Aplicaciones energéticas y medioambientales
Las necesidades de energía cada vez mayores, junto con las preocupaciones sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, han enfatizado la necesidad de fuentes de energía alternativas, así como la necesidad de aumentar la eficiencia energética de los sistemas que utilizamos hoy.
Un esfuerzo notable ha sido la sustitución de bombillas incandescentes (que alguna vez se usó ampliamente en hogares y oficinas) con fuentes de iluminación más eficientes. Las bombillas incandescentes, comercializadas originalmente a finales del siglo XIX, están siendo reemplazadas por dispositivos que proporcionan más luz visible con el mismo nivel de energía eléctrica. La Unión Europea está en el proceso de eliminar gradualmente las bombillas incandescentes en favor de una iluminación más eficiente desde el punto de vista energético. Si cada bombilla de filamento en los EE. UU. fuera reemplazada por una fuente de iluminación de estado sólido, el consumo de electricidad en los EE. UU. se reduciría en 10%, lo que también reduciría las emisiones de carbono en aproximadamente 28 millones de toneladas al año.
Las fuentes de luz alternativas han incluido lámparas fluorescentes y lámparas de descarga de alta intensidad, pero los diodos emisores de luz (LED) se han convertido rápidamente en el reemplazo preferido para muchas aplicaciones. Las innovaciones nanotecnológicas han marcado el camino para reducir el costo de producción de algunos de los diseños de bombillas alternativas, especialmente aquellas que utilizan LED.
Los nanomateriales están empezando a desempeñar un papel destacado en el desarrollo de otras tecnologías de energía alternativa. Mucho de células solares Los productos que se producen hoy en todo el mundo dependen de tecnología cristalina a granel que compite con la industria de chips de computadora por el silicio, la principal materia prima utilizada para fabricar circuitos integrados y células solares. Esta no es una situación deseable, ya que tanto la energía solar como la electrónica informática son tecnologías críticas con una gran demanda y volúmenes en expansión. Las direcciones de investigación alternativas incluyen nuevos nanomateriales como puntos cuánticos aumentar la eficiencia de las células solares y la producción de células solares sobre sustratos flexibles (incluidas películas de polímeros y láminas metálicas delgadas). Compuestos ligeros y de alta resistencia para palas de turbina eólica Se están desarrollando tecnologías que utilizan nanocompuestos para aprovechar la energía eólica.
La contaminación ambiental del aire, el suelo y el agua, incluido el impacto de los desechos tóxicos en los vertederos, es una gran preocupación en todo el mundo. Utilizando la nanotecnología, los científicos están diseñando nuevos catalizadores para la remediación de residuos y la conversión de gases tóxicos en especies benignas. Estos diseños aprovechan la gran superficie de los nanomateriales y las nuevas propiedades y reactividad que surgen a nanoescala. Se están desarrollando filtros nuevos y eficientes para atrapar mercurio, metales pesados y otras sustancias peligrosas utilizando nanotubos de carbono y otros nanomateriales.
