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A Novel Enhanced Performance Thermal Rectifier Based on NPG Functionalized Carbon Fibers

La real sociedad de química (The Royal Society of Chemistry-RSC, por sus siglas en inglés) seleccionó el artículo titulado “A Novel Enhanced Performance Thermal Rectifier Based on NPG Functionalized Carbon Fibers” por el Dr. Jaime Álvarez Investigador del Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. como ́ en la revista Materials Advances, 2021, 2, 5942 – 5954.

https://doi.org/10.1039/D1MA00496D

De acuerdo al Dr. Álvarez, un rectificador térmico es un dispositivo de estado sólido de transferencia de calor unidireccional, los cuales pueden llegar a tener un impacto significativo en el reciclaje y la gestión de la energía térmica residual.

En este trabajo, mediante la funcionalización parcial de fibras de carbono con moléculas de neopentilglicol (NPG), el cual es un material con cambio de fase, se ha implementado un novedoso rectificador térmico de dos segmentos el cual mejora eficientemente el factor de rectificación. El dispositivo básicamente controla el flujo de calor mediante la transición de fase de primer orden existente en NPG, la cual desencadena reorientaciones moleculares rotacionales a una temperatura prescrita.

Esta prometedora arquitectura muestra un rendimiento mejorado en comparación con los diodos térmicos reportados anteriormente desarrollados con materiales de cambio de fase. Se ha estimado un factor de rectificación térmica de 2.95 a partir de los resultados experimentales, que, a nuestro conocimiento, es el factor de rectificación térmica más alto mostrada por un diodo térmico basado en un material de cambio de fase hasta la fecha.

Además, este resultado se ha verificado analíticamente mediante el uso de la teoría del tensor de conductividad térmica para la conducción de calor anisotrópica de sólidos, obteniendo un valor máximo de 3, claramente estos valores coinciden bastante bien.

Por lo tanto, los rectificadores aquí propuestos poseen un factor
de rectificación significativamente mejorado el cual depende de las componentes principales del tensor de conductividad térmica presentes en cada fase.

De aquí que, las fibras de carbono parcialmente funcionalizadas con NPG son materiales candidatos novedosos los cuales pueden proporcionar nuevas alternativas para lograr diodos térmicos de alto rendimiento a través de la funcionalización química de la superficie.

Firma Convenio el Centro de Investigación en Materiales Avanzados con el Instituto de Innovación y Competitividad del Estado de Chihuahua

La Dra. Leticia Myriam Torres, Directora General del Centro de Investigación en Materiales Avanzados, CIMAV y la Dra. Lisbeily Domínguez, Directora General del Instituto de Innovación y Competitividad del Estado de Chihuahua, I2C, firmaron un convenio para impulsar el Programa de Maestría con Grado Dual en Ciencia de Materiales entre el CIMAV y la Queen Mary University of London (QMUL).

Este programa impulsa los trabajos de internacionalización del CIMAV que buscan proporcionar una educación sin fronteras. El Programa Conjunto de Posgrado permitirá a los estudiantes cursar el primer año en las instalaciones del CIMAV, la cual consiste en cursar la parte académica y el segundo año, se realizará la parte experimental en la Universidad de Queen Mary University of London.

Para suscribir este convenio participaron la Dra. Leticia Myriam Torres Guerra, Directora General del CIMAV, la Dra. Lisbeily Domínguez Ruvalcaba, Directora General del I2C, la Dra. Philippa Lloyd Secretaria de Alianzas Estratégicas de la QMUL, quien nos acompañó virtualmente desde Londres y la Dra. Teresa Alonso Rasgado, Decana de Cooperación Global en la Facultad de Ciencias e Ingeniería en la QMUL.

Todos

Durante la ceremonia, la Dra. Leticia Torres, mencionó que, “el principal objetivo del programa de excelencia internacional es la formación de recursos humanos y la participación del sector industrial nacional y extranjeras. También agradeció el impulso de parte del Instituto de Innovación y Competitividad para poder hacer realidad las estancias de los estudiantes en el Reino Unido.”

Por su parte la Dra. Lloyd de manera virtual habló sobre el modelo educativo y de investigación de la Queen Mary University of London, así como las principales características del campus y la ciudad, tanto en lo académico como social y cultural, para estimular a los estudiantes del CIMAV, a participar en este programa de grado dual.

La Dra. Teresa Alonso felicitó y agradeció a la Dra. Leticia Torres y la Dra. Lisbeily Domínguez por este gran logro, y muy en especial a la Dra. Torres y su equipo de trabajo por tener la visión de generar este excelente proyecto.
A su vez la Dra. Alonso invitó a los alumnos a tomar y cuidar esta gran oportunidad única.

Por su parte la Dra. Lisbeily Domínguez, agradeció a la Dra. Torres y la Dra. Alonso por la invitación a formar parte de este programa que es el primero de maestría entre el Reino Unido y México. Invitó a los profesores, investigadores y alumnos a sacar ventaja a este proyecto. Esperemos que sea el primer esfuerzo de muchos y que los estudiantes aprovechen este apoyo, dijo.

El convenio se firmó en las Instalaciones del CIMAV el día miércoles 7 de julio de 2021

Ver ceremonia completa en: https://bit.ly/3qWxC3N

La Universidad Queen Mary de Londres y el Cimav firman programa de doble titulación para la Maestría en Ciencia de Materiales

Por: Maru Molina
Coordinación de Difusión y Divulgación

La Dra. Leticia Torres Guerra, Directora General del Cimav, signó con la Universidad Queen Mary de Londres un Programa Conjunto de Posgrado para doble titulación de la Maestría en Ciencia de Materiales. Por parte de QMUL firmó el Profesor Wen Wang, Vicedirector y Decano Ejecutivo de Ciencia e Ingeniería.

Este programa impulsa los trabajos de internacionalización del Cimav que busca proporcionar una educación sin fronteras, así como enriquecer el conocimiento y las experiencias de su comunidad estudiantil.

El Programa Conjunto de Posgrado permitirá a los estudiantes matriculados cursar el primer año en las instalaciones del Cimav, el cual consiste en los cursos académicos y, durante los siguientes 12 meses, realizarán la parte experimental en la Universidad Queen Mary de Londres (QMUL, por sus siglas en inglés).

Los mexicanos aceptados en este programa se beneficiarán de todas las instalaciones que la universidad londinense ofrece a sus estudiantes y les designará un contacto académico que podrá brindarles ayuda durante su estancia.

El Cimav y QMUL reconocen que apoyar a ciudadanos mexicanos para facilitar sus estudios de posgrado en el Reino Unido de Gran Bretaña e Irlanda del Norte contribuirá a mejorar la relación entre ambas naciones.

Este acuerdo interinstitucional entró en vigor el 31 de julio del 2020 y será válido por 5 años, aunque podrá extenderse por consentimiento mutuo.

Para el Cimav, los grados duales fortalecen el perfil académico de sus egresados y les proporciona mayores ventajas en el mercado laboral al mejorar su nivel de competitividad. Además, la estancia en otro país tiene valor agregado por el enriquecimiento intercultural que adquieren los estudiantes en estos tiempos de globalización.

La revista Applied Physics Letters seleccionó como Artículo Destacado un trabajo científico del Cimav

El artículo académico denominado An Elementary Photo-thermoelectric Transistor: Experimental Demonstration, escrito por el Dr. Jaime Alvarez en coautoría con la M.C. Laura Rave fue seleccionado como Artículo Destacado por los editores de la revista Applied Physics Letters del American Institute of Physics (AIP) Appl. Phys. Lett. 116, 243501(2020); doi: 10.1063/5.0010264

De acuerdo al Dr. Alvarez Quintana, actualmente los dispositivos y sensores autoalimentados funcionan con energía recolectada de su entorno, como luz, movimiento, viento e incluso radio frecuencia. Sin embargo, en el mercado las soluciones disponibles para la recolección de energía son complejas y necesitan de varios sistemas electrónicos para poder funcionar bajo cualquier condición operativa. De aquí que, no es tan simple como quitar la batería del dispositivo e insertar un recolector de energía.

Por lo tanto, el investigador de la Unidad-Monterrey del Cimav establece que deberían surgir nuevas posibilidades para desarrollar dispositivos semiconductores con una fuente de energía inherente, es decir, un dispositivo que exhiba simultáneamente propiedades de conversión de energía y de amplificación-modulación.

En la investigación liderada por el Dr. Jaime Alvarez se ha desarrollado con éxito un dispositivo de prueba de concepto basado en un material fotoconductor. El dispositivo puede reproducir una señal óptica en una eléctrica mediante un voltaje termoeléctrico generado al modular con un haz de luz la concentración de portadores de carga libre presentes en una película fotoconductora la cual está bajo un gradiente de temperatura.

“El dispositivo propuesto establece las bases para el desarrollo de un transistor foto-termoeléctrico elemental abriendo nuevas vías para dispositivos autoalimentados los cuales sean energizados por gradientes de temperatura a través de un efecto foto-termoeléctrico”, concluye el Dr. Alvarez Quintana.