoestructuras de carbono posibilitaría la obtención de los valores adecuados con una concentración de nanoaditivo muy baja, ya que la elevada relación de aspecto de los nanoaditivos facilita la formación de la red conductora. Actualmente, ciertos nanocomposites poliméricos basados en la incorporación de nanotubos de carbono se están introduciendo en el mercado con esta finalidad.

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Hacia productos más limpios, más baratos y más inteligentes por el uso de las nanopartículas

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El cambio en los requisitos de automóviles y materiales de construcción ha llevado a las industrias a la modificación de los materiales a granel con aditivos de nanopartículas o en la aplicación posterior de revestimientos de alto rendimiento en sus materiales para obtener un mejor producto, más limpio, más barato y más inteligentes. Sin embargo, todavía existen algunas barreras para la comercialización y uso de productos basados en nanotecnología:
• Los procesos de fabricación hacen los procesos más complejos
• Los altos costos de procesamiento para los nanomateriales
• Necesidad de mano de obra calificada
La modificación de pigmentos de bajo costo podría ayudar a introducir los nanomateriales (polímeros, pinturas y hormigón) en el mercado.
Actualmente en el mercado, existen pigmentos de alto rendimiento que son pigmentos que ofrecen un nivel de rendimiento que les permite ser utilizados en una amplia variedad de aplicaciones, ya que proporcionan características nuevas o mejoradas (pigmentos con una funcionalidad adicional aparte de el color). El pigmento (HPP) de mercado de alto rendimiento tuvo un buen desempeño en 2006 y siguió creciendo por varias razones, pero muchas de las materias primas utilizadas para la fabricación de PVM se incrementó en el costo, lo que afecta el precio de venta de los productos terminados hasta cierto punto.
En este contexto, IK4-TEKNIKER está trabajando en el proyecto NANOPIGMY cuyo objetivo es producir pigmentos cerámicos multi-funcionales y rentables con más funcionalidades que el color para dar a los materiales del automóvil y de la construcción (plástico, pintura y concreto) las funcionalidades requeridas a través del uso de estos pigmentos basados en la nanotecnología, evitando así los cambios en los procesos de fabricación.

This project has received funding from the European Community”s Seventh Framework Programme (FP7-NMP-2011-SME-5) under grant agreement no 280393.
Más información en: http://www.nanopigmy.eu/

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Materiales Nanoporosos para tratamiento de aguas residuales

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En los últimos años, los Procesos Avanzados de Oxidación (POA) están siendo ampliamente estudiadas debido a su eficacia en la eliminación de las aguas residuales industriales no biodegradables. Entre el POA disponible, el tipo Fenton / foto Fenton se considera el más prometedor debido a su alta eficiencia, bajo coste y facilidad de aplicación y debido a que no requieren sofisticados equipo o reactivos para ser aplicado.
A pesar de su probada eficacia, los procesos de oxidación avanzada tienen algunas desventajas, tales como la producción de lodos con un alto contenido en hierro y la desactivación de hierro por la formación de agentes complejantes. Para resolver estos problemas relacionados con la aplicación del proceso en fase homogénea, investigaciones recientes se centran en la posibilidad de utilizar soportes para los iones de hierro. A estos efectos, se han utilizado diversos soportes tales como Nafion, zeolita, sílice, arcilla, resinas, y carbón activado para preparar nuevos catalizadores heterogéneos Fenton.
En fase heterogénea, los pasos físicos además de los cambios químicos tienen lugar en la superficie del catalizador en los sitios activos donde se produce la transferencia de masa de adsorción limitada de moléculas de reactivo. Al final de la reacción, las moléculas de producto se desorben y salen de los sitios activos disponibles para un nuevo conjunto de moléculas de reactivo para unir a la superficie y reaccionar. Estos pasos complejos hacen las características de la superficie y la estructura de poros del catalizador sólido se vuelven importantes ya que éstas afectarán fuertemente su velocidad cinética, la eficiencia y la estabilidad hacia la reacción de Fenton catalizada sólida. El uso de hierro en fase heterogénea da una fácil separación del catalizador y permite su reutilización, mediante el cual el coste global del proceso podría ser enormemente disminuido.
IK4-TEKNIKER, participante del proyecto CarbonInspired 2.0, ha desarrollado un catalizador de zeolita basado para su uso en el tratamiento de aguas residuales. Mediante la optimización de la cantidad de reactivos y condiciones de proceso, se logra una decoloración completa del efluente y una reducción superior al 80% en el contenido total de carbono orgánico [1]. Si desea obtener más información se tiene acceso gratuito a la publicación: http://www.scirp.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=46718

[1]. Heterogeneous Fenton Catalyst for the Efficient Removal of Azo Dyes in Water, Miren Blanco, Amaia Martinez, Arrate Marcaide, Estíbaliz Aranzabe, Ana Aranzabe, AJAC> Vol.5 No.8, June 2014

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Establecimiento de métodos e instrumentación para la detección, caracterización y análisis de nanopartículas

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De acuerdo con la Comisión Europea [CE, COM (2012) 572, 3.10.2012] importantes desafíos a nivel europeo están relacionados con el establecimiento del método y la instrumentación validado para la detección, caracterización y análisis de nanopartículas. A pesar de la existencia de diferentes técnicas, es muy difícil de medir en la nanoescala, por diversas razones Primero por la pequeña escala que se maneja. Estas pequeñas dimensiones hacen que las tolerancias sean más pequeñas y las incertidumbres aún más pequeñas por lo que la relación incertidumbre/dimensión es muy alta. Además, existe poco conocimiento de los conceptos y técnicas metrológicas, lo que hace complicado el identificar los nanoobjetos y de eliminar los errores o artefactos en la medida. La falta de normas internacionales de medición para la calibración es un aspecto de especial relevancia en la nanotecnología, ya que es difícil seleccionar un artefacto de calibración universal para lograr la repetibilidad a nanoescala.

En el marco del proyecto SETNanometro, el uso de diversas técnicas de medición para la determinación de las propiedades de las NPs permitirá moverse desde el enfoque utilizado actualmente “ensayo y error” hacia el desarrollo de protocolos bien definidos y controlados para la producción de NPs. Un cuidado especial se dedicará a la creación de la cadena correcta trazabilidad metrológica con objeto de garantizar la fiabilidad de los resultados. Los materiales producidos de acuerdo con estos procedimientos, serán, por tanto, suficientemente caracterizados y homogéneos en sus propiedades para convertirse en candidatos a materiales de referencia certificados para ser utilizados en diversas aplicaciones en las que se encontró la falta de trazabilidad metrológica.
CarbonInspired 2.0 está conectado con este proyecto a través de la participación de IK4-TEKNIKER en el consorcio. Se identificarán nuevas oportunidades para las empresas del espacio SUDOE.
Para más información: http://www.setnanometro.eu/

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Éxito de convocatoria en la jornada de CarbonInspired 2.0 en IK4-TEKNIKER

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El 18 de Junio tuvo lugar en las instalaciones de IK4-TEKNIKER en Éibar (País Vasco) la tercera edición de la jornada “Empleo de Nanopartículas en la Industria”, enmarcada dentro del proyecto CarbonInspired 2.0. A esta convocatoria asistieron 71 personas principalmente de empresas españolas, en su mayoría de la zona norte, que emplean nanopartículas en sus procesos o están interesados en implementarlas en sus productos. Año tras año se comprueba que el interés de las empresas por estos nuevos materiales va en aumento y esta jornada sirvió para poner en contacto a empresas que desean dar valor añadido a sus productos mediante el empleo de nanomateriales y científicos dedicados a la investigación de los mismos.


Varias empresas destacadas en el sector de la construcción, siderurgia, pinturas, etc. como Das Nano, Grupo Antolín, Avanzare, Acciona, Nanotecnología Spain o Gerdau entre otros, fueron los ponentes de la jornada. En dichas ponencias se mostraron como estas empresas han apostado por los nanomateriales para el desarrollo de productos de alto valor añadido, así como diversos ejemplos de casos de éxito. Además, durante el workshop se dispuso un showroom de piezas y demostradores funcionales que integran nanomateriales, que han sido desarrollados dentro del marco de proyecto Carboninspired 2.0. De esta manera, los asistentes pudieron observar algunas de las numerosas aplicaciones y ventajas que el empleo de nanomateriales aporta a la industria convencional.

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• 7 de octubre: una nueva oportunidad para conocer los nanomateriales en Francia

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El 7 de octubre, bajo el marco del proyecto europeo CarbonInspired 2.0, ADERA y Rescoll organizará en Burdeos un taller técnico sobre las aplicaciones innovadoras de materiales nanoestructurados: vamos a hablar de la aplicación de la conductividad eléctrica o conductividad térmica, de deshielo a través del efecto Joule, electrónica orgánica, revestimientos sol-gel para el almacenamiento de energía y otros temas de interés ….
Será una oportunidad para reunir industria de la región de Aquitania en un tema de interés para todos ellos. Este taller permitirá discutir sobre posibles innovaciones para mejorar la competitividad de las empresas mediante el uso de nanotecnologías.
Tendremos conferencias y se presentarán demostradores funcionales en un showroom único, los cuales se basan exclusivamente en exitosos proyectos de I + D.

El taller es gratuito, el número de participantes está limitado por tanto, la inscripción es obligatoria. Únete a nosotros!

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Las nanopartículas pueden ayudar en aplicaciones espaciales

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La nanotecnología puede encerrar la clave para que el vuelo espacial más práctico. La web understandingnano.com tiene un nuevo artículo que resume las nuevas aplicaciones que las nanopartículas pueden permitir en el espacio. Aseguran que los nuevos avances en nanomateriales pueden hacer posibles velas solares ligeras y un cable para el ascensor espacial. Al reducir de manera significativa la cantidad de combustible del cohete necesario, estos avances podrían reducir el costo de alcanzar la órbita y viajar en el espacio. Además, los nuevos materiales combinados con nanosensores y nanorobots podrían mejorar el rendimiento de las naves espaciales, trajes espaciales, y el equipo utilizado para explorar los planetas y las lunas, por lo que la nanotecnología una parte importante de la ‘última frontera’.
Los investigadores están buscando en las siguientes aplicaciones de la nanotecnología en los vuelos espaciales. Todas estas aplicaciones están en desarrollo.

  • • El empleo de materiales a base de nanotubos de carbono para reducir el peso de las naves espaciales, manteniendo o incluso aumentando la resistencia estructural.
    • El uso de nanotubos de carbono para hacer que el cable necesario para el ascensor espacial, un sistema que podría reducir significativamente el coste de envío de material en órbita. Nova tiene un buen video que explica los conceptos.
    • Incluir capas de robots bio-nano en los trajes espaciales. La capa exterior de los robots bio-nano respondería a daños al traje espacial, por ejemplo para sellar pinchazos. Una capa interna de los robots bio-nano podría responder si el astronauta estaba en problemas, por ejemplo, por el suministro de medicamentos en una emergencia médica.
    • Implementación de una red de nanosensores para buscar grandes áreas de planetas como Marte en busca de rastros de agua o de otros productos químicos.
    • La producción de propulsores para naves espaciales que utilizan dispositivos de MEMS para acelerar nanopartículas. Esto debería reducir el peso y la complejidad de los sistemas propulsores utilizados para misiones interplanetarias. Una de las características de ahorro de costes de este tipo de propulsores es su capacidad para dibujar en más o menos de los dispositivos MEMS, dependiendo del tamaño y la exigencia de empuje de la nave espacial, en lugar de diseñar y construir diferentes motores de naves espaciales de diferentes tamaños.
    • El uso de nanotubos de carbono para construir las velas solares ligeros que utilizan la presión de la luz del sol que se refleja en la célula solar como un espejo para propulsar una nave espacial. Esto resuelve el problema de tener que levantar bastante combustible en órbita de la nave espacial de energía durante las misiones interplanetarias.
    • Trabajar con nanosensores para controlar los niveles de químicos traza en las naves espaciales para vigilar el desempeño de los sistemas de soporte de vida.

◾Para más información: http://www.understandingnano.com/space.html

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CarbonInspired 2.0 atenta a las necesidades de la industria

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Al ser un objetivo de CarbonInspired 2.0 el tener una colaboración mejor y más grande entre las academias y centros de investigación y empresas de base tecnológica, se envió un cuestionario al sector de la industria, principalmente a las fábricas del espacio SUDOE, con el fin de obtener datos reales de actividades industriales en relación a nanotecnología y la innovación, principalmente, el uso de la nanotecnología, los problemas y los obstáculos de uso.
Como consecuencia de esta acción, se obtuvieron 151 respuestas de varios países. La mayoría de las respuestas procedían de la industria de Portugal, España y Francia, pero también, de EE.UU., Alemania, Bélgica, Reino Unido y República Moldava. Más del 50% son compañías de tamaño pequeño a mediano y con un sector de actividad principalmente en el área de transporte, piezas de fundición, construcción, aeroespacial, aeronáutica, química, materiales, industrias de la alimentación, automoción, electrónica, biotecnología, medio ambiente y salud.
Como se mencionó anteriormente, uno de los objetivos era confirmar la familiaridad con los beneficios de la nanotecnología en la industria, donde el 61% de los encuestados están familiarizados con ellos, pero sólo el 26% son usuarios de la nanotecnología actual, como se ilustra.

La investigación examinó cuestiones distintas para los usuarios de la nanotecnología y los no usuarios, centrándose, para los primeros, en el número y tipo de productos en el mercado y la relevancia de I + D en nanotecnología y para los no usuarios, de la intención de invertir en innovación tecnológica usando nanotecnología y de los principales obstáculos para su uso.
Consideraciones más interesantes se pueden encontrar en el documento completo que estará disponible en breve.

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