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Divulgación científica

Demostradores

Pilas de combustible

Coche de hidrógeno
Coche de hidrógeno

Con este coche de hidrógeno podemos mostrar el proceso completo en el que mediante electrolisis, es decir aportando electricidad de la red, de una placa solar o de otras fuentes, se descompone la molécula de agua en gas hidrógeno y gas oxígeno que se almacenan en sendos tanques. Cuando volvemos a unirlos, la pila de hidrógeno consigue que sólo los protones H+ atraviesen la membrana, mientras que los electrones son obligados a pasar por un circuito externo donde se crea una corriente eléctrica que mueve el motor. Finalmente se forma de nuevo la molécula de agua como único producto residual.

Pila de hidrógeno
Pila de hidrógeno

Se trata de una pila de hidrógeno desmontable donde podemos ver sus diferentes partes incluyendo el ánodo y cátodo metálicos y la membrana polimérica de nafión.
Difracción de Rayos X
Redes de difracción
Redes de difracción

Para simular el proceso de difracción de Rayos X que sirve para conocer la estructura de la materia, hemos utilizado un haz láser que hacemos incidir sobre mallas de diferente espesor. Así podemos ver que a medida que disminuye el paso de luz de la malla de milímetros a micras, se obtiene un patrón de difracción mayor.
Sistema de almacenamiento óptico
Red grabada holográficamente
Red grabada holográficamente

La tecnología de almacenamiento óptico consta de técnicas holográficas para la grabación de información que son difíciles de reproducir fuera de laboratorio. En este demostrador con un haz láser rojo logramos leer la información que previamente se ha sido grabada sobre un polímero orgánico y que en este caso contiene una red bidimensional de puntos.

Sistema de almacenamiento magnético
Grabación y lectura magnética


Grabación y lectura magnética

Hemos creado un ordenador cuya capacidad se reduce a 1 byte, pero en el que se puede ver perfectamente cuál es el proceso magnético de grabación de cada uno de sus bits. Hemos simulado el material blando “regrabable” de un disco duro comercial mediante ferritas que serán nuestros bits de memoria. El cabezal de grabado consiste en imanes permanentes que puedo orientar norte-sur o sur-norte, que serán nuestros 1 ó 0 y que al ser acercados a las ferritas grabarán en ellas el código que queramos. Una vez grabado, podemos leer este mismo código en unos displays mediante sondas Hall capaces de detectar la orientación del campo mgnético de cada ferrita o bit.

Compuestos luminiscentes

Fosforescencia
Fosforescencia

Son compuestos que podemos encontrar habitualmente en señales de seguridad a nuestro alrededor, en los que al recibir luz visible o ultravioleta sus electrones se excitan y cuando son apartados de la radiación siguen emitiendo luz al desexcitarse dichos electrones.


Fluorescencia
Fluorescencia

Podemos encontrar compuestos que al ser iluminados con luz ultravioleta emiten una luz muy intensa. Otros se iluminan al ser irradiados con otro tipo de radiaciones como los compuestos utilizados en pruebas médicas en los que utiliza una fuente de Rayos X.


Luz química
Luz Química

Podemos obtener luz al hacer reaccionar dos compuestos que se encuentran en principio separados pero que se juntan al romper el capilar que contiene a uno de ellos. Poco a poco los reactivos generan el producto correspondiente y luz, hasta que se acaban finalizando entonces la luz química.


Electroluminiscencia

Electroluminiscencia

Existen polímeros orgánicos que al ser atravesados por una corriente eléctrica emiten luz fría, es decir que no está acompañada de pérdidas en forma de calor. Estos materiales son conocidos como OLED.

Superconductores

Tren superconductor

Tren superconductor

Con una doble vía de imanes podemos ver el proceso de levitación de un material superconductor. Al enfriar el material superconductor, contenido en el interior de sendas máquinas de tren, con nitrógeno líquido en presencia de un campo magnético y a una determinada altura, éste es capaz de “recordarlo”.
          


Maqueta
Maqueta

Un ejemplo a mayor escala del uso de la levitación de materiales superconductores sobre una vía de imanes podemos verla en esta maqueta de trazado más complejo.


Sistema de almacenamiento inercial


Sistema de almacenamiento inercial

Este sistema consiste en un volante de inercia que une mediante un eje dos imanes en sus extremos. Si enfriamos las pastillas superconductoras situadas en la parte superior e inferior del aparato con nitrógeno líquido, el volante de inercia se queda suspendido a unos milímetros. El almacenamiento de energía se produce al generar un movimiento de rotación mediante una potente descarga de energía eléctrica, y que en ausencia de rozamiento se mantendrá girando almacenando la energía hasta que queramos utilizarla.

Compuestos vapocrómicos

Cambio de color


Cambio de color

Los compuestos vapocrómicos son capaces de cambiar de color en presencia de vapores de diversos disolventes orgánicos como el etanol o la acetona. Esto puede servir para detectar fugas en laboratorios o empresas. Además el cambio de color es reversible por lo que pueden ser reutilizados tantas veces como se quiera.

Catalizadores

Experimento



Experimento

Los catalizadores hacen posible una reacción que por sí misma sería muy lenta o ni tan siquiera ocurriría. Esto ocurre con la descomposición del agua oxigenada que al añadirle Ioduro de sodio se descompone rápidamente en agua que queda en el fondo y oxígeno, que al ser un gas crea burbujas en el lavavajillas que hemos añadido a la mezcla. La reacción es muy exotérmica, es decir libera gran cantidad de calor.

Materiales con memoria de forma

Flor



Flor

Ciertas aleaciones tienen una propiedad denominada memoria de forma, en la que por encima de una determinada temperatura tienen una forma, y por debajo de ella otra distinta, es la temperatura de transición entre las fases conocidas como martensita y austenita. La flor permanece cerrada a temperatura ambiente, y al superar mediante una corriente de aire caliente los 65ºC se abre como ocurre con las flores al recibir la luz del sol. A medida que la temperatura baja, la flor se va cerrando poco a poco.



Muelle



Muelle

Un proceso similar ocurre con la aleación de níquel, titanio y cobre que forma la estructura de este muelle, con agua fría permanece contraído, mientras que al añadir agua caliente se va expandiendo rápidamente. Este proceso se puede realizar tantas veces como queramos, se denomina memoria de forma de dos caminos.

Cristales líquidos

Cambio de fase


Cambio de fase

Habitualmente al calentar un sólido se pasa a fase líquida, sin embargo hay un grupo de compuestos orgánicos que atraviesan una fase intermedia llamada cristal líquido. En esta fase aparecen ciertos colores reflejados por el compuesto debido a que todavía queda cierto orden interno. A medida que se calienta desaparece este orden, pasan a fase líquida y son traslúcidos.
Cuando se enfrían recuperan de nuevo su estado cristal líquido.



Mecano
Mecano

Esta maqueta simula el comportamiento del cristal líquido entre dos polarizadores que dependiendo del orden o desorden de sus moléculas dejan o no pasar la luz, lo que ocurre en cada píxel de un dígito de una calculadora o un reloj. La luz pasa a través de un polarizador y si las moléculas están ordenadas creando una forma de hélice, el haz de luz es guiado de manera que cambia 90º su orientación y la luz puede atravesar el segundo polarizador. Por el contrario, al recibir una pequeña diferencia de potencial, las moléculas se desordenan y la luz no pasa a través del segundo polarizador.



Celda de cristal líquido

Celda de cristal líquido

El mismo efecto que se explica en la maqueta, podemos verlo en una celda real de cristal líquido, entre dos polarizadores, en la que un cambio de potencial la vuelve traslúcida u opaca a nuestros ojos.


Refrigeración magnética

Refrigerador


Refrigerador

Hay materiales magnéticos como el gadolinio que al entrar en un campo magnético intenso disipan calor, y al salir de él toman calor del entorno. Este funcionamiento, similar al de un refrigerador convencional, puede servir como base para enfriar sin tener que utilizar gases nocivos.



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