Ciencia Costa Rica , Costa Rica, Jueves, 26 de julio de 2012 a las 10:41

Científicos de la Universidad de Costa Rica crean “ventanas inteligentes” para casas y edificios

Se oscurecen con solo tocar un botón

UCR/DICYT Se imagina usted que las ventanas de su oficina, casa o carro fueran totalmente transparentes, pero que con solo apretar un botón se oscurecieran completamente como si estuvieran polarizadas. A este tipo de dispositivos se les denomina “ventanas inteligentes”. Científicos de la Universidad de Costa Rica (UCR) están trabajando en la creación de una nueva tecnología que permitiría construirlas a un bajo costo y de manera amigable con la naturaleza, ya que no utilizan ningún producto químico, sino bacterias.


Y como si eso fuera poco, las bacterias usan como sustrato el glicerol, subproducto que queda como residuo de la elaboración de biodiesel, por lo cual, además de ser muy barato, evita un desecho más.


Para crear el efecto de oscurecido y aclarado del vidrio se debe formar una capa que lo recubra volviéndolo opaco. Cuando esa capa es sometida una pequeña carga eléctrica desaparece casi por completo y el vidrio se torna transparente.


Como se ilustra abajo en el infograma, se utilizan cristales conductores de ITO (Indium Thin Oxide), los cuales se sumergen en un caldo de cultivo que contiene la bacteria Pseudomonas putida.


Esta se adhiere a la superficie del cristal formando una biopelícula bacteriana. Las caras de los dos vidrios con la biopelícula bacteriana se unen y finalmente los espacios de la estructura macroporosa de la capa bacteriana, se rellenan con cristal líquido.


Según explicaron los investigadores del proyecto Dr. Max Chavarría Vargas y Dr. Erick Castellón Elizondo “las moléculas de cristal líquido rellenan los espacios de la biopelícula formando microdominios con orientaciones distintas por tanto, producen diferentes índices de refracción, lo que mantiene la opacidad del vidrio.


Pero al aplicárseles un pequeño campo eléctrico se ordenan posicionalmente siguiendo un patrón de orientación común en dirección del campo eléctrico. Este ordenamiento hace que el índice de refracción del cristal líquido sea el mismo en todos los microdominios, el cual además es muy similar al de la biopelícula formada por las bacterias, lo que origina el estado transparente en presencia del campo eléctrico”.


El Dr. Chavarría resaltó que esta nueva tecnología se basa en “una idea muy sencilla. Lo que está buscando nuestro grupo de investigación es realizar proyectos basados en ideas sencillas, prácticas y aplicables.
Esto es un buen ejemplo en el sentido de que el procedimiento es rápido y no muy costoso. Es decir hacemos un cultivo bacteriano, sumergimos el cristal, unimos dos vidrios, le infiltramos el cristal líquido y listo, tenemos ya el dispositivo electroóptico”.


Mejorando la tecnología


Para poder llevar el dispositivo a nivel comercial e industrial los investigadores del proyecto consideran que deben perfeccionarse su opacidad y transparencia.


Con ese fin, Max Chavarría Vargas y Erick Castellón Elizondo, del grupo de Biotecnología y Tecnología Química (BCT Group) de la Escuela de Química inscribieron su proyecto en la Vicerrectoría de Investigación de la UCR bajo el nombre “Desarrollo de nuevos biomateriales electroópticos a través de la combinación de biopelículas de Pseudomonas putida y cristal líquido”.


Para mejorar el dispositivo electroóptico se han concentrado en la biopelícula bacteriana, ya que es más manipulable que el componente del cristal líquido.


Como medio de mejorar la opacidad están tratando de formar una biopelícula más gruesa. Para ello recurren a la ingeniería genética y la nanotecnología. En el primer caso se elimina un gen de la bacteria Pseudomonas putida logrando con esta modificación genética que las células se mantengan más adheridas al vidrio. De esta forma se logra una capa de mayor grosor.


Por otro lado, se busca mejorar la homogeneidad de los dispositivos manipulando las bacterias a través de nanopartículas magnéticas, por lo que también este grupo de investigación echa mano de la nanotecnología.