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Nanocristales Para Láseres Baratos y Alumbrado Revolucionario

19/06/2009

Durante más de una década, los científicos han visto frustrados sus esfuerzos por crear, a partir de moléculas individuales, fuentes de luz que emitan ésta con constancia. El impedimento principal ha sido una rareza óptica llamada “parpadeo”. Sin embargo, ahora unos científicos de la Universidad de Rochester han desvelado la física básica subyacente en este fenómeno, y, junto con investigadores de la Compañía Eastman Kodak, han creado un nanocristal que emite luz constantemente.

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FUENTE – Amazings – 19/06/09

Los resultados pueden abrir las puertas hacia láseres de bajísimo precio y más versátiles, una iluminación con LEDs de mayor luminosidad, y marcadores biológicos capaces de revelar cómo interactúa un medicamento con una célula de un modo mucho más detallado que lo posible anteriormente.

Muchas moléculas, así como los cristales con un tamaño de un nanómetro, pueden absorber o radiar fotones. Pero también experimentan al azar períodos en los cuales absorben un fotón y, en vez de radiarlo, su energía es transformada en calor. Estos períodos “oscuros” se alternan con períodos en los cuales la molécula puede radiar normalmente, lo que hace que parezca encenderse y apagarse o parpadear.

Todd Krauss, profesor de química de la Universidad de Rochester y autor principal del estudio, trabajó con ingenieros de la Kodak e investigadores del Laboratorio de Investigación Naval y de la Universidad Cornell, y el resultado ha sido el hallazgo de los nuevos nanocristales que no pestañean.

Con los nanocristales sin parpadeo, Krauss cree que los láseres y los dispositivos de iluminación podrían ser increíblemente baratos y fáciles de fabricar. En la actualidad, la luz de los láseres de colores diferentes se logra usando materiales y procesos diferentes, pero con los nuevos nanocristales un solo proceso de fabricación puede crear cualquier color de láser. Para alterar el color de su luz, un ingeniero sólo necesita alterar el tamaño del nanocristal, lo cual es una tarea relativamente simple.

Lo mismo puede decirse sobre el dispositivo que algún día quizá se convierta en el sucesor del OLED. Mediante un procedimiento que esencialmente consiste en “pintar” una red de nanocristales de diferente tamaño sobre una superficie plana, se podría crear una pantalla de ordenador tan delgada como una hoja de papel, o bien acondicionar una pared para que ilumine una habitación en cualquier color deseado.

La iluminación en cifras

10/04/2009

 

bombillo

FUENTE – Ison 21 – 10/04/09

20% 

En la actualidad, el 20% de la electricidad producida en todo el mundo se usa para iluminación.

75% 

Una cuarta parte se destina a la iluminación para uso residencial, el resto se usa para iluminar comercios, industrias y edificios administrativos.

5% 

Una bombilla de incandescencia convierte en luz el 5% de la electricidad que consume, el restante 95% se destina a producir calor. La vida media de una bombilla de incandescencia es de unas 1000 horas.

80%

La iluminación con LED ofrece un ahorro de un 80% si se compara con la iluminación convencional (las CFL ahorran un 75%, aunque tienen otros inconvenientes, como el del mercurio). La vida útil promedio es de 45000 horas.

10x 

Técnicas recientes basadas en silicio, en lugar de obleas de zafiro, pueden abaratar la producción de LED diez veces.

130

Según el Departamento de Energía de EEUU, la cantidad de electricidad usada para iluminación podría recortarse a la mitad para 2025. Esta reducción evitaría la construcción de 130 plantas de producción de energía solo en EEUU (sin contar el resto del mundo).

“Si los 300.000 semáforos instalados en España utilizasen LEDs, el ahorro energético sería del orden de 50 GWh cada año”

13/02/2009

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FUENTE – energias-renovables.com – 11/02/09

Eso ha dicho, entre otras muchas cosas, Elías Muñoz Merino, el catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid, en la Lección Inaugural del Año Académico 2009, que el profesor Muñoz ha leído en la Real Academia de Ingeniería de España. Muñoz, que ha titulado su Lección Inaugural “Nuevos semiconductores, nuevas dimensiones, nuevas luces”, asegura que pronto usaremos LEDs de forma masiva en hogares, oficinas y calles.

“Es difícil predecir exactamente cuándo pero, más pronto de lo que imaginamos, nuestros hogares, oficinas y calles estarán iluminados por lámparas de semiconductores (LEDs) basadas en nitruros. O, lo que es igual, tendremos iluminación por elementos de material sólido, por pastillas de semiconductores, en lugar de tener filamentos, o descargas eléctricas en gases especiales”. En esos términos se ha expresado durante la Lección Inaugural del Año Académico 2009, el ingeniero de Telecomunicación Elías Muñoz Merino, académico de la Real Academia de Ingeniería (RAI) y catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid, donde ha dirigido el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología.

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Según Muñoz, “el cambio en nuestros hogares se puede producir pronto, dados los avances tecnológicos y la reducción de costes que se están ya alcanzando”. De hecho, estos chips ya se vienen utilizando en señales de alarma, semáforos, paneles de información (como la famosa pantalla gigante del Nasdaq, en Nueva York) y sistemas de iluminación de fachadas y monumentos, donde la luz se consigue a base de miles o millones de diodos emisores de luz de todos los colores, incluido el blanco. Pues bien, con una evolución de esos mismos chips se plantea ahora la sustitución de las bombillas tradicionales, lo cual abre –según Muñoz– interesantes expectativas para el consumidor, por el ahorro energético en iluminación y por su gran duración en comparación con las lámparas actuales.

semaforo12En ese sentido, las ventajas son varias: la fabricación de estos ingenios no conlleva el uso de gases venenosos; además, duran mucho más que las lámparas clásicas (las incandescentes, fluorescentes o por descarga en gases); y son mucho más eficientes. Según el catedrático Muñoz, en los ensayos de laboratorio la eficiencia energética es mayor del 60%, frente al 4% de la incandescencia, o el 25-40% de la fluorescencia. Así, añade Muñoz en su Lección Inaugural –que acaba de ser publicada en forma de libro por la RAI–, la sustitución de los sistemas tradicionales de iluminación por LEDs tendría una gran trascendencia “pues la iluminación supone aproximadamente un 20% del consumo global de energía eléctrica”. Un ejemplo de esa trascendencia es el de los semáforos. Según el académico, “en España, si los 300.000 semáforos instalados utilizasen LED, el ahorro energético sería del orden de 50 GWh cada año”.

En su discurso, el profesor recuerda también al “padre” de esta idea, el ingeniero Shuji Nakamura, Premio Príncipe de Asturias 2008: “a  partir de sus trabajos en Japón con materiales semiconductores que contienen nitrógeno, galio e indio (nitruros), en 1993 Nakamura abrió el camino a esta nueva forma de iluminación, aunque inicialmente éste no era su objetivo cuando empezó a investigar. La gran eficiencia energética de estos chips luminosos se debe a la combinación de los progresos en Física del Estado Sólido, en Ingeniería de Materiales y Dispositivos, a la avanzada tecnología empleada, y al uso de conceptos de nanociencia y nanotecnología”.

 

Más información:

http://www.real-academia-de-ingenieria.org