Investigació en Supercapacitors: Nanofibres de carbó vs. carbó actiu

El professor de l’EUSS Llorenç Servera, en col·laboració amb investigadors del Departament d’Electrònica de la UB i l’Institut de Nanociència i Nanotecnologia (IN2UB), acaben de publicar a la revista Nanoscale Research Letters un treball en l’àmbit dels Supercapacitors.

En aquest estudi es comparen les prestacions de supercapacitors simètrics amb solució aquosa, amb elèctrodes preparats bé a partir de Nanofibres de carbó (CNF) o bé amb Carbó Actiú (AC). Aspectes com ara la distribució de la mida dels porus, la superfície dels elèctrodes i la seva resistència total tenen un paper crucial en el rendiment final del supercapacitor.

Imatges SEM i TEM (inset) d'(a) CNFs i (b) AC.

Els resultats revelen que l’AC té un alt nivell de microporós i estructura ultramicroporosa que dóna una superfície de 1042 m2/g, mentre que a l’elèctrode CNF l’estructura dominant és mesoporosa i la superfície és de 83 m2/g. A causa d’això, el material AC proporciona una capacitància específica (334 F / g) molt superior al dels CNF (52 F / g), i com a conseqüència, l’energia específica del AC (18,1 Wh/kg) és major que la de CNF (2 Wh /kg). D’altra banda, les potències específiques obtingudes varen ser de 1860 and 450 W/kg pels CNFs and AC, respectivament. En conclusió, es considera que el CNF és un millor candidat per a aplicacions de potència.

Desenvolupament d’un sensor basat en ultrasons

El professor de l’EUSS Miquel Àngel Amer, en col·laboració amb investigadors del Grup de Sistemes Sensors de la UPC, acaben de publicar un article a la revista Instrumentation Science and Technology sobre el desenvolupament d’un nou sensor basat en els ultrasons per monitorar els processos de fermentació malolàctica en condicions industrials.

Les tècniques basades en ultrasons tenen un gran potencial per al seguiment de processos alimentaris, però fins ara han estat utilitzades únicament en condicions controlades de laboratori, i no tant en condicions industrials. En aquest treball, els investigadors han desenvolupat un sensor que pot ser directament instal·lat en els contenidors industrials de vi que habitualment s’utilitzen en cellers per monitorar els processos de fermentació.

Publicació a l’Advanced Materials Letters

S’ha publicat recentment un article en Advanced Material Letters, i es vol destacar la participació i el treball de l’alumni EUSS, Anna Batlle que ha fet en la seva tesi doctoral i en la que el professor Llorenç Servera n’és el director.
Podeu clicar damunt la imatge per llegir l’article amb el títol: Towards flexible and wearable supercapacitors: A hierarchical approach in material design.

Publicació d’articles del PDI: “Relaxació magnètica en imants moleculars basats en Lantànids” i interacció entre pèptids i superfícies

La professora de l’EUSS Elena Bartolomé, juntament amb els investigadors de l’Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA-CSIC) Ana Arauzo, Javier Luzón, Juan Bartolomé i Fernando Bartolomé, acaben de publicar una Review sobre “Relaxació Magnètica en Imants Moleculars basats en Lantànids”, Handbook of Magnetic Materials (HMM) del mes de novembre (vol. 26, p.1-289). La sèrie HMM és una reconeguda col·lecció de llibres de referència de l’editorial Elsevier, escrits per autors convidats, que tenen com a finalitat condensar l’estat de l’art en diversos temes emergents en l’àmbit del magnetisme.

Els imants moleculars estan sent investigats intensament en els darrers anys a causa  de les seves interessants propietats físiques, així com per les potencials aplicacions d’emmagatzematge d’informació d’alta densitat i computació quàntica. En particular, les molècules que contenen lantànids són excel·lents candidates per aplicacions en spintronica, gràcies a l’anisotropia intrínseca d’aquests ions, que a més a més pot ser afavorida mitjançant un disseny químic adequat del seu entorn de coordinació. El desenvolupament d’unitats de memòria basades en imants moleculars requereix que s’estableixin dos estats estables (“0” i “1”), separats per una barrera d’energia suficientment elevada, i la relaxació magnètica ha de ser prou lenta per a permetre l’operació del sistema. Per això, la comprensió i control dels mecanismes de relaxació és fonamental per al disseny de molècules amb les característiques desitjades.

En aquest capítol de l’HMM, els autors presenten una revisió del tema, basada en 400 referències seleccionades aparegudes en els tres darrers anys. En les seccions 1, 2 i 3 es resumeix el coneixement que avui en dia es té sobre els mecanismes de relaxació magnètica en aquests complexos i es presenten els mètodes experimentals i càlculs ab initio utilitzats per la seva investigació. Les seccions 5, 6, 7 i 8 revisen les arquitectures moleculars basades en lantànids més exitoses: imants moleculars que contenen un únic ió (Single-Ion Magnets-SIMs); dímers; clústers (Single-Molecule Magnets-SMMs); i estructures extenses 1D, 2D i 3D. La secció 9 revisa l’estat de l’art sobre el magnetisme de complexos dipositats. Finalment, en la secció 10 s’ofereixen conclusions i perspectives de futur per aquest camp.

Gràcies al coneixement detallat entre l’estructura molecular i els mecanismes de relaxació i el control de la química molecular, s’han pogut sintetitzar molt recentment SIMs amb barreres d’activació impressionantment altes, al voltant dels 1000 K, a temperatures de 60 K ja molt properes a la temperatura de 77 K que possibilitaria el funcionament pràctic dels dispositius en nitrogen líquid.

D’altra banda, el professor de l’EUSS Pablo Sevilla ha publicat recentment l’article “Relevant Properties for Immobilizing Short Peptides on Biosurfaces” a la revista IRBM.

Aquest treball s’ha realitzat amb la col·laboració del grup BBT de la UPC i el MDRCBB de la Universitat de Minnesota. Els resultats obtinguts permetrien predir la quantitat i la força amb què certs pèptids s’adhereixen a superfícies de titani depenent de la seva càrrega electrostàtica.

Formació internacional a Copenhaguen sobre la implementació de la investigació a nivell acadèmic

La setmana del 6 al 10 de novembre, el professor de l’EUSS Ignasi Florensa va participar en el curs “Inquiry in Mathematics and Science: The interplay of didactical and epistemological perspectives”. El curs l’impartien la Dra. Marianne Achiam, el Dr. Carl Winløw, la Dra. Andrée Tibergein i la Dra. Marianna Bosch. Els participants del curs, vinguts de diversos països europeus (Dinamarca, França, Hongria, Suïssa…), van compartir els seus treballs d’investigació sobre diverses maneres d’implementar l’inquiry a diferents nivells educacionals.

El curs també es va centrar en la relació entre les metodologies que promouen la recerca a classe i la relació amb les activitats reals de recerca que desenvolupen els científics. L’Ignasi va presentar les dues edicions de Recorreguts d’Estudi i Investigació (REI) que s’han implementat a l’EUSS, a l’assignatura de Mecànica dels Medis Continus.