Observan en tiempo real cómo funciona una batería de litio en la escala nanométrica

Diagrama de fases Fe-F-Li (izda) e ilustración esquemática (dcha) de la propagación del frente de la reacción química a través de una nanopartícula de FeF2. (C) Nature Communications

Seguro que tienes muchas baterías de litio en casa y sabes bien que su vida útil es bastante corta (con recargas diarias aguantan solo un par de años). En muchas aplicaciones (como los automóviles eléctricos) se necesita que tengan una vida útil mucho más larga (al menos una década). Para desarrollar las baterías de litio del futuro es necesario comprender cómo funcionan los electrodos en la nanoescala. Gracias a una nanocelda electroquímica y un microscopio electrónico de transmisión se ha podido observar el transporte de los iones de litio en el electrodo en tiempo real durante la descarga y la recarga. El electrodo de la celda está formado por nanopartículas de FeF2 de unos 10-20 nm de diámetro depositadas sobre una fina capa de carbono; el transporte del litio por la superficie provoca la formación de una capa exterior de nanocristales de LiF y de átomos de Fe de unos 1-3 nm de grosor. Las imágenes en tiempo real permiten ver los detalles de este proceso, que dura solo unos pocos minutos, y cuya morfología recuerda a una descomposición espinodal. La figura que abre esta entrada ilustra la difusión de los iones de litio con carga positiva a través de la superficie de la nanopartícula de FeF2 y la formación de un frente (como el de un fuego en un monte) que barre rápidamente toda la superficie; una vez barrida la superficie, el proceso ocurre hacia el interior, pero de forma mucho más lenta, capa a capa, hasta alcanzar un grosor de unos pocos nanómetros. Este estudio de Feng Wang (BNL, Brookhaven National Laboratory, NY, EEUU) y sus colegas permitirá conocer con sumo detalle el transcurso de las reacciones físico-químicas de los iones de litio en los electrones, lo que se espera que permita optimizar el funcionamiento de las baterías. El artículo técnico es Feng Wang et al., “Tracking lithium transport and electrochemical reactions in nanoparticles,” Nature Communications 3: 1201, 13 Nov 2012 [copia gratis].

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Hoy comienzan las IV Jornadas CPAN que reúnen en Granada a los físicos españoles de alta energía

 

“El Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) celebra su cuarto congreso en Granada, del 26 al 28 de noviembre. Durante estos días se dan cita expertos españoles en la búsqueda del bosón de Higgs, la física de neutrinos o la física nuclear, entre otras disciplinas.” Enlace a la web de las IV Jornadas CPAN (enlace a la página Indico con las slides).

Habrá una conferencia pública en el Parque de las Ciencias de Granada el 27 de noviembre a las 19:30, con entrada libre hasta completar aforo, a cargo de Álvaro de Rújula, físico teórico del CERN y del Instituto de Física Teórica (IFT, Universidad Autónoma de Madrid-CSIC), titulada “El Higgs, la partícula maldita.”

“El pasado 4 de julio, los dos mayores experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN anunciaron el descubrimiento de una nueva partícula. Es muy probable que se trate del bosón de Higgs, la partícula predicha en los años 60 del siglo pasado por, entre otros, Peter Higgs, y que sería la llave para explicar el mecanismo que origina la masa de las partículas elementales, que es tanto como decir que explicaría por qué nuestro Universo es como es. Si esta nueva partícula es el bosón de Higgs habremos encontrado la pieza que faltaba para completar el Modelo Estándar de Física de Partículas, la teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones. Su descubrimiento ha costado más de medio siglo y ha requerido la construcción del instrumento científico más grande y complejo jamás construido, el LHC. En esta conferencia, el físico teórico Álvaro de Rújula hará un recorrido por la historia de esta búsqueda y expondrá la importancia del hallazgo de la que se ha dado en conocer como la partícula de Dios, una incorrecta traducción de La partícula maldita (The goddamn particle), el nombre con el que el Nobel Leon Lederman la bautizó en uno de sus libros por su dificultad para ser detectada.”

El proyecto Consolider CPAN 2010 aúna a 26 grupos de investigación españoles en física de altas energías. Entre ellos, los españoles que participan en el CERN, “unos 570 físicos e ingenieros españoles, 200 en el LHC, a los que hay que sumar una importante comunidad de físicos teóricos. Estos científicos se dan cita cada año en las Jornadas CPAN para compartir los avances logrados en sus respectivos campos y debatir los progresos futuros. El CPAN tiene un papel crucial, ya que sufinalidad es crear un centro estable que promueva la participación española en este tipo de grandes proyectos internacionales.”

“Las IV Jornadas CPAN de Granada cuentan con la presencia de uno de los científicos que ha dirigido la búsqueda del bosón de Higgs en el LHC. Se trata de Jim Virdee, profesor del Imperial College de Londres y anterior portavoz del experimento CMS, uno de los dos grandes detectores del acelerador de partículas del CERN.” Pero además del Higgs también se hablará de la “física del sabor” (flavor physics), de los futuros aceleradores de partículas, de la física de Astropartículas, y de la física nuclear. Además, en las Jornadas CPAN también se realizará la entrega de los terceros premios de divulgación científica que convoca el proyecto.

Por cierto, hasta el 11 de diciembre, la Facultad de Ciencias de la Universidad de Granada acoge la exposición “El instrumento científico más grande jamás construido: Una exposición del CERN.”

“El bueno, el malo y el feo” en las revistas de acceso gratuito (open access)

El número de revistas de acceso gratuito está creciendo a un ritmo anual increíble. El último año se añadieron 1200 al listado que aparece en el Directorio de Revistas de Acceso Gratuito (DOAJ, Directory of Open Access Journals). No es un problema que haya muchas, el problema es saber cuáles son buenas y acabarán teniendo un impacto significativo en los próximos años. ¿Enviarías un artículo a revisión al Electronic Journal of Biology? ¿Son buenos los editores de Aquatic Biosystems? ¿Recomendarías a uno de tus estudiantes de doctorado o postdocs enviar un artículo al International Journal of Computer Science and Network? Estas tres revistas están entre las últimas 78 que se incorporaron al DOAJ en el último mes. Por su juventud, estas revistas aún no tienen factor de impacto en el listado de Thomson Reuters y no lo tendrán en al menos tres años. ¿Qué índice bibliométrico podemos usar para determinar la calidad de una nueva revista?

Jelte Wicherts (Univ. Tilburg, Países Bajos) propone usar un índice de transparencia, que la revista explique en su web de forma clara cosas como su temática y lectores objetivo, sus procedimientos de revisión por pares y su tasa de aceptación/rechazo. Según Wicherts, las mejores revistas del DOAJ son las más tranparentes. ¿Cómo se calcula este índice? Mediante una encuesta, de manera similar a como se valoran películas. Se pasa un cuestionario entre un muestra de investigadores y se asigna un valor del índice de transparencia a la revista. Sin embargo, a mucha gente no le gusta este tipo de medida subjetiva y prefieren un índice bibliométrico numérico, en apareciencia más aséptico.

Un nicho de investigación no es fácil de descubrir. Los especialistas en bibliometría y quienes aspiren a serlo tienen aquí un problema interesante y útil que resolver. El desarrollo de un índice bibliométrico para medir la calidad de revistas científicas emergentes, que combine sencillez y precisión, será objeto de gran número de propuestas y publicaciones en los próximos meses. La bibliometría tiene mucho intrusismo entre matemáticos y físicos, como Hirsch, el autor del famoso índice-h, quizás alguno de los lectores de este blog esté ahora mismo pensando en cómo resolver este problema bibliométrico.

A bote pronto, se me ocurre un índice de impacto potencial calculado como el exponente de la potencia en un ajuste de la evolución anual del índice-h de la revista utilizando una ley de potencias; este índice sería útil para los primeros cinco años de vida de una revista. Obviamente, sin una investigación estadística detallada que confirme la “aparente” utilidad del índice, cualquier propuesta caerá en saco roto.