Direct Monolithic Integration of Vertical Single Crystalline Octahedral Molecular Sieve Nanowires on Silicon

Direct Monolithic Integration of Vertical Single Crystalline Octahedral Molecular Sieve Nanowires on Silicon
Direct Monolithic Integration of Vertical Single Crystalline Octahedral Molecular Sieve Nanowires on Silicon
We developed an original strategy to produce vertical epitaxial single crystalline manganese oxide octahedral molecular sieve (OMS) nanowires with tunable pore sizes and compositions on silicon substrates by using a chemical solution deposition approach. The nanowire growth mechanism involves the use of track-etched nanoporous polymer templates combined with the controlled growth of quartz thin films at the silicon surface, which allowed OMS nanowires to stabilize and crystallize. ?-quartz thin films were obtained after thermal activated crystallization of the native amorphous silica surface layer assisted by Sr2+- or Ba2+-mediated heterogeneous catalysis in the air at 800 °C. These ?-quartz thin films work as a selective template for the epitaxial growth of randomly oriented vertical OMS nanowires. Therefore, the combination of soft chemistry and epitaxial growth opens new opportunities for the effective integration of novel technological functional tunneled complex oxides nanomaterials on Si substrates.

El CSIC lidera el mayor proyecto de superconductores de la UE

Eurotapes (acrónimo de European development of Superconducting Tapes), busca impulsar la industria europea de la superconductividad. “Se trata de conseguir que las cintas superconductoras, los cables, los generadores y otros componentes superconductores sean suficientemente competitivos y económicos para que su uso se extienda”, explica el investigador del CSIC Xavier Obradors, director del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona y líder del consorcio.

Los otros socios participantes de España son la Universidad Autónoma de Barcelona, el centro tecnológico LEITAT y las empresas Lafarga Lacambra y Oxolutia. Esta última es una spin-off del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, y será la responsable de convertir en innovación los resultados científicos que se obtengan en este centro.

Mejorar las prestaciones, reducir el coste

“Después de más de 25 años del descubrimiento de los superconductores de alta temperatura, las perspectivas de aplicaciones de estos materiales son diversas y prometedoras. No obstante, la producción a nivel industrial sigue siendo costosa, lo que impide su aplicación generalizada”, añade el investigador del CSIC.

Superar ese escollo es el principal objetivo de Eurotapes. Para ello, los laboratorios participantes, pioneros en Europa en el desarrollo de los materiales superconductores, trabajarán para obtener materiales superconductores con mejores prestaciones eléctricas y a menor coste. Lo harán mediante estrategias diversas, como modificar la estructura de las cintas superconductoras o implementar nuevas metodologías de su producción.

Los materiales conductores que se desarrollarán en Eurotapes se utilizan en diversas aplicaciones: cables para la distribución y transporte eficiente de la energía eléctrica en redes más seguras y menos invasivas; generadores para la energía eléctrica renovable (eólica en particular); imanes de campos magnéticos elevados para la biomedicina (diagnóstico mediante resonancia magnética y diseño molecular) y para instalaciones científicas (aceleradores y generación eléctrica por fusión).

Tal como explica Obradors, “si se sustituyeran los generadores convencionales por superconductores, con un solo molino eólico se conseguiría la energía equivalente a la de dos o tres. O, lo que es lo mismo, frente a un generador convencional de 4 Megavatios de potencia, un generador superconductor similar en peso y tamaño conseguiría de 10 a 12 Megavatios”.

En el campo de la distribución, el proyecto persigue aumentar las prestaciones eléctricas, magnéticas y mecánicas de las cintas superconductoras introduciendo nuevos desarrollos científicos basados en la nanotecnología. El objetivo es conseguir aumentar la corriente eléctrica que se puede transportar, sin pérdidas, incluso bajo campos magnéticos elevados.

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2012

Title: Cent anys de superconductivitat: acaronant un somni Authors: X. Obradors Conference Name: Real Academia de Ciències i Arts de Barcelona (RACAB) Place: Barcelona Date: January 2012 Title: Nanotecnologia i Nous Materials Authors: S. Ricart Conference Name: Programa El CSIC a l’aula Place: Institut Celesti Bellera Date: 14 April 2012 Title: “Nous Materials: La superconductivitat” Authors: M. Coll Conference Name: Programa El CSIC a l’aula Place: Escola Garbí Pere Vergés, Badalona Date: 03 May 2012 Title: Local lattice strain as a source of a novel vortex pinning mechanism in superconducting YBa2Cu3O7 nanocomposites Authors: T. Puig Conference Name: Regensburg University, Physics Department Colloquium Place: Germany Date: July 2012 Title: S/TEM of Nanomaterials Authors: J. Arbiol Conference Name: “Transmission Electron Microscopy of Nanomaterials” 12th TEM-UCA European Summer Workshop Place: Puerto Real (Cadiz, Spain) Date: 9 July 2012 Title: Polarity assignment in ZnTe, GaAs, ZnO and GaN-AlN nanowires from direct dumbbell analysis Authors: J. Arbiol Conference Name: Massachussets Institute of Technology (MIT) Place: Cambridge (USA) Date: 26 July 2012 Title: “Veure els àtoms de prop: un viatge al nanomon” Authors: J. Arbiol Conference Name: ICMAB a l’Escola Place: Escola Manyanet Molins – Sant Miquel Arcàngel, Molins de Rei Date: 04 October 2012 Title: “Veure els àtoms de prop: un viatge al nanomon” Authors: J. Arbiol Conference Name: ICMAB a l’Escola (Jornades Professors Institut) Place: Bellaterra Date: 21 November 2012 Title: 2011, 2012, 2013: Tres anys de celebracions en superconductivitat Authors: X. Granados Conference Name: Seminari Formatiu per a professors de Física i Química, Organitza: Museu Nacional de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya Place: Terrassa (Spain) Date: 30 November 2012 Title: Materials superconductors i algunes aplicacions Authors: X. Granados Conference Name: Seminari d’introducció a la ciència de Materials Place: Cerdanyola del Valles, Spain Date: 21 November 2012 Title: Seminari formatiu per a professors de física i química Authors: X. Granados Conference Name: Museu Nacional de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya Place: Terrassa (Spain) Date: 30 November 2012 Title: La Tecnologia superconductora dins la distribució i el transport elèctric Authors: X. Granados Conference Name: Col•legi oficial d’Enginyers Tècnics Industrials de Madrid Place: Madrid (Spain) Date: 29 November 2012 Title: Synchrotron radiation: An eye within the nanomaterials world Authors: X. Obradors Conference Name: Sincrotró ALBA Place: Cerdanyola, Spain Date: November 2012 Title: Technology transfer opportunities at ICMAB based on nanomaterials Authors: X. Obradors Conference Name: Esade Creápolis Place: Sant Cugat del Vallés, Spain Date: November 2012 Title: Synchrotron radiation: An eye within the nanomaterials world Authors: X. Obradors Conference Name: Sincrotró ALBA Place: Barcelona Date: November 2012

Symposium on Superconducting Devices for Wind Energy Systems

Powerful new superconducting generators, cables and fault current limiters are key systems which will enhance the efficiency and reliability of electricity generation, transport and distribution. The symposium will offer a close look at recent developments in superconducting materials and devices that demonstrate their significant benefit for power systems.

 

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2010

Title: Nous materials: una porta a la sostenibilitat Authors: X. Obradors Conference Name: CosmoCaixa, Cicle Del residu a la matèria primera: Les arrels dels productes de consum del demà Place: Barcelona (Spain) Date: October 2010 Title: Nanotecnología: reinventando la electricidad y la electrónica Authors: X. Obradors Conference Name: Museo de la Ciencia y la tecnología, Ciclo Conferencias Consolider, MICINN Place: Madrid (Spain) Date: November 2010 Title: Tecnología Superconductora para la Fusión Authors: X. Obradors Conference Name: Jornada XaRMAE sobre Fusión Place: Barcelona (Spain) Date: November 2010

2009

Title: Energía nanotecnològica, Ciclo “Energía: hoy y mañana” Authors: X. Obradors Conference Name: Residencia Investigadores CSIC Place: Barcelona Date: February 2009 Title: Superconductividad: del exotismo cuántico, a la nanociencia y al megavatio Authors: T. Puig Conference Name: Encuentro sobre fronteras de la ciencia, “tiempo de física”, Fundación Duques de Soria Place: Salamanca, Spain Date: February 2009 Title: Nanotecnologia per aturar el canvi climàtic Authors: X. Obradors Conference Name: Auditori Caixa Manresa Place: Manresa Date: June 2009 Title: Recerca i estratègies de futur en el camp dels materials superconductors Authors: T. Puig Conference Name: Jornada XaRMAE en Recerca actual i estrategia de futur en el camp dels materials per a l’energia Place: Barcelona, Spain Date: November 2009

Institut de Ciència de Materials de Barcelona ICMAB CSIC

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