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Juan Carlos GilIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor SocasLuisa AchaerandioGastón Giribetexploración atmósfera marcianadispositivos iluminación continua polos terrestresluminancia inferior atmósfera marcianadiscos levitantes láser desde tierraradiación infrarroja discos pequeñoscalor nocturno emisión terrestrefuerza radiométrica y transpiración térmicadispositivo nanofabricado levitación luz solarcondiciones vuelo dispositivo radiométricoJuan Carlos GilNatureUniversidad de HarvardBenjamin SchafferJohn Hyun KimJust BlasackDavid KeithVargatínTatooineTierraHéctor SocasBantablackIgor VargatinUniversidad de PensilvaniaMortadeloradiómetro de CrookesAlbert EinsteinWilliam Crookes
Dispositivo nanofabricado levitación Luz solar
Con
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Juan Carlos Gil resume la importancia de un artículo científico que describe cómo convertir fenómenos físicos como la fuerza radiométrica y la transpiración térmica en un dispositivo capaz de levitar.
…posiblemente para estudiar nubes y rayos de gran altitud, la caracterización de polvo de meteoros, dicen en el artículo, y aquí añado yo también ese polvo, contaminación proveniente de la reentrada de nuestros satélites, de la que he hablado alguna vez. E incluso, pues en un horizonte más especulativo, pues la exploración de la atmósfera marciana, ¿sí? Héctor, donde al menos la densidad de la atmósfera es congruente, aunque claro, la luminancia es muy inferior. Vale, pero hay otra pequeña pega, y es que dependemos del sol, así que ¿qué hacemos de noche? Sí, los autores discuten cómo cerca de los polos terrestres, a estas alturas grandes, hay zonas de iluminación continua, al menos durante semanas o hasta un mes, con lo cual se podrían mantener estos dispositivos en esas condiciones en otras. Latitudes, bueno pues si los discos son grandecitos por narices, necesitaríamos una fuente de luz externa como iluminación con láser desde tierra, lo que le quita en mi opinión toda la gracia al invento o aquí ya está en el modo completamente especulativo. Los más pequeñitos dicen que podrían mantenerse explotando la radiación infrarroja, el calorcito que emana de la tierra de noche, lo cual estaría fenomenal. Bueno pues voy. Concluyendo, ¿por qué me ha parecido importante lo que cuenta este artículo? Pues primero porque convierte un par de fenómenos físicos oscuros, la fuerza radiométrica y la transpiración térmica, en un dispositivo real, físico, moderno, nanofabricado que es capaz de levitar tan solo con la luz del sol. Segundo, porque no se quedan en un, mira mamá, qué bonito esto que he descubierto, sino que discuten condiciones de vuelo, control horizontal, estabilidad, vuelo de noche. Y tercero, porque Si esto consiguiese escalar, pues podría resolver una brecha observacional que tenemos en la mesosfera, aportando datos in situ de forma sostenida, lo que sería fabuloso. Y cuarto, por lo que comentamos, abre la posibilidad para la exploración de atmósferas…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil explica el funcionamiento del radiómetro de Crookes, un dispositivo que gira debido a una fuerza neta causada por las diferencias de temperatura en sus palas.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #17radiómetro de crookes y torquefuerza radiométrica según gilfotofóresis efecto griego…han chocado con la cara fría, la clara Ese cambio de velocidad implica un cambio de momento y por conservación la paleta recibe un impulso en sentido contrario Como el impulso es mayor en la cara caliente oscura que en la fría clara, aparece una fuerza neta, Un torque, por tanto, que hace que el chisme gire y efectivamente en el sentido de tal forma que las caras oscuras, las más calientes, son las que se alejan de la fuente de la luz. Pues a este efecto se le llama fuerza radiométrica y al efecto más general, fotofóresis, del griego, transportado por la luz. ¿Y por qué esto solo funciona cuando el gas está enrarecido? Pues porque si hay demasiado gas, más presión, las moléculas chocan muchas veces entre ellas, de tal forma que su diferencia sutil de energía al rebotar, pues se redistribuye enseguida, se relaja y no…
Juan Carlos Gil describe el desarrollo de una estructura ultraligera llamada nanocartón, fabricada con óxido de aluminio y recubierta de nanotubos de carbono.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #16nanocartón óxido de aluminiorecubrimiento nanotubos carbonodensidad nanocartón un gramo metro cuadradoradiómetro hace más de 100 años…útil necesitaríamos dos cosas: primero, objetos extremadamente ligeros y segundo, aún así necesitamos darle un poquito de alegría, hacer un pequeño empujón adicional y esto lo exploró un grupo de un tal Igor Vargatin de la Universidad de Pensilvania en 2020. Pues hace nada ha pasado más de 100 años del radiómetro. Fabricaron lo que llamaron un nanocartón, una estructura hueca de óxido de aluminio formada por dos láminas unidas por canales internos, agujeros pero formando un canal; y además recubrieron con nanotubos de carbono que absorbe muy bien la luz, como sabemos, el Bantablack y demás, la cara inferior. La densidad del chisme, la densidad por unidad de área del chisme era de un gramo por metro cuadrado: una plancha de un metro cuadrado pesaría solo un gramo. Estamos hablando de una cosa realmente muy ligera. Vale, y el empujón que pensamos extra que necesitamos, pues esto lo aportaron los canales, a través de otro efecto supercurioso. Fijaos, a baja presión estamos hablando de que el recorrido libre medio de las palertículas es comparable a los tamaños…
Juan Carlos Gil introduce un artículo publicado en Nature sobre el vuelo fotoforetico de estructuras perforadas, destacando a los autores y su pregunta central.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #10 · Palabras #2nanocartón levitación experimento vargatínintensidad luz un vatio centímetro cuadradoláser demostración principio poco prácticavuelo fotoforetico estructuras perforadasartículo nature schaffer kim blasack keithdispositivo levitación luz solar harvard…estas plaquitas de nanocartón que llaman ellos, de un centímetro cuadrado, un centímetro cuadrado, pues eso, media uña de meñique, y con ello levantar cargas de 0,3 miligramos. En fin, poca cosa. Pero, pero bueno, pero levantaron cargas; la pega, pues que necesitaron intensidades de luz de un vatio por centímetro cuadrado, ¿vale? Que es diez veces superior a la intensidad solar media. Vamos, que le tenían que meter ahí un pedazo láser para que la cosa levitase, así que fue una demostración de principio muy chula, pero poco práctica, digamos. Bueno, pues es en este contexto en el que aparece. El artículo del que os quería hablar, que se titula Vuelo fotoforetico de estructuras perforadas en condiciones cercanas al espacio, que fue publicado en agosto del año pasado en Nature. Los autores son Benjamin Schaffer, John Hyun Kim, Just Blasack y David Keith, todos de la Universidad de Harvard. Y la pregunta que se plantearon fue: ¿es posible diseñar un dispositivo macroscópico que pueda levitar con luz solar? Lo primero que hicieron fue desarrollar un modelo muy cuidadoso, muy completo, híbrido analítico numérico, porque la cosa es complicada, de la fuerza total de sustentación debida a los dos efectos que he comentado antes, fuerza radiométrica y transpiración…
Juan Carlos Gil describe cómo se fabrican cuadrados de un centímetro de lado para experimentos con estructuras tipo sándwich, utilizando materiales similares a los empleados por Vargatín en sus nanocartones.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #15cuadrados centímetro lado bargatínnanocartones vargatín óxido aluminiomembranas perforadas 100 nanómetros ancholigamentos material ruptura tecnémicaabsorción luz nanotubos carbono…Que tienen el modelo súper trillado, fabrican prototipos; que es lo que al final va a volar, porque las ecuaciones se quedan en el papel. Hacen cuadrados, en este caso, de un centímetro de lado, parecidos a los de Bargatín, con dos membranas perforadas de óxido de aluminio de nuevo el mismo material que usaba Vargatin para sus nanocartones, pero ultra finas, 100 nanómetros de ancho, o sea, pocos átomos, unas decenitas de átomos de ancho, separadas por 125 micrómetros y unidas por estos ligamentos del mismo material y usan dos retículas, Una más densa, cerca de los bordes de los cuadraditos y otra menos para el interior, para la ruptura tecnémica que os comentaban antes Para aportar una diferencialidad en cuanto a la absorción de la luz, que antes utilizaban nanotubos de carbono Bueno, pues este Equipo cuenta con cromo, una pequeñísima capa de cromo en la parte inferior de las plaquitas que absorben luz y se calientan, por tanto, más que la capa superior. Resultado de toda estructura, misma densidad por unidad de área que la anterior, un gramo por…
Juan Carlos Gil describe un resultado significativo que ha permitido publicar el estudio en Nature: la demostración de levitación fotoforética a una presión de aire de 27 pascales con una iluminación de 750 vatios por metro cuadrado.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6 · Palabras #6levitación fotoforética en naturepresión aire 27 pascales gililuminación 750 vatios metro cuadrado…nitrógeno y dióxido de carbón, porque eso es un parámetro, eso es un efecto en la sustentación y efectivamente las curvas cambian perfectamente; se puede observar en el artículo como predice el modelo, lo cual confirma que la física está bien capturada. Bueno, y aquí el resultado que hace que esto sea un paper en Nature. Demuestran efectivamente la levitación fotofoerética a una presión de aire de unos 27 pascales con una iluminación de 750 vatios por metro cuadrado, que es aproximadamente la mitad de la luz solar, lo que es un avance cualitativo notable respecto De demostraciones y prototipos anteriores que, como os comentaban, necesitaban varias veces la intensidad del Sol. Y quizá este sea un momento para parar. Héctor, me queda un poquito, pero pueden darme cinco minutos o como quieras. Pues seguro que son los…
Juan Carlos Gil explica la posibilidad de utilizar un sistema de levitación por luz solar para transportar pequeñas cargas, mencionando ejemplos como los nanocartones de Vargatín y explorando diseños más grandes con diámetros de hasta 160 centímetros.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #12levitación plaquitas luz solarpublicación nature levitación plaquitasmodelo cuidadoso luminancia solaraplicaciones aprovechamiento sol únicodiscos circulares diámetro 6 centímetroscarga útil hasta 10 miligramosnanocartones vargatín suben 0 3 miligramosnanocartones de vargatínsistema levitación luz solarsensores antena microelectrónicaenjambres dispositivos miniaturizadosempuje platillo volante constante…un proceso físico muy interesante que es una de las formas de volar, aunque todavía aquí estamos hablando de cositas muy pequeñitas pero bueno, si les interesa el tema les recomiendo el resumen que nos hizo de este artículo Juan Carlos en la cara A y bueno, pues si quiere Juan Carlos, pues retomarlo y darle los últimos remates al tema. Sí, acababa la cara con el punto álgido, porque ya se ha publicado en Nature, porque efectivamente han conseguido hacer levitar con este chisme optimizado, con el modelo tan cuidadoso, pues unas pequeñas plaquitas, pero con solo media luminancia solar, lo cual abre el paso a aplicaciones, porque no tenemos más que un sol, no estamos en Tatooine, entonces tenemos que aprovechar el que tenemos. Entonces una vez validado el modelo que os comentaba, pues se meten... Entonces empiezan con un modelo que ellos llaman realista, con unos discos circulares de 6 centímetros de diámetro, y hacen los números y les sale que podría aguantar hasta una carga útil: se podría hacer levitar algo útil para nosotros de hasta 10 miligramos. Recuerdo que los nanocartones de Vargatín subían 0,3 miligramos con 10 soles, o sea que bueno, el cambio ha sido muchísimo. A ver, que 10 miligramos suena a nada, pero el estado actual de la miniaturización permitiría incorporar ciertos sensores, una pequeña antena y microelectrónica suficiente como para poder transmitir las posibles medidas de su sistema. Que es poco, pero se puede usar en plan enjambres de dispositivos. Luego exploran un diseño mayor, ellos lo llaman conceptual, con decenas de centímetros, hasta 160 centímetros de diámetro; exploran y ven que mientras se mantenga este régimen óptimo de presión adecuada, pues el empuje por unidad de área efectiva del platillo volante, pues se mantiene aproximadamente constante, lo que permitiría subir cargas mayores de hasta cientos de miligramos aventuran. Y luego más allá se ponen con cuestiones que a mí me han parecido muy interesantes porque abordan cosas. Prácticas del vuelo, como el control del movimiento horizontal de los discos y cómo gestionar la estabilidad para que estas pequeñas, iba a decir cajas de cerillas, todavía más pequeñas, pues no vuelquen por efecto del viento. No se ponen a discutir un…
Juan Carlos Gil resume la importancia de un artículo científico que describe cómo convertir fenómenos físicos como la fuerza radiométrica y la transpiración térmica en un dispositivo capaz de levitar.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1exploración atmósfera marcianadispositivos iluminación continua polos terrestresluminancia inferior atmósfera marcianadiscos levitantes láser desde tierraradiación infrarroja discos pequeñoscalor nocturno emisión terrestrefuerza radiométrica y transpiración térmicadispositivo nanofabricado levitación luz solarcondiciones vuelo dispositivo radiométrico…posiblemente para estudiar nubes y rayos de gran altitud, la caracterización de polvo de meteoros, dicen en el artículo, y aquí añado yo también ese polvo, contaminación proveniente de la reentrada de nuestros satélites, de la que he hablado alguna vez. E incluso, pues en un horizonte más especulativo, pues la exploración de la atmósfera marciana, ¿sí? Héctor, donde al menos la densidad de la atmósfera es congruente, aunque claro, la luminancia es muy inferior. Vale, pero hay otra pequeña pega, y es que dependemos del sol, así que ¿qué hacemos de noche? Sí, los autores discuten cómo cerca de los polos terrestres, a estas alturas grandes, hay zonas de iluminación continua, al menos durante semanas o hasta un mes, con lo cual se podrían mantener estos dispositivos en esas condiciones en otras. Latitudes, bueno pues si los discos son grandecitos por narices, necesitaríamos una fuente de luz externa como iluminación con láser desde tierra, lo que le quita en mi opinión toda la gracia al invento o aquí ya está en el modo completamente especulativo. Los más pequeñitos dicen que podrían mantenerse explotando la radiación infrarroja, el calorcito que emana de la tierra de noche, lo cual estaría fenomenal. Bueno pues voy. Concluyendo, ¿por qué me ha parecido importante lo que cuenta este artículo? Pues primero porque convierte un par de fenómenos físicos oscuros, la fuerza radiométrica y la transpiración térmica, en un dispositivo real, físico, moderno, nanofabricado que es capaz de levitar tan solo con la luz del sol. Segundo, porque no se quedan en un, mira mamá, qué bonito esto que he descubierto, sino que discuten condiciones de vuelo, control horizontal, estabilidad, vuelo de noche. Y tercero, porque Si esto consiguiese escalar, pues podría resolver una brecha observacional que tenemos en la mesosfera, aportando datos in situ de forma sostenida, lo que sería fabuloso. Y cuarto, por lo que comentamos, abre la posibilidad para la exploración de atmósferas…
Héctor Socas reflexiona sobre el significado de la palabra 'levitar' y su asociación con prendas de vestir como sotanas o chaquetas largas, haciendo una comparación humorística con los personajes Mortadelo y Filemón.
Habla: Héctor SocasPalabras #16levitar versus levita sartorialchaqueta larga mortadelos levitación…no sé, yo sí lo veo posible. A ver, yo no veo posible mantener a los discos de un centímetro perfectamente horizontales con la cara oscura para abajo, o sea, le miras mal y se te da la vuelta ya, entonces es realmente complicado, pero subir cositas, sí. Y luego me hace gracia la palabra esta, levitar, porque siempre me he dicho: o sea, la levita no es lo que lleva a los curas, no es la prenda de... Debe haber alguna raíz común entre esas dos palabras, pero no sé, el verbo levitar y el sustantivo de levita, pero no sé, cuando se dice que algo levita me lo imagino ahí como una sotana puesta. No es una sotana, ¿no? Es una prenda así, oscura, pero... Sí, es más como una chaqueta larga, ¿no? Una chaqueta larga, ¿no? Algo así como lo de mortadelos. Es que de ahí me suena, acabo de caer, de los mortadelos, ¿no? Mortadelo y a una levita, ¿no? Eso es. Bueno, pues no sé, alguna relación habrá. Venga, vamos entonces con el siguiente tema. Antes de ello, antes lo acabo de comprobar, efectivamente la segunda entrada de la Real Academia de la Lengua para Levita es prenda masculina de etiqueta más larga y amplia que el frac y cuyos faldones llegan a…