“Dimecres de la Ciència” dedicat al nou “Smart Grids Lab”

El  passat dimecres 16 de maig es va celebrar el darrer “Dimecres de la Ciència” del curs 2017-2018, que en aquest cas va estar dedicat al nou “Smart Grids Lab”. Primerament, els professors Dr. Carles Ortega i Dr. Àngel Borrell van explicar als presents el que són les Xarxes Intel·ligents, i quin són els reptes fonamentals avui dia en la gestió de les xarxes.

El nou  “Smart Grids Lab” que s’ha instal·lat recentment a l’aula AE20 de l’EUSS podrà ser utilitzat properament tant per realitzar recerca en aquest camp, com per fer pràctiques en diferents assignatures del Grau d’Electrònica Industrial i Automàtica i del nou Màster en Enginyeria Industrial especialitat Microxarxes Elèctriques Intel·ligents. Als terrats de l’EUSS s’ha muntat una instal·lació fotovoltaica experimental de 4 kW que permet diferents modes de gestió de l’energia i emmagatzematge.

Inversor de Circutor, i font d’alimentació per emular la instal·lació fotovoltaica de l’EUSS

El laboratori disposa d’emuladors solars per tal d’obtenir diferents condicions de producció d’energia fotovoltaica en diferents punts de generació per estudiar els convertidors electrònics típics per al processament d’energia provinent de fonts renovables, configurar una microxarxa i gestionar l’energia.

En acabar la visita, va tenir lloc l’última reunió del Grup de Recerca del curs, en la qual es va informar, entre altres coses, del proper muntatge d’un estudi de gravació de vídeos didàctics a l’Espai de Recerca de l’EUSS.

Imants moleculars de {Tb/Eu} amb luminiscència ajustable

El camp dels materials multifuncionals basats en molècules està avançant ràpidament en els últims anys. Els  complexos basats en lantànids són especialment atractius, ja que les seves propietats electròniques les fan adequats tant per a la construcció d’imants moleculars així com a agents luminescents. En particular els polímers heteronuclears són extremadament interessants per la seva aplicació com a sensors o LEDs, ja que variant la relació d’ions es pot ajustar tant la brillantor d’emissió com el color del material.

Figura 1. Els nous complexes de {Tb/Eu) sintetitzats presenten luminiscència I comportament d’imants moleculars.

L’Elena Bartolomé, en col·laboració amb investigadors de l’ICMA i el Dep. Química de la Universidad de Zaragoza, l’Academy of Sciences of Moldova, i l’Institut “Petru Poni”  (Romania) acaben de publicar a la revista J. Mat. Chem. C un treball sobre la síntesi i caracterització d’un nou complex mixte {Tb/Eu} [“Heteronuclear {TbxEu1-x} furoate 1D polymers presenting luminescent properties and SMM behavior”, J. Mat. Chem C, 6, 5286 (2018)].

Figura 2. Variant la proporció de Tb/Eu es pot obtenir luminescència de color variable entre el vermell i el verd.

En aquest treball s’ha estudiat com la substitució d’ions de Tb per ions d’Eu en l’estructura de cadena polimèrica (Figura 1) influencia les propietats luminescents i magnètiques. Els estudis de luminescència mostren la capacitat de sensibilització del lligand d’àcid fòric. L’estratègia heterodinuclear ha permès obtenir luminiscència de color variable del verd al vermell (Figura 2). A més, els mesuraments de susceptibilitat d’ac en freqüències i temperatures variables revelen que els complexos mixtes {TbxEu1-x} presenten una dinàmica de relaxació lenta induïda pel camp. Els complexos {TbxEu1-x} representen un rar exemple de material multifuncional de baixa dimensió que combina tant propietats magnètiques d’imant molecular (SMM) com luminescència.

Participació a l’EDUCON2018

El professor Ignasi Florensa va participar del 17 al 20 d’abril a l’EDUCON2018 – IEEE Global Engineering Education Conference, que va tenir lloc a Santa Cruz de Tenerife.

L’Ignasi va presentar una comunicació oral titulada Enriching engineering education with didactics of mathematics, que recollia els principals resultats dels dos Recorreguts d’Estudi i Investigació que s’han dut a terme en l’assignatura, Mecànica dels medis continus de l’EUSS.

Al congrés van participar més de 400 investigadors i investigadores d’arreu del món, relacionats amb l’àmbit de recerca en formació d’enginyers i enginyeres. El proper EDUCON2019 serà l’abril del 2019 a Dubai.

Visita al Sincrotró ALBA

El passat dimecres 25 d’abril un grup d’estudiants/es i professors/es de l’EUSS van fer una visita al Sincrotró ALBA, ubicat a Cerdanyola del Vallès. L’ALBA és un accelerador d’electrons per produir llum de sincrotró, que s’utilitza per caracteritzar l’estructura atòmica i molecular dels materials i estudiar les seves propietats. L’energia del feix d’electrons que es genera a l’ALBA és de 3 GeV i s’aconsegueix mitjançant la combinació d’un accelerador lineal i un propulsor ubicat en el mateix túnel que l’anell d’emmagatzament d’electrons.

Actualment, l’ALBA disposa de vuit línies de llum operatives, que es destinen a l’estudi de les biociències, la matèria condensada (nanociència, propietats magnètiques i electròniques) i la ciència dels materials, i hi ha tres línies més en construcció. Aquesta gran infraestructura científica genera unes 6.000 hores de llum anualment i està disponible per oferir servei a més de 1.000 investigadors de la comunitat acadèmica i del sector industrial a l’any. Aquesta visita forma part de les activitats del Grup de Recerca de l’EUSS dirigides a apropar la ciència i tecnologia als estudiants.

Engineering quantum tunneling: publicació a Nature Communications

Els imants moleculars s’estan investigats intensament en l’actualitat per al seu gran potencial d’aplicació com a qubits per a computació quàntica, així com elements d’emmagatzematge d’informació. En efecte, els SIMs (Single-Ion Magnets en anglès) basats en lantànids presenten magnetització permanent i histèresi associades a un sol ió, el que permetria augmentar enormement la densitat d’emmagatzematge.

El funcionament d’aquest nou tipus d’electrònica (anomenada “spintrònica”), es basa en la capacitat d’aquests sistemes de mantenir dos estats estables, amb el spin electrònic “cap amunt” (1) o “cap avall” (0), ben separats per una barrera d’energia. No obstant això, hi ha diversos mecanismes que permeten la relaxació del spin entre els dos estats: d’una banda es pot produir una relaxació “lenta“, en la qual el spin es tomba “saltant” per sobre de la barrera energètica; però també pot donar-se una relaxació ultraràpida mitjançant “tunneling quàntic” a través de la barrera (Fig. 1). Per tant, de cara a realització de dispositius cal conèixer els factors que controlen el “tunneling quàntic“, per tal de bloquejar-lo en la mida que sigui possible.

En un treball recentment publicat a Nature Communications, investigadors de la Universitat de Copenhaguen, amb la col·laboració d’Elena Bartolomé (EUSS) i membres de l’ICMA-Saragossa han aconseguit demostrar com es pot reduir el “tunneling quàntic” dissenyant adequadament la simetria de l’imant molecular mitjançant enginyeria química.
En el treball es van sintetitzar dos SIMs basats en Disprosi (Fig. 2): el complex 1Dy amb simetria C4, i el 2Dy pràcticament idèntic però amb simetria lleugerament menor, D4d. Es varen determinar experimentalment els nivells energètics produïts per al camp cristal·lí diferent en cada cas. L’estudi de la dinàmica de relaxació d’aquests dos complexos fins a temperatures properes als miliKelvins, va permetre concloure que el complex amb major simetria presenta una taxa de relaxació per tunneling fins a 5 vegades menor (Fig. 3).