Sensores cerebrales y etiquetas electrónicas que se disuelven. Impulsar el potencial de las fuentes de energía renovables. Estos son ejemplos de las últimas investigaciones de dos científicos pioneros seleccionados como conferenciantes de Kavli de este año en la 247ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Estadounidense (ACS).

La reunión cuenta con más de 10, 000 presentaciones desde las fronteras de la investigación química, y se llevará a cabo aquí hasta el jueves. Dos de estas charlas cuentan con el apoyo de The Kavli Foundation, una organización filantrópica que fomenta la innovación científica básica. Estas conferencias, que son un punto culminante de la conferencia, Destacar el trabajo de investigadores tanto jóvenes como consolidados que están ampliando los límites de la ciencia para abordar algunos de los problemas más urgentes del mundo.

Abordar los problemas de salud y sostenibilidad simultáneamente, John Rogers, Doctor., está desarrollando una vasta caja de herramientas de materiales, desde magnesio y silicio hasta seda e incluso papel de arroz, para fabricar productos electrónicos biodegradables que potencialmente se pueden usar en una variedad de aplicaciones. Impartirá "La conferencia sobre las innovaciones en química de Fred Kavli".

"Lo que estamos descubriendo es que existe una paleta sólida y diversa de opciones de materiales en todos los niveles, "dijo Rogers, quien trabaja en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign. "Para el director, para el semiconductor, para la capa aislante y el paquete y el sustrato, uno puede elegir los materiales según los requisitos de la aplicación ".

El equipo de Rogers está trabajando para incorporar algunos de estos elementos en sensores que puedan, por ejemplo, detectan la aparición temprana de hinchazón y cambios de temperatura en el cerebro después de lesiones en la cabeza y luego desaparecen cuando ya no son necesarios. Hoy dia, Los dispositivos diseñados para estos fines están conectados:deben implantarse y luego retirarse por completo una vez que ya no sean necesarios. El sensor de Rogers podría implantarse pero funciona de forma inalámbrica y, después de su uso, "simplemente desaparece". Eso elimina el riesgo de infección y otras complicaciones asociadas con tener que retirar los dispositivos quirúrgicamente. Rogers ha probado con éxito los primeros prototipos de sensores en animales de laboratorio y prevé que dichos dispositivos puedan utilizarse algún día en pacientes humanos.

Su grupo también está trabajando en etiquetas de identificación por radiofrecuencia biodegradables, o etiquetas RFID. En la actualidad, Los RFID se producen por miles de millones y se utilizan en todo, desde jeans para rastrear con precisión el inventario hasta tarjetas inteligentes y se inyectan en mascotas. También se encuentran en envases de productos que terminan en vertederos. Usando celulosa, zinc y silicio, Rogers ha fabricado con éxito etiquetas RFID solubles en el laboratorio. El siguiente paso sería averiguar cómo aumentar la producción y comercializarla.

"Somos bastante optimistas, ", Dijo Rogers." Vemos el camino a seguir y estamos a mitad de camino ".

La conferencia "Líder emergente en química de la Fundación Kavli" es Emily Weiss, Doctor., de la Universidad Northwestern. Su laboratorio se centra en obtener la mayor potencia posible de los nanomateriales combinados y combinados que se están desarrollando para maximizar las fuentes de energía renovable. Los científicos ahora pueden diseñar estos materiales con una precisión sin precedentes para capturar grandes cantidades de energía, por ejemplo, del sol y fuentes de calor. Pero obtener toda esa energía de estos materiales y llevarla al mundo para encender hogares y dispositivos han sido obstáculos importantes.

"La corriente eléctrica se origina en el movimiento de electrones a través de un material, "Weiss explicó." Pero a medida que se mueven a través de un material o dispositivo, encuentran lugares donde tienen que saltar de un tipo de material a otro en lo que se llama una interfaz. Por interfaces, Me refiero a lugares donde se encuentran partes del material que no son exactamente iguales. El problema es cuando un electrón tiene que pasar de un material a otro, pierde energía ".

A medida que las estructuras de los materiales se hacen más pequeñas, el problema de la interfaz se amplifica porque los nanomateriales tienen más superficie en comparación con su volumen. Entonces, los electrones en estos dispositivos avanzados tienen que viajar a través de más y más interfaces, y pierden energía en forma de calor cada vez.

Pero gracias a los últimos avances en instrumentos analíticos y potencia informática, El grupo de Weiss está preparado para convertir esta desventaja en una ventaja. "En lugar de ver todas estas interfaces como algo negativo, ahora no necesitamos considerarlo un inconveniente, ", dijo." Podemos diseñar una interfaz tal que podamos deshacernos de los defectos y deshacernos de esta ralentización. De hecho, podemos utilizar interfaces cuidadosamente diseñadas para mejorar las propiedades de su dispositivo. Ese tipo de filosofía está empezando a afianzarse ".