El poder de la proximidad
Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab), Stanford y la Universidad de California Berkeley han observado que los electrones transfieren calor rápidamente entre las capas de los materiales semiconductores 2D diseleniuro de tungsteno (WSe₂) y disulfuro de tungsteno (WS₂). Los electrones actuaron como un puente entre los dos materiales, las capas de los dos materiales que no estaban unidas estrechamente. El puente facilitó una rápida transferencia de calor, encontraron los investigadores.

"Nuestro trabajo muestra que necesitamos ir más allá de la analogía de los bloques de Lego para comprender las pilas de materiales 2D dispares, aunque las capas no estén fuertemente unidas entre sí", dijo la líder del estudio, Archana Raja, científica del Laboratorio de Berkeley. en una historia en el sitio web de Berkeley Lab. "Las capas aparentemente distintas, de hecho, se comunican a través de vías electrónicas compartidas, lo que nos permite acceder y eventualmente diseñar propiedades que son mayores que la suma de las partes".

El equipo publicó los resultados de su investigación en Nature Nanotechnology, a finales de diciembre de 2022. Ver "Emisión bidireccional de fonones en heteroestructuras bidimensionales desencadenadas por transferencia de carga ultrarrápida". En el que concluyeron: "Nuestro trabajo indica un fuerte acoplamiento electrón-fonón a través de estados electrónicos hibridados en capas, una ruta novedosa para controlar el transporte de energía a través de las uniones atómicas".

La microfluídica podría acelerar la investigación de la enfermedad de células falciformes
Investigadores del MIT, la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, el Instituto Pasteur de París y otras instituciones han diseñado y utilizado un dispositivo de microfluidos para estudiar el comportamiento de los glóbulos rojos y las células falciformes deformes a medida que son filtrados por el bazo. Llamado "bazo en un chip", el dispositivo de microfluidos imita la acción de filtrado del bazo, que filtra las células sanguíneas viejas y dañadas. El bazo tiene dificultades para filtrar las células falciformes, que también son más difíciles que las células sanguíneas sanas. Los investigadores están utilizando el chip para modelar cuándo se obstruye el bazo y qué tan rápido se destapa o se recupera cuando se agrega oxígeno a la sangre y los niveles de oxígeno en la sangre aumentan. El dispositivo será útil para probar la eficacia de los medicamentos para tratar el secuestro esplénico agudo, una crisis de bajo nivel de oxígeno para las personas con enfermedad de células falciformes, generalmente tratada con infusiones de sangre para recuperar los niveles de oxígeno.
Computadora cuántica analógica para problemas de física
Investigadores de la Universidad de Stanford en EE. UU. y del University College Dublin (UCD) en Irlanda han diseñado una computadora cuántica analógica para resolver problemas físicos complejos. El equipo construyó computadoras analógicas especialmente diseñadas llamadas Quantum Simulators que son análogas al problema que se está resolviendo y están hechas de componentes cuánticos. El equipo utilizó componentes híbridos de semiconductores de metal incorporados en un circuito nanoelectrónico, que diseñaron los investigadores de Stanford, UCD y el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía.

“Ciertos problemas son simplemente demasiado complejos para que incluso las computadoras clásicas digitales más rápidas los resuelvan. La simulación precisa de materiales cuánticos complejos, como los superconductores de alta temperatura, es un ejemplo realmente importante”, dijo el Dr. Andrew Mitchell, director del Centro de Ingeniería Cuántica, Ciencia y Tecnología de la UCD (C-QuEST), físico teórico de la UCD. Facultad de Física y coautor del . “Los 'simuladores cuánticos' resuelven modelos específicos de física cuántica aprovechando las propiedades inherentes de la mecánica cuántica de sus componentes a nanoescala. Si bien aún no hemos podido construir una computadora cuántica programable para todo uso con suficiente potencia para resolver todos los problemas abiertos en física, lo que podemos hacer ahora es construir dispositivos analógicos a medida con componentes cuánticos que pueden resolver problemas específicos de física cuántica. ”

El Dr. Mitchell de UCD diseñó la teoría y el modelado y el Grupo de Nanociencia Experimental de Stanford construyó y operó el dispositivo.

Fig. 1. Imagen micrográfica del nuevo Quantum Simulator, que presenta dos componentes semiconductores metálicos de tamaño nano acoplados integrados en un circuito electrónico. Fuente: University College of Dublin

La investigación del equipo ha publicado sus hallazgos en Nature Physics, bajo el título "Simulación cuántica de un punto crítico cuántico exótico en un circuito Kondo de carga de dos sitios".  https://www.nature.com/articles/s41567-022-01905-4

¿Por qué fallan las baterías de metal de litio?
Los investigadores de la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC dicen que saben por qué las prometedoras baterías de metal de litio son propensas a fallar. Cualquier estrés mecánico, incluida la recarga potente e incluso el polvo, genera pequeñas fisuras en la batería. "Simplemente una pequeña hendidura, flexión o torsión de las baterías puede causar que se abran fisuras nanoscópicas en los materiales y que el litio se introduzca en el electrolito sólido y provoque un cortocircuito", dijo William Chueh, profesor asociado en Stanford y autor principal en un artículo en el sitio web de Stanford.