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9 de diciembre de 2020

¿De qué está formado el cuerpo humano?

Lo primero que nos viene a la mente son los átomos. 

Podemos empezar diciendo que nuestro cuerpo está formado por átomos.



Los átomos y el vacío

Nuestros cuerpo está formado básicamente por cuatro tipos de átomos: hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno.

Los átomos están formados por los electrones. Los electrones se encuentran alrededor del núcleo. 

Un núcleo está formado por protones y neutrones. Un protón está formado por cuatro quarks, un neutrón está formado por dos quarks. Los quarks están undos por un «pegamento»: los gluones.

Pero... nos olvidamos de un aspecto mucho más importante: la nada.

De lejos, el mayor constituyente de ti es la nada, el vacío.

Veamos: el átomo más simple de nuestro cuerpo: el átomo de hidrógeno. 

Este átomo tiene un núcleo, y a su alrededor hay un electrón. Entre el núcleo y el electrón hay grandes cantidades de nada. El átomo de hidrógeno es un 99,9999999999996% de espacio vacío.

Si el átomo de hidrógeno tuviera el tamaño de la Tierra el núcleo tendría unos 200 metros de diámetro y el resto sería todo espacio vacío: el núcleo sería como el tamaño de un colegio nacional... ¡nada más!, ¿y el resto? El resto sería espacio vacío.

Si tu peso fuera de 70 kilos el número de átomos en tu cuerpo sería de 7.000 cuatrillones (se escribe un 7 seguido de 27 ceros).

Y aún así el 99% de tu peso estaría compuesto por solo seis clases de átomos: tenemos 65% de oxígeno, 18% de carbono y 10,2% de hidrógeno.

Podemos añadir una pequeña cantidad de nitrógeno (3,1%), una pizca de calcio para esos huesos (1,6%), y algo de fósforo (1,2%).

Agregamos 0,25% de potasio y sulfuro y porcentajes más ínfimos de sodio, magnesio y cloro, y ya llegamos al 99,95%.

La historia de nuestros átomos

Cada átomo en ti vino de otra parte. 

Los átomos de tu cuerpo se reemplazan constantemente en diferentes ritmos. Algunos permanecen horas, otros años. Pero al cabo de 10 años la mayoría ya han sido sustituidos.

Y solo hay dos formas en que los átomos pueden entrar a tu cuerpo: a) a través del aire que respiras, y b) de la comida y bebidas que consumes.

En otras palabras: los átomos que llegaron a tu cuerpo vienen del aire, las plantas, los animales y los minerales.

Si pudiéramos seguir la trayectoria de un átomo a través de la historia, este habría estado incorporado muchas veces en otros animales y plantas. De hecho, tus átomos han estado en todo tipo de vida, desde árboles hasta el césped, perros e insectos, dinosaurios y bacterias, hasta personajes históricos.

Con la excepción de algunos átomos producidos por la desintegración radioactiva, cada átomo de tu cuerpo existía cuando la Tierra se formó hace 4.500 millones de año.

Pero, si tus átomos ya existían cuando se formó la Tierra, ¿de dónde vienes?

El Sistema Solar se formó a partir de gas y polvo espaciales que, a su vez, solo podrían haber tenido dos fuentes.

El primero de ellos es, efectivamente, el Big Bang de hace unos 13.800 millones de años, responsable de la producción de hidrógeno.

El resto de los átomos se produjeron en estrellas, que luego explotaron en vastas convulsiones cósmicas conocidas como supernovas.


Con información de BBC Mundo

25 de noviembre de 2019

Casma (Perú): Descubren pirámide de unos 5,000 años de antigüedad en Sechín

Investigadores hallaron también restos óseos.


Una estructura arquitectónica, similar a una pirámide con aparentes fines ceremoniales y de por lo menos unos 5,000 años de antigüedad, fue hallada gracias a los trabajos de excavación que se realizan en el complejo arqueológico Cerro Sechín, en la provincia ancashina de Casma.
Se trata de una arquitectura escalonada de barro, de por lo menos 3.20 metros de altura y 5 metros de ancho. Para llegar a ubicarla el equipo de arqueólogos y trabajadores del Proyecto Arqueológico Sechín tuvieron que excavar unos seis metros de profundidad y retirar gran cantidad de piedras de relleno.
La arqueóloga Mónica Suárez Ubillús, coordinadora del Proyecto Arqueológico Sechín, precisó que la pirámide se encuentra ubicada dentro en la parte sur central, dentro del edificio principal, por lo que se presume que haya sido empleada para fines ceremoniales.

Asociadas a esta infraestructura el equipo de investigadores también ha descubierto dos cráneos, uno de adulto y el otro de niño en los peldaños inferiores; mientras que al costado un cuerpo desmembrado; lo que hace que la teoría de prácticas ceremoniales cobre más fuerza.
Sobre la estructura escalonada en forma de pirámide, la investigadora afirmó que es muy posible que haya servido de escalera para acceder a un nivel superior.
“Hay un muro de abobe en la parte superior, y en el barro se nota de las huellas de los Sechín, que al parecer las habrían dejado como símbolo de su trabajo”, relató.
Los análisis a los que serán sometidos estos restos óseos, detalló Suárez Ubillus, serán realizados en el extranjero y oscilan entre los 250 a 500 dólares por cada muestra.

Con información de: 

25 de marzo de 2018

La corta infancia de las galaxias

Galaxias jóvenes rotantes observadas por ALMA sobre una imagen tomada por el Hubble.

Nuevas observaciones de galaxias remotas muestran que, cuando el universo tenía tan sólo 800 millones de años de edad, las galaxias existentes ya habían formado discos rotantes similares al de nuestra Vía Láctea. La evolución temprana de las primeras galaxias tuvo que ser muy rápida.

Tiempos turbulentos

Tras el Big Bang, que tuvo lugar hace 13.800 millones de años, el universo era mucho más denso que el que conocemos hoy. Las galaxias se formaron de manera paulatina, primero mediante la agregación de masas nebulosas de geometría irregular. Después las colisiones entre las primeras galaxias en aquel universo más denso fueron dando lugar a estructuras mayores y mucho más ordenadas como nuestra Vía Láctea.

El universo temprano era, pues, turbulento y caótico y uno esperaría que aquellas primeras galaxias fueran igualmente desordenadas y turbulentas. Resulta sumamente afortunado que muchas de esas galaxias tan jóvenes puedan ser observadas hoy tal y como eran en su juventud. Algunas de éstas están situadas a la vertiginosa distancia de 13.000 millones de años luz, es decir, la luz que recogen hoy nuestros telescopios fue emitida desde estas galaxias hace 13.000 millones de años, cuando el universo tan solo tenía 800 millones de edad.

Estas galaxias tan remotas aparecen como unos diminutos puntos rojos en las imágenes más profundas de las tomadas por el telescopio espacial Hubble, no es posible distinguir ningún detalle en ellas. Sin embargo, desde hace unos meses el radiotelescopio gigante ALMA en el desierto de Atacama sí que puede examinar estas galaxias con mayor detalle, investigando su estructura con un poder de resolución de unos miles de años luz.

Galaxias remotas observadas en el Campo profundo del Hubble

Carbono ionizado

Renske Smit, de la Universidad de Cambridge, ha utilizado el telescopio ALMA para observar la emisión del carbono ionizado en dos de estas galaxias remotísimas (su desplazamiento hacia el rojo es z=6,8). Lo primero que sorprende es que las estrellas de estas galaxias hayan tenido tiempo para formar carbono, mediante reacciones nucleares en su interior, y de formarlo en una abundancia suficiente. Las observaciones demuestran así que los elementos necesarios para la vida estaban ya presentes en los albores del universo.

Lea el artículo completo en:

El Mundo Ciencia

19 de enero de 2016

Los icebergs gigantes fertilizan el mar y fijan CO2

El estudio de las imágenes por satélite tomadas entre 2003 y 2013 ofrece una sorpresa: los gigantescos pedazos de hielo que se desprenden de la Antártida contribuyen a fijar una parte importante del dióxido de carbono de la atmósfera.


Imágenes del Iceberg B-09B tomadas por el satélite Aqua en la Antártida - Foto NASA

Parece una paradoja, pero los pedazos de hielo que se desprenden de la Antártida como consecuencia del calentamiento global podrían estar contribuyendo a su vez a eliminar CO2 de la atmósfera. El equipo de Grant Bigg  ha analizado 175 imágenes tomadas desde el satélite entre 2003 y 2013 en los océanos del sur del planeta y los resultados indican un aumento de la producción de fitoplancton asociada a la presencia de los icebergs de más de 18 kilómetros que se separan del continente antártico.
Los icebergs contienen hierro y nutrientes que fertilizan el mar
"Hemos detectado un aumento sustancial de los niveles de clorofila, con un radio típico de entre 4 y 10 veces la longitud del iceberg", asegura Bigg. "Este nuevo análisis revela que los icebergs gigantes juegan un papel importante en el ciclo de carbono de los mares del sur". El estudio de las imágenes se basa en el análisis del color, que es un indicador de la actividad de los microorganismos en la superficie. Cuando uno de estos gigantes de hielo se derrite, el hierro y otros nutrientes que contiene fertilizan el mar, de modo que aumenta la población de fitoplancton y otros organismos que contribuyen a la fijación del carbono atmosférico en el lecho marino.



Los autores del trabajo, publicado en Nature Geoscience, calculan que estos icebergs son responsables del almacenamiento del 20 por ciento del carbono en el hemisferio sur del planeta. Las pruebas sugieren que hasta una décima parte de la fijación de carbono del planeta se produce en estos océanos y que los icebergs tienen un papel principal, a pesar de que estudios anteriores decían lo contrario "Si el desprendimiento de icebergs aumenta en este siglo como esperamos, esta retroalimentación negativa del ciclo del carbono puede ser más importante de lo que esperábamos antes", incide Bigg.

Referencia: Enhanced Southern Ocean marine productivity from fertilization by giant icebergs (Nature Geoscience) DOI 10.1038/ngeo2633
Tomado de:

11 de septiembre de 2015

Por primera vez se fabrica el estaneno


Dibujo20150803 stanene - 2d layer tin atoms - microscope image - nature materials
El estaneno es un material bidimensional (una hoja monoatómica de estaño, Sn, con un solo átomo de grosor). Se predijo su existencia en el año 2013 y se ha logrado fabricar mediante crecimiento epitaxial sobre una superficie de telurato de bismuto (Bi2Te3). Por ahora no se han podido confirmar si sus propiedades electrónicas son las predichas por los modelos teóricos. Este primo del grafeno (C) se une al club junto al siliceno (Si), fosforeno (P) y germaneno (Ge).

El artículo es Feng-feng Zhu et al., “Epitaxial growth of two-dimensional stanene,” Nature Materials, AOP 03 Aug 2015, doi: 10.1038/nmat4384; me he enterado gracias a Chris Cesare, “Physicists announce graphene’s latest cousin: stanene,” News, Nature, 03 Aug 2015, doi: 10.1038/nature.2015.18113. Recomiendo leer “Más allá del grafeno,” LCMF, 03 May 2015.


Dibujo20150803 Atomic structure model for the 2D stanene - nature materials

Según los modelos teóricos las propiedades de conducción de la electricidad del estenato son excepcionales. Su termoelectricidad casi ideal permite que a temperatura ambiente los electrones se muevan sin disipar calor. Esto implica que este material bidimensional sería ideal para desarrollar circuitos eléctricos de bajo consumo. Por desgracia esta propiedad no se ha podido confirmar usando las muestras fabricadas hasta el momento.

Dibujo20150803 Electronic structures of stanene film - nature materials

El estaneno según los modelos teóricos es un aislante topológico excepcional. Debería presentar superconductividad topológica. Además del efecto Hall cuántico anómalo a temperatura ambiente. Lo que si se confirmara haría que fuera un material mucho más prometedor que el grafeno en muchas aplicaciones. De hecho, también sería útil en espintrónica por el papel del espín en la propagación de ondas de electrones (cuasipartículas). Pero seamos cautos, todavía no se ha podido confirmar que el estaneno fabricado sea un aislante topológico ni que posea todas estas maravillosas propiedades. Por supuesto, se está desarrollando una intensa investigación con objeto de comprobarlo.

Dibujo20150803 omparison between DFT calculations and experiments - statnene - nature materials

La resolución de los experimentos (figura a la derecha) todavía es insuficiente para verificar las propiedades predichas por los modelos teóricos basados en la teoría del funcional densidad (figura a la izquierda). Aún así, las propiedades del estaneno son asombrosas. Sin lugar a dudas el estaneno dará mucho que hablar en los próximos

Fuente:

La ciencia de la Mula Francis

23 de noviembre de 2014

Crean el generador eléctrico más pequeño y delgado del mundo

Por primera vez, un equipo de científicos del Georgia Institute of Technology y de la Universidad de Columbia (EEUU) ha logrado demostrar las propiedades piezoeléctricas de un material tan flexible como el grafeno, generando corriente eléctrica mediante deformaciones mecánicas en disulfuro de molibdeno (MoS2), lo que ha dado como resultado el generador eléctrico más fino que se ha logrado hasta ahora.

El estudio, que ha sido publicado en la revista Nature, explica que este material (que se encuentra en la naturaleza en el mineral molibdenita) podría utilizarse para fabricar generadores eléctricos microscópicos que podrían introducirse en la ropa, transformando la energía de nuestros movimientos en electricidad, pudiendo cargar así dispositivos médicos, sensores portátiles y, por supuesto, el móvil.

“Lo realmente interesante es que hemos descubierto que un material como el MoS2, que no es piezoeléctrico en forma bruta [tridimensional], puede convertirse en piezoeléctrico cuando se reduce a una capa de grosor atómico [bidimensional]”, afirma Lei Wang, coautor del estudio.

Esta nueva generación de materiales del futuro podría tener multitud de aplicaciones interesantes y llamativas, como la citada posibilidad de producir electricidad sin necesidad de contar con una fuente externa (mediante la energía de nuestro movimiento corporal) o el diseño de células fotovoltaicas altamente eficientes que fuesen capaces de absorber un rango muy amplio de energía solar.

Fuente:

Muy Interesante

8 de junio de 2014

Descubren en el Congo un tesoro natural del tamaño de Inglaterra


Trubera del Congo

La turba es un material oscuro y esponjoso, como muestra la foto.

Es una enorme turbera –un humedal repleto de materia orgánica a medio descomponer– y fue hallada en una zona remota de Congo-Brazaville, en África.

La ciénaga cubre un área del tamaño de Inglaterra y se calcula que contiene miles de millones de toneladas de turba, algo que los científicos consideran un enorme tesoro natural.
Analizar este material orgánico rico en carbono, dicen los investigadores, puede ofrecer información sobre alrededor de 10.000 años de cambio medioambiental en esta región poco estudiada.

"Es notable que haya partes del planeta que aún son territorios inexplorados", dijo Simon Lewis, de la Universidad de Leeds, en Reino Unido, miembro del equipo que descubrió la turbera.

Turbera en el Congo

Los científicos pasaron tres semanas abriéndose camino entre el agua de la ciénaga.

"Muy poca gente se aventura en estos pantanos ya que son lugares en los que es muy difícil moverse y trabajar".

La búsqueda, sin embargo, comenzó desde el cielo: las imágenes satelitales fueron la primera pista de la enorme turbera tropical.

Una expedición, que partió desde el pueblo de Itanga en abril pasado, confirmó su presencia.

Pies mojados

El equipo de exploradores de la Universidad de Leeds, la Sociedad para Conservación de la Naturaleza en Congo y la universidad congoleña Marien Ngouabi, tuvo que hacer frente a cocodrilos enanos, gorilas y elefantes en su camino.

Pero, según cuentan, el mayor desafío fueron los pies empapados.

"Sólo puedes caminar por estas áreas durante un par de meses en el año, justo al final de la temporada seca, así que debes planificarlo bien. Aun así es húmedo todos los días", relató Lewis.

Científicos en la turbera

La capa de turba se extiende 7m hacia abajo.

"Estuvimos dentro del pantano por tres semanas, y el único momento en que teníamos los pies secos era cuando dormíamos en nuestras tiendas de campaña. Para armar las tiendas, teníamos que construir una plataforma porque el suelo está permanentemente empapado".

Los científicos estiman que la ciénaga cubre entre 100.000 y 200.000 kilómetros cuadrados, y la capa de turba llega a ser de 7m de profundidad.

La formación de la turba es parte del proceso por el que la vegetación se transforma en carbón mineral como resultado de la putrefacción y carbonificación en el agua ácida de pantanos, marismas y humedales.

Los investigadores creen que la turbera descubierta contiene miles de millones de toneladas de este material.

"Las turberas se forman porque la materia vegetal que está en el suelo no está descompuesta del todo", explicó Lewis.

"Requiere ciertas condiciones de lentitud para la descomposición, por eso la mayoría de las turberas están en áreas frías".

"Es raro encontrarlas en los cálidos y húmedos trópicos, por eso este es un hallazgo inusual".

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia

22 de abril de 2014

Grafeno + Agua Salada = Electricidad

El grafeno es una sustancia formada por carbón puro, compuesta por átomos dispuestos en un patrón regula hexagonal similar al grafito, pero con un grosor de un átomo de espesor y un peso de 0,77 miligramos por metro cuadrado. Puede saber más sobre el grafeno aquí.


Las aplicaciones del grafeno parecen ser ilimitadas, desde ordenadores a cubiertas de edificios, vendajes o componentes electrónicos. Recientemente se ha descubierto que si fluye sobre el grafeno agua salada, el resultado es electricidad.

Los últimos avances científicos en el campo de la energía hidroeléctrica, han ido en la línea de empujar los fluidos iónicos a través de un gradiente de presión. El problema es que los gradientes de presión son complicados de generar, por lo que el proceso no es factible para generar grandes cantidades de electricidad. Pero por el contrario, si se arrastra agua salada sobre grafeno se obtiene electricidad, sin la necesidad de emplear un gradiente de presión.

Al empujar el agua sobre el grafeno, su carga se desequilibra. Los electrones de grafeno son desabsorbidos en un punto y absorbidos en otro, generando electricidad por sí mismo.

La velocidad con la que el agua salada se arrastra sobre el grafeno tiene un impacto directo sobre la generación de la electricidad. Cuanto más rápida se desliza el agua más electricidad se obtiene. Por otra parte si se aumenta el flujo del agua, también se incrementa la energía producida.

Actualmente el proceso se genera a nivel nanométrico, pero el sistema podría ser ampliado para su uso a nivel doméstico o industrial.

Vía | Nature

Fuente:

Xakata Ciencia

Lea en los Archivos de CXonocer Ciencia:

Grafeno: el nuevo material más ligero del mundo

Grafeno: el material del futuro

Grafeno: de la mina de un lápiz a las grandes transnacionales


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