Investigadores descubren orugas que pueden comer bolsas de plástico

Investigadores descubren orugas que pueden comer bolsas de plástico

Los científicos han encontrado un organismo que podría convertirse en un ayudante sorprendentes en nuestra batalla contra los residuos de plástico: las orugas de polilla de la cera (nido de abeja) que tienen el extraño gusto de comer bolsas de plástico.

La elección inusual de la dieta de los bichos fue descubierta casi por accidente, pero ahora los investigadores quieren utilizar los insectos para desarrollar una forma rápida de descomponer el material de polietileno que se encuentra en muchos plásticos no biodegradables.

Los investigadores reunieron 100 orugas de la variedad Galleria mellonella y en la mitad de un día consumieron 92 miligramos de plástico, según determinó el equipo del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria en España.

«Nuestro estudio es el primer trabajo científico que demuestra que esta especie se alimenta de plástico con la despolimerización química del polietileno», dijo una de las investigadoras, Federica Bertocchini, a New Scientist.

Los científicos notaron la capacidad de masticar plástico de las orugas después de retirarlas de una colmena (donde tienen tendencia a comer a través de la cera de las abejas) y colocarlas en bolsas de plástico. En poco tiempo, las bolsas estaban llenas de agujeros, y las orugas se habían escapado.

Estas criaturas podrían estar digiriendo polietileno de la misma manera que digieren cera de abejas, sugieren los científicos, usando enzimas especiales en su intestino y rompiendo tipos similares de enlaces químicos a lo largo del camino.

Para averiguar lo que estaba pasando, el equipo molió algunas de las orugas en una pasta y extendió una fina capa de ella sobre una película de polietileno. En 14 horas, la sustancia había roto el 13 por ciento del plástico.

Los insectos, comúnmente conocidos como gusanos de cera, también dejaron huellas de etilenglicol, lo que indica la ruptura de polietileno.

Características similares de comer plásticos han sido previamente vistas en el gusano de cera Plodia interpunctella y bacterias Ideonella sakaiensis, por lo que esto no es exclusivo de este tipo de oruga.

Si bien esto puede ser tentador criar miles de estas criaturas y ponerlas a trabajar en contenedores de basura en todo el mundo, los científicos van a tener que ser mucho más estratégico que eso – pues estos organismos representan una gran amenaza para las poblaciones de abejas gracias a su amor por su cera.

Según The Guardian, las dos especies comunes de polilla de cera, que incluye a la Galleria mellonella, se cree que causan más de 5.000 millones de dólares de daños a las colonias de abejas cada año en los Estados Unidos.

En su lugar, la clave será sintetizar una sustancia basada en la biología de las orugas que puede eliminar naturalmente los residuos de plástico.

«Estamos planeando implementar este hallazgo de una manera viable para deshacernos de los desechos plásticos, trabajando hacia una solución para salvar nuestros océanos, ríos y todo el ambiente de las inevitables consecuencias de la acumulación de plástico», dice Bertocchini.

Sin duda podríamos usar toda la ayuda que podamos obtener. Las estimaciones sugieren que hasta un billón de bolsas de plástico se usan y descartan cada año, mientras que los expertos piensan que alrededor de 269.000 toneladas métricas del material han encontrado su camino en nuestros océanos.

Si no actuamos con rapidez, habrá un mayor volumen de desechos plásticos en nuestros océanos que peces para 2050. Estamos haciendo más plástico que nunca, y no reciclamos ni reutilizamos lo suficiente.

Tal vez el aprovechar los gustos de las orugas de la polilla de abeja pueda resolver en parte el problema, aunque los investigadores están dispuestos a hacer hincapié en que aún debemos reducir nuestro uso de plástico.

«No debemos sentirnos justificados para descargar el polietileno deliberadamente en nuestro medio solo porque ahora sabemos cómo biodegradarlo», dice Bertocchini.

La investigación ha sido publicada en Current Biology.

Científicos creen que podríamos llegar a la estrella más brillante del cielo en 69 años

Crédito: NASA / ESA / H. Bond (STScI) / M. Barstow (Universidad de Leicester)

Si va a enviar una nano-nave espacial impulsada por fotones a través de la galaxia – viajando a una fracción de la velocidad de la luz, no menos – es mejor tener una buena idea de cómo disminuir la velocidad de ese artefacto cuando llegue a su destino final .

Este tipo de preocupaciones están pasando por la mente de algunos de los astrofísicos más ambiciosos del planeta, que están luchando por conseguir que un proyecto como Breakthrough Starshot, anunciado el año pasado, pueda cumplir realmente con su fantástica promesa.

Si te lo perdiste, la esencia básica es usar láser disparados desde la superficie de la Tierra para impulsar una pequeña nave espacial del tamaño de un sello al sistema estelar más cercano de la Tierra, Alpha Centauri, ubicado a unos «escasos» 4,37 años luz de distancia.

Pero mientras Alpha Centauri podría ser el sistema solar más cercano al nuestro, el astrofísico René Heller del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Alemania piensa que no sería necesariamente el viaje más rápido para el diminuto embajador de la humanidad.

Heller y su equipo sugieren que visitar Sirius, la estrella más brillante del cielo nocturno de la Tierra, sería realmente un viaje más rápido, a pesar de que está casi dos veces más distante que Alpha Centauri, a unos 8,6 años luz de distancia.

Pero, ¿cómo podría ser más rápido llegar a Sirius si está más lejos? La respuesta está en las diversas hipótesis acerca de cómo se podría impulsar y luego ralentizar estas minúsculas (y aún muy hipotéticas) naves espaciales.

Breakthrough Starshot pretende enviar su mini-nave espacial a Alpha Centauri a velocidades de hasta 20 por ciento de la velocidad de la luz, realizando todo el viaje en 20 años.

Pero el problema con este esfuerzo alucinante es que a una velocidad tan vertiginosa, sería imposible disminuir la velocidad del artefacto una vez que llegue a su destino.

En otras palabras, tal como está previsto actualmente -y asumiendo que los investigadores pueden averiguar cómo hacer que la nave sobreviva a los peligros del viaje- sería estrictamente una misión voladora, sin la oportunidad de realizar otra cosa que la más fugaz investigación sobre el Alfa Centauri, antes de navegar en el vacío.

Lo cual sería una vergüenza, dado que Alpha Centauri es el anfitrión de nuestro planeta más cercano a la Tierra, Proxima b – a pesar de que los científicos están divididos sobre lo habitable que ese mundo alienígena tentador podría (o no podría ser).

Para diseñar un concepto de misión alternativo que pudiera llegar a Alpha Centauri y desacelerar el tiempo suficiente para investigar la superficie de algún planeta cuando llegue allí, Heller y otros investigadores propusieron usar un tipo diferente de embarcación a principios de año.

En lugar de ser propulsados ​​por láseres como Breakthrough Starshot, su pequeña embarcación contaría con una vela solar, que le permitiría capturar fotones del Sol para impulsarlo hasta Alpha Centauri.

Entonces, una vez que llegue al final de su viaje, el mismo truco sería trabajar para disminuir la velocidad: la vela se desplegaría para capturar la radiación de las estrellas de Alpha Centauri, aplicando una fuerza de frenado a la sonda.

Es una idea genial, pero las velocidades más lentas involucradas -sin mencionar el considerable tiempo de rotura- significarían que la vela solar tardaría unos 140 años en instalarse en una órbita alrededor de Proxima Centauri, la estrella anfitriona de Proxima b.

Comparado con los 20 años de Starshot de la brecha, tal diferencia en tiempo podría ser una gran complicación.

«Nuestra principal limitación en la definición del concepto Starshot es visitar Alpha Centauri durante nuestra vida», dijo el astrofísico y científico jefe de Starshot Avi Loeb de la Universidad de Harvard a National Geographic en febrero.

Pero ahora, el equipo de Heller ha revisado sus hipótesis en un nuevo estudio, y propone que un viaje optimizado podría obtener mejores tiempos de aceleración y desaceleración en un viaje interestelar de este tipo.

Los investigadores dicen que esto podría hacer que se tarden 20 años más en hacer el viaje a Alpha Centauri, pero el mayor brillo de Sirius – que brilla 16 veces más intenso que Alpha Centauri – significa que un viaje al sistema Sirius sólo llevaría alrededor de 69 años, según los cálculos.

La investigación aún no ha sido revisada por otros científicos, pero por su parte, Loeb llama la idea «innovadora e interesante», aunque señala que la tecnología de vela solar tendría que ser extremadamente refinada para permitir que el plan funcione.

«El concepto requiere una vela extremadamente delgada si el objetivo es alcanzar una fracción de la velocidad de la luz», dijo a Abigail Beall a la revista New Scientist.

Heller y el equipo reconocen que esto es cierto, pero dicen que si los científicos pueden averiguar cómo construir el tipo correcto de velas ultra-grandes pero ultra-delgadas, el universo está a nuestro alcance.

«Necesitamos un material de vela muy ligero, sólido, resistente a la temperatura y altamente reflectante que pueda abarcar un área de varios cientos de metros cuadrados», dijo Heller a New Scientist.

«Si esto funciona, entonces la humanidad logrará viajar a otras estrellas, al igual que en la película Interstellar».

El estudio ha sido publicado en el sitio web arXiv.org.

Científicos hallan los posibles primeros organismos multicelulares de la Tierra

Científicos hallan los posibles primeros organismos multicelulares de la Tierra

Científicos afirman que este descubrimiento permite evidenciar de que la vida multicelular se generó unos cientos de millones de años antes de que se creía.

Un grupo internacional de científicos ha descubierto los fósiles de unas criaturas multicelulares de 2.400 millones de años de antigüedad que —debido a su aspecto y a su biología— podrían ser los primeros hongos de la Tierra, según sostiene su estudio publicado en la revista Nature.

Stefan Bengtson, especialista en paleobiología del Museo Sueco de Historia Natural e investigador principal del estudio, recalca que este descubrimiento podría demostrar que la vida multicelular se generó unos cientos de millones de años antes de lo que se creía.

Criaturas volcánicas

Los científicos descubrieron estos organismos mientras estudiaban rocas volcánicas en la Provincia Septentrional del Cabo, situada en el oeste de Sudáfrica. Durante su trabajo, les llamó la atención unas peculiares estructuras con ramificaciones que encontraron en el interior de minúsculas burbujas y huecos vacíos dentro de lava fosilizada. Al analizarlos con la ayuda de un acelerador de partículas en su laboratorio, los investigadores se dieron cuenta de que se trataban de seres multicelulares con una estructura bastante compleja.

Estos organismos crecieron en el fondo del océano en la superficie de emisiones de lava solidificadas. Con el tiempo, sus restos fueron cubiertos bajo una capa de minerales calcáreos y así han podido conservarse hasta nuestros días. Los investigadores no dudan el origen orgánico de estos fósiles debido a su estructura y su complejidad.

Fósiles miceliales similares a hongos en basalto vesicular de 2.400 millones de años.

Fósiles miceliales similares a hongos en basalto vesicular de 2.400 millones de años. Crédito: Nature

«Tal vez todos estábamos buscando antepasados de hongos en el lugar equivocado. Pensábamos que nacieron en la tierra, en el agua, pero no en la del medio marino, porque creíamos que necesitaban para su génesis del suelo y de las bacterias que habitan allí. Resultó que el fondo del océano en la era proterozoica podía ser un refugio ideal para el surgimiento de la vida multicelular», afirma Nicola Mcloughlin, de la Universidad de Rhodes en Grahamstown (Sudáfrica) comentando el estudio.

La investigación ha sido publicada en la revista Nature.

Científicos sintetizan la sustancia base de la vida en la Tierra

Científicos sintetizan la sustancia base de la vida en la Tierra

En una reciente investigación, un grupo de científicos checos y franceses han logrado demostrar que la vida se originó a partir de sustancias inorgánicas, según un artículo publicado en la revista digital Proceedings of the National Academy of Sciences.

Científicos del Instituto de Química Física de la Academia de Ciencia de Chequia, en colaboración con especialistas franceses, lograron sintetizar todas las bases de los nucleótidos del ácido ribonucleico —ARN— dentro de una instalación experimental que imita las condiciones en la Tierra de hace miles de años.

Los investigadores se propusieron perfeccionar el experimento de Miller y Urey del año 1953, la primera comprobación de que se pueden formar espontáneamente moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples en condiciones ambientales adecuadas.

En aquel entonces, en el experimento se usó agua, metano, amoniaco e hidrógeno. La prueba incluía también el vapor de agua que pasaba a través de unas descargas eléctricas que simulaban relámpagos.

En la nueva instalación experimental se aplicaron láseres para imitar el plasma que surge en la colisión con asteroides.

Una vez realizado el experimento, los investigadores descubrieron que la solución contenía sustancias como cianuro de hidrógeno y formamida —derivado del ácido fórmico—. La formamida es capaz de formar guanina, base nitrogenada que es parte de uno de los nucleótidos del ADN y ARN.

Además, se detectó la propia guanina, el uracilo, la citosina, la adenina, la urea y el aminoácido glicina.

El ARN está compuesto de cuatro nucleótidos, al igual que el ADN. De acuerdo con la hipótesis del mundo de ARN, estos compuestos habían existido mucho antes de la aparición de la primera forma de vida y eran capaces de copiarse, reproducirse y evolucionar. Al final, se convirtieron en la base de las células.

Los hallazgos han sido publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Les presentamos a «Steve», un Fenómeno Atmosférico recién descubierto

Les presentamos a «Steve», un Fenómeno Atmosférico recién descubierto

Un grupo de entusiastas de las auroras han dado a un fenómeno atmosférico recién descubierto el nombre de «Steve’, porque … bueno lo que más vamos a llamar a una misteriosa luz brillante en el cielo?

Antes de asumir Steve lleva el nombre del Professor Hawking o el físico teórico Steven Weinberg, el grupo de Facebook Alberta Aurora Chasers se inspiraron en una escena en la película animada Over the Hedge, en el que uno de los personajes brinda ese nombre a un fenómeno para que cause menos miedo.

Sin embargo no hay pizca de aterrador en este «Steve» – una serie de impresionantes imágenes de líneas de luz parpadeante en el hemisferio norte fueron compartidas en el grupo de Facebook el año pasado, consideradas por algunos de los miembros como una posible aurora de protones.

Sólo echa un vistazo a esta impresionante imagen de «Steve» en toda su gloria.

Crédito: ESA / Dave Markel

Usted podría estar familiarizado con los tipos más «normales» de las auroras, que son las cortinas de luces parpadeantes en los cielos por encima de los polos de nuestro planeta, causados ​​por corrientes de partículas cargadas canalizadas por el campo magnético de la Tierra, que golpean la atmósfera.

Como los electrones golpean los diferentes gases, podemos ver que emiten diferentes colores de la luz, produciendo lo que se denomina coloquialmente en el Sur como la aurora boreal.

Los protones pueden golpear los gases también, pero mientras que los electrones chocan pueden provocar que la luz se desplace hacia abajo, las longitudes de onda emitidas por las colisiones de los protones en sí no son visibles.

El físico Eric Donovan de la Universidad de Calgary en Canadá entiende esta sutil diferencia, por lo que no estaba convencido de que estas nuevas imágenes eran de auroras de protones. Steve pensaba que podría ser otra cosa.

Combinando la información sobre los horarios y lugares de Steve con los datos recogidos por la ESA’s Swarm magnetic field mission , Donovan comenzó a reconstruir algunas de las características inusuales del fenómeno. «A medida que el satélite voló directamente para observar a Steve, los datos del instrumento de campo eléctrico mostraron cambios muy claros», dijo Donovan.

«La temperatura de 300 kilómetros (185 millas) por encima de la superficie de la Tierra saltó por 3.000 ° C (5.400 grados Fahrenheit) y los datos revelaron líneas de gases de 25 kilometros (15,5 millas) de ancho que fluían hacia el oeste a aproximadamente 6 km / s (3,7 millas por segundo ) en comparación con una velocidad de aproximadamente 10 m / s (32,8 pies por segundo) a cada lado de la línea».

Donovan dijo a Gizmodo que, si bien tienen una idea acerca de lo que podría causar el inmenso aumento en la temperatura en el interior de Steve, él y sus colegas están manteniendo los detalles bajo su sombrero hasta que sean publicados.

Desde que las primeras imágenes fueron publicadas, más de 50 nuevos reportes de avistamientos de Steve han sido compartidos.

Mira el vídeo a continuación de algunas imágenes de Steve publicados por Aurorasaurus:

Mientras que esta hermosa prima de la aurora podría ser algo nuevo para los científicos, ciertamente no se trata porque sea un fenómeno raro.

«Resulta que Steve es en realidad muy común, pero no lo habían notado antes. Es gracias a las observaciones terrestres, desde satélites, y el incremento en el acceso a los datos y al ejército de ciudadanos científicos que unieron fuerzas para documentarlo», dice Donovan.

Los medios sociales, blogs de aficionados, y proyectos de ciencia ciudadana dedicados están proporcionando a los investigadores muchas observaciones y gran cantidad de datos como nunca antes, permitiendo a los científicos detectar todo tipo de nuevos fenómenos.

Steve podría incluso no ser una mala elección de nombre para un fenómeno de este tipo – uno de los miembros del grupo Alberta Aurora Chasers incluso sugirió que podría convertirse en el acrónimo de Strong Thermal Emission Velocity Enhancement.

Los Universos Paralelos podrían ser la última esperanza para sobrevivir a la muerte del Cosmos

Los Universos Paralelos podrían ser la última esperanza para sobrevivir a la muerte del Cosmos

Como anfitrión destacado en el canal de YouTube Big Think, el Dr. Michio Kaku toma un momento para discutir la muerte del universo, cuánto tiempo tenemos y cómo podríamos ser capaces de hacer un viaje a un universo paralelo vecino.

Mientras que lo poco que sabemos sobre el universo por lo general nos lleva a más preguntas que respuestas, la filosofía que gobierna el universo está llena de tanta intriga que parece que no podemos ayudarnos a nosotros mismos. El renombrado futurista, físico y autor de más éxito Dr. Michio Kaku toma un momento para explicar el final del universo en el canal de Big Think en YouTube.

Kaku introduce el concepto de un Big Freeze, en oposición a otra teoría popular, el Big Crunch. Sugiere que debido al ritmo actual de expansión, en el que el universo se está acelerando aún más, el universo puede experimentar un período de completa y absoluta oscuridad. Sería imposible ver nada en cualquier dirección porque todo estaría demasiado lejos.

Pero tenga la seguridad de que, a menos que tenga la intención de vivir durante cientos de miles de millones de años, no experimentará el día en que todo, como dice Kaku, «se vuelva totalmente negro». Dice que este momento de la historia del universo estaría lleno de solitarias estrellas de neutrones, agujeros negros, temperaturas cercanas al cero absoluto y ausencia de conciencia.

Sin embargo, digamos que usted tiene la intención de vivir por cientos de miles de millones de años – ¿qué podría hacer para sobrevivir? Kaku dice que si los seres humanos cosechan algo conocido como energía de Planck, una energía que era esencial en el Big Bang, podríamos ser capaces de manipular el espacio mismo para poder trascender los planos que separan universos diferentes. Él dice: «La energía necesaria para alcanzar un universo paralelo sería la energía de Planck, de diez a diecinueve mil millones de electrón-voltios». Él continúa: «Supongo que, billones de años a partir de ahora, la vida inteligente, frente a la desaparición final de el universo mismo, podría decidir abandonar el universo».

Científicos: «Hemos detectado la existencia de un Estado fundamentalmente nuevo de la Materia»

Científicos: «Hemos detectado la existencia de un Estado fundamentalmente nuevo de la Materia»

Los científicos han descubierto un estado fundamentalmente nuevo de la materia: los cristales líquidos cuánticos 3D. Éstos tienen el potencial para lograr grandes avances en la tecnología del microchip y la computación cuántica.

Físicos de Caltech del Institute for Quantum Information and Matter han descubierto el primer cristal líquido cuántico 3D. Se trata de un nuevo estado de la materia que esperan tenga aplicaciones en la computación cuántica ultrarrápida, y los investigadores creen que este descubrimiento es sólo la «punta del iceberg».

Las moléculas de los cristales líquidos estándar fluyen libremente como si fueran un líquido, pero permanecen orientadas direccionalmente como un sólido. Los cristales líquidos pueden fabricarse artificialmente, como los que se encuentran en las pantallas de los dispositivos electrónicos, o que se encuentran en la naturaleza, y también los que se encuentran en las membranas celulares biológicas. Los cristales líquidos cuánticos fueron descubiertos por primera vez en 1999; Sus moléculas se comportan muy parecidas a las de los cristales líquidos regulares, pero sus electrones prefieren orientarse a lo largo de ciertos ejes.

Los electrones de los cristales líquidos cuánticos 3D exhiben diferentes propiedades magnéticas dependiendo de la dirección que fluyen a lo largo de un eje dado. En términos prácticos, esto significa que la electrificación de estos materiales los convierte en imanes, o cambia la fuerza o la orientación de su magnetismo.

Estas imágenes muestran patrones de luz generados por un cristal a base de renio utilizando un método láser llamado optical second-harmonic rotational anisotropy. A la izquierda, el patrón proviene de la red atómica del cristal. A la derecha, el cristal se ha convertido en un cristal líquido cuántico 3-D, que muestra un cambio drástico del patrón.

Estas imágenes muestran patrones de luz generados por un cristal a base de renio utilizando un método láser llamado optical second-harmonic rotational anisotropy. A la izquierda, el patrón proviene de la red atómica del cristal. A la derecha, el cristal se ha convertido en un cristal líquido cuántico 3-D, que muestra un cambio drástico del patrón. Crédito: Hsieh Lab / Caltech

El equipo de investigación espera que los cristales líquidos cuánticos 3D puedan lograr grandes avances en el campo del diseño y la creación de chips de computadora más eficientes ayudando a los científicos informáticos a explotar la dirección en que los electrones giran. El descubrimiento del cristal líquido cuántico 3D también podría ayudar a lograr construir computadoras cuánticas, que descifrarán códigos y realizarán otros cálculos a velocidades mucho más altas gracias a la naturaleza cuántica de las partículas.

Alcanzar una computadora cuántica es un desafío, porque los efectos cuánticos son delicados y transitorios. Pueden ser cambiados o destruidos simplemente a través de sus interacciones con los ambientes circundantes. Este problema puede ser resuelto por una técnica que requiere un material especial llamado superconductor topológico – que es donde entran los cristales líquidos cuánticos 3D.

«Del mismo modo que se ha propuesto que los cristales líquidos cuánticos 2D sean precursores de los superconductores de alta temperatura, los cristales líquidos cuánticos 3D podrían ser los precursores de los superconductores topológicos que hemos estado buscando», dijo el profesor (asistente de física) de Caltech David Hsieh, Investigador principal en el nuevo estudio, en una entrevista para un comunicado de prensa de Caltech.

«En lugar de confiar en la serendipia para encontrar superconductores topológicos, ahora podemos tener una ruta para crearlos racionalmente usando cristales líquidos cuánticos 3D», dijo John Harter, autor principal del nuevo estudio publicado en Science, en el comunicado de prensa realizado. «Eso es lo siguiente en nuestra agenda.», agregó.

Científicos han creado dos nuevos materiales magnéticos

Los materiales magnéticos se pueden desarrollar ahora más rápido que nunca, gracias a las técnicas de modelado computarizado utilizadas para construir dos nuevos tipos de imanes, átomo por átomo.

Mediante el uso de software para predecir la energía de los átomos, la estabilidad y otras interacciones dentro de un modelo de computadora, los investigadores redujeron 236.115 compuestos potencialmente prometedores a una lista corta de sólo 14 muy rápidamente.

Eso es una gran mejora con respecto a los métodos tradicionales de ensayo y error actualmente utilizados por los científicos, según el equipo de la Universidad de Duke, y podría conducir al rápido descubrimiento de nuevos imanes para todo tipo de propósitos, desde dispositivos médicos hasta motores de automóviles.

«Predecir los imanes es un gran trabajo y su descubrimiento es muy raro», dice uno de los investigadores, Stefano Curtarolo del Centre for Materials Genomics en Duke. «Incluso con nuestro proceso de selección, se necesitaron años de trabajo para sintetizar nuestras predicciones».

Una mirada microscópica a los dos nuevos materiales.

Una mirada microscópica a los dos nuevos materiales. Crédito: Universidad de Duke

Con sólo el 5 por ciento de compuestos inorgánicos conocidos mostrando incluso un toque de magnetismo, los científicos están dispuestos a desarrollar nuevos materiales en el laboratorio para complementarlos.

Esta investigación se centró en una familia de materiales llamados «Heusler alloys» («aleaciones de Heusler»), compuesto de átomos de tres elementos diferentes dispuestos en una de tres estructuras distintas – dando 236.115 combinaciones posibles en total.

Mediante el uso de modelos informáticos de prototipos potenciales -que calculaban cómo podrían interactuar los átomos y la energía que se requeriría- la lista se redujo rápidamente.

Los modelos también fueron capaces de buscar momentos magnéticos en cada compuesto, o cómo reaccionarían a campos magnéticos externos.

Finalmente, los científicos quedaron con 14 candidatos para nuevos materiales que luego podrían trabajar en sintetizar en el laboratorio: de los cuatro que fueron elegidos, dos fueron desarrollados a lo largo de varios años.

Aunque el proceso de síntesis es todavía relativamente lento, trabajar en un puñado de compuestos potenciales es más fácil que tratar de encontrar la combinación correcta en un grupo de 236.115, por lo que la técnica de modelado por computadora podría ser tan útil.

«Puede haber todo tipo de restricciones o condiciones especiales que se requieren para que un material se estabilice», explica uno de los integrantes del equipo, Corey Oses. «Pero elegir entre 14 es mucho mejor que 200.000».

El primer material nuevo, Co2MnTi, cobalto combinado, manganeso y titanio, y los investigadores fueron capaces de predecir con precisión las propiedades del nuevo imán, incluyendo la temperatura de Curie (el punto cuando el material pierde su magnetismo).

Esa temperatura resultó ser 938 Kelvin (1,228 grados Fahrenheit), muy cerca de los 940 Kelvin predichos (1.232 grados Fahrenheit), haciendo el material potencialmente útil en muchas aplicaciones comerciales.

El segundo material magnético, Mn2PtPd, mezcla de manganeso, platino y paladio, y de nuevo las predicciones informáticas sobre sus propiedades resultaron ser muy precisas.

Mn2PtPd se encontró que es un antiferromagneto, donde los electrones están divididos en sus alineaciones – lo que significa que el material no tiene un momento magnético interno propio, pero sus electrones son sensibles a campos magnéticos externos.

Este material podría ser utilizado en discos duros, memorias de acceso aleatorio (RAM) y dispositivos de detección de campo magnético, dicen los científicos, pero el método utilizado para encontrar estos materiales es lo más importante.

«Realmente no importa si cualquiera de estos nuevos imanes se demuestra útil en el futuro», dice Curtarolo. «La capacidad de predecir rápidamente su existencia es un golpe importante y será de gran valor para los científicos de materiales avanzandos».

La investigación ha sido publicada en Science Advances.

Un nuevo dispositivo utiliza la luz solar para crear agua potable del aire

Un nuevo dispositivo utiliza la luz solar para crear agua potable del aire

Los científicos han desarrollado un dispositivo impulsado por luz solar que puede extraer agua incluso del cielo del desierto. El dispositivo es alimentado pasivamente por la luz del sol y puede proporcionar una respuesta a los miles de millones que enfrentan escasez de agua severa en todo el mundo.

Puede sonar demasiado bueno para ser verdad, pero hasta ahora la investigación es sólida. Llamada «solar-powered harvester», el dispositivo ha sido creado por los equipos de MIT y la Universidad de California, Berkeley, utilizando un tipo especial de material conocido como un metal-organic framework (MOF).

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), 663 millones de personas -una de cada diez- carecen de acceso a agua potable. Un tercio de la población mundial carece de la plomería suficiente para tener acceso a un aseo digno, es decir, más de 2.400 millones de personas. Un informe de 2016 encontró que la escasez de agua afecta a dos tercios de la población mundial. La escasez de agua y los conflictos que causan empeorarán a medida que el cambio climático se intensifique. De hecho, el Foro Económico Mundial de 2015 citó la falta de acceso al agua potable como el principal riesgo mundial existente en la actualidad.

Trabajando para encontrar una solución a estos problemas, los investigadores han desarrollado un dispositivo impulsado por la luz del sol que puede extraer el agua incluso de los cielos del desierto, con la esperanza de que la tecnología algún día pueda suministrar incluso a las zonas más pobres y secas del mundo con agua limpia para beber. La base para el dispositivo es un tipo de nuevo material poroso llamado metal-organic framework (MOF) que acumula grandes cantidades de agua en sus poros. La investigación, publicada en Science, muestra que un kilogramo de material puede atrapar varios litros de agua por día, incluso en los niveles estándar de humedad del 20 por ciento de las regiones áridas.

Se puede ver el dispositivo a continuación:

Crédito: MIT

El carácter químico y el tamaño de los poros del material pueden ser alterados para permitir el flujo o la captura de diferentes tipos de moléculas. El material es capaz de unirse a grandes cantidades de partículas gracias a su superficie masiva, lo que equivale a un campo de fútbol por gramo. El proceso es enteramente pasivo y no requiere energía o materiales adicionales. A diferencia de otras tecnologías de recolección de agua, puede operar en condiciones áridas. Es similar a un humidificador, pero no necesita un suministro inicial de agua para poder funcionar.

El material necesita más refinamiento, pero Evelyn Wang, jefe del laboratorio de investigación del MIT, dijo a MIT Technology Review que un producto viable no está «tan lejos». Materiales similares ya están siendo asequibles producidos en masa por la compañía química alemana BASF. Con suerte, este dispositivo será capaz de proporcionar una fuente estable de agua limpia a millones.

«Este es un avance muy importante en el desafío de larga data de captación de agua desde el aire a baja humedad», dijo uno de los investigadores, Omar Yaghi la Universidad de Berkeley .

«Para tener agua corriente todo el tiempo, se podría diseñar un sistema que absorba la humedad durante la noche y permita su uso durante el día», agregó.

«Una persona necesita aproximadamente la cantidad de agua que puede caber en una lata de gaseosa por día. Eso es algo que se podría recogerse en menos de una hora con este sistema.»

La investigación ha sido publicada en Science.

 

Matemático sugiere que podríamos construir un cohete que viaje a 99.999% de la velocidad de la luz

Matemático sugiere que podríamos construir un cohete que viaje a 99.999% de la velocidad de la luz

La física teórica a menudo rompe los límites que ponemos en nuestra propia imaginación.

Ya se trate de explorar la ciencia o de entender la velocidad de expansión del Universo, podemos realizar rápidamente un bosquejo de lo desconocido en nuestra pizarra hasta que nuestra tecnología esté lista para probar nuestras ideas.

En una inmersión similar en lo teórico, un profesor noruego argumenta en la revista Acta Astronautica la posibilidad de cohetes de fotones puedan alcanzar el 99.999 por ciento de la velocidad de la luz (300.000 km / s [186.000 millas por segundo]).

El documento afirma que, si bien la humanidad no puede hacerlo en el corto plazo, podríamos construir potencialmente una nave espacial que está a la altura del límite máximo de velocidad en el futuro cuando la tecnología necesaria sea factible.

Espen Gaarder Haug es un profesor de finanzas cuantitativas en la Escuela de Ciencias de la Vida de la Universidad de Noruega que cree que las matemáticas en la física contemporánea no están muy lejos de las matemáticas en las finanzas cuantitativas.

Este background le dio a Haug una perspectiva no convencional para sus predicciones sobre cohetes de fotones.

El artículo de Haug esboza las matemáticas involucradas en el desarrollo de un cohete que podría llevarnos a altas velocidades tomando las señales de los proyectos que utilizan fotones como mecanismos de conducción.

Tal cohete de fotones podría hacer que la idea de viajar en el espacio profundo fuera mucho más alcanzable, y podría abrir el Universo a la raza humana.

Si bien esta idea puede parecer improbable, la propuesta se mantiene dentro de las limitaciones de las leyes de la física natural.

Haug aseguró a Forbes que, mientras ninguna de las partículas fundamentales viajen más rápido que la velocidad de la luz, entonces su propuesta sobre la velocidad de la nave espacial «debe ser también el límite de velocidad máxima absoluta para un cohete».

Sin embargo, Haug deja claro que tenemos un largo camino por recorrer antes de que podamos desarrollar cohetes de fotones que puedan enviar materiales o personas al espacio ultraterrestre.

Mientras que la promesa de utilizar cualquier combustible, siempre y cuando se pueda convertir enteramente en energía ligera es emocionante, necesitaríamos una aceleración de partículas magnitudes más fuerte que el Gran Colisionador de Hadrones de Europa.