¿Qué son las "máquinas más pequeñas del mundo" y porqué ganaron el Premio Nobel de Química 2016?

¿Qué tan diminutas pueden ser las máquinas?

Tres científicos fueron los primeros en demostrar que son capaces de ser hasta 1.000 veces más pequeñas que el cabello humano.

Se trata de Jean Pierre Sauvage, Fraser Stoddart y Bernard Feringa, los galardonados del Premio Nobel de Química 2016.

Cada uno, en su tiempo, abrió las puertas a un nuevo campo de la química. El comité que otorga los Nobel comparó sus esfuerzos con los primeros intentos por desarrollar motores eléctricos en 1830, que dieron pie a una verdadera revolución.

Estos científicos de las universidades de Estrasburgo (Francia), Northwestern (EE.UU.) y Groningen (Holanda), respectivamente, fueron premiados por diseñar y sintetizar las llamadas "máquinas moleculares".

Son moléculas con movimientos controlables que pueden realizar una tarea cuando se les añade energía y que pueden tener múltiples aplicaciones en la industria, la medicina y los servicios eléctricos.

Nanomáquinas en nuestro cuerpo

Pueden ser usadas para desarrollar nuevos materiales, sensores y sistemas para almacenar energía.

"Piensa en microrobots, en nanomáquinas que en el futuro un médico podrá inyectar en el cuerpo humano para que busque células de cáncer", explicó por vía telfónica el holandés Bernard Feringa, quien no ocultó su emoción y su sorpresa por haber sido premiado.

"Me siento como los hermanos Wright que desarrollaron las primeras máquinas voladoras y ahora tenemos el Airbus", agregó.

Para que algo sea considerado una máquina, debe consistir en varias partes que semuevan de manera coordinada y desarrollen una tarea.

Jean Pierre Sauvage, quién irrumpió en este campo por accidente (al principio su campo era la fotoquímica), desarrolló en 1994 una cadena molecular -conocida como catenano- en la que un anillo rotaba de forma controlada alrededor de otro anillo cada vez que se le aplicaba energía.

Ese mismo año, Fraser Stoddart, quien creció en una granja de Escocia sin electricidad, pudo controlar los movimientos de anillos moleculares unidos por un eje.

Mientras que Ben Feringa, quien también creció en una granja, produjo en 1999 el primer motor molecular que giraba en una dirección particular.

Más tarde, en 2011, su equipo construyó un nanoauto con una carrocería molecular que constaba de cuatro ruedas y se podía mover sobre una superficie.

El nano automóvil

El artículo completo en:

BBC 

Las nano máquinas en 500 palabras (en inglés)

Nanotecnología, la ciencia que construirá al 'superhombre'

La escala nano permite añadir propiedades nuevas a la materia, ofreciendo soluciones para todos los campos.

Tejidos repelenes al agua, parachoques, incluso la raqueta de Nadal ya contienen material fabricado con nanotecnología.

Es el 'ladrillo' de la materia, lo más básico, lo más pequeño. En un milímetro cabe un millón de nanómetros, y sobre esa medida ya está jugando la ciencia. Para entender el tamaño nano, hay que pensar que un post-it en el planeta tierra tiene la misma proporción que tres nanómetros en nuestra realidad. Y lo bueno de jugar a esa escala es que podemos modificar la propia esencia de la materia. Cambiar las propiedades de las cosas. Entre la realidad y la ciencia ficción, todo parece posible en nanociencia, que se presenta como el futuro motor en la lucha contra enfermedades como el cáncer.


"El oro tal como lo conocemos es amarillo, pero si lo troceas en nanómetros, puede ser del color que tú quieras: violeta, rojizo, azulado...", explica Pedro A. Serena, investigador del Instituto de Ciencias de Materiales del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Esto se debe a que el color "no es más que luz emitida por los electrones, que saltan de un lugar a otro. Según el salto sea más grande o pequeño, cambia el tono", indica Serena, que ha dirigido el curso Nanotecnología: Luces y sombras del control de la materia a escala atómica, dentro de los ciclos organizados por la Universidad Internacional Menéndez Pelayo en Santander (UIMP) en Santander.

Esta reducción a esta escala nano provoca los llamados "efectos del tamaño": al dividir algo en partes más pequeñas, aumenta la superficie expuesta y la materia, al estar más en contacto con el exterior, se vuelve más reactiva. Es la consecuencia de un cambio radical entre el volumen -que se mantiene- y la superficie del objeto -que aumenta exponencialmente-. Un proceso que saca a la luz nuevas propiedades y que, incorporado a gran escala, llegan a nuestra vida cotidiana en forma de aplicaciones inéditas.

Nanopartículas bactericidas para preservar líquidos durante más tiempo, tejidos o manteles hidrofóbicos -que repelen el agua-, contrastes tumorales o los móviles y pen drives son soluciones nanotecnológicas "invisibles", que se han instalado de puntillas en nuestro día a día, y que son la punta del iceberg de lo que se avecina.

Uno de los campos de mayor aplicación es en el refuerzo de materiales. En la construcción, para obtener un hormigón más resistente, o en transportes, para los parachoques de coches o alas de aviones. Esta propiedad reforzante puede aplicarse en muchas áreas. "La suela de las zapatillas deportivas Adidas o la raqueta de tenis Nadal están reforzados con nanotubos de carbono", ejemplifica Serena. Un refuerzo que tiene una particularidad: con una pequeña cantidad de nanopartículas se puede cambiar las propiedades de un objeto grande.

El artículo completo en:

El Mundo Ciencia

Crean un polo (camiseta) con 'aire acondicionado' contra el calor

Está fabricada con una variante de polietileno con poros microscópicos que reflejan la luz visible y permiten que escape el calor corporal.

Con este polo estarás casi 3°C más fresco!!!!
 

Recreación de las micro fibras de los polos que mantendrán siempre freco.

Con más o menos acierto, el ser humano se ha vestido a lo largo de toda la historia con pieles de animales y diferentes tejidos para mantener el calor corporal, pero diseñar ropas que logren justo lo contrario aún hoy es un reto. La clave para crear prendas más frescas es utilizar materiales que permitan la transpiración. Una estrategia que no llegó a convencer al grupo de ingenieros de la Universidad de Stanford (en Estados Unidos) que ha desarrollado un tejido que refleja la luz solar y facilita la expulsión de calor. Su estudio acaba de ser publicado en la revista Science.


"Si puedes enfriar a la persona en lugar del edificio donde vive o trabaja, podremos ahorrar energía". Así resume la filosofía de este trabajo Yi Cui, uno de los autores y profesor asociado de Ciencias e Ingeniería de los Materiales y Ciencias Fotónicas en Stanford. El problema es que, a la temperatura normal de la superficie de la piel, 34ºC, el cuerpo humano emite radiación infrarroja en un rango de longitud de onda que se solapa en parte con el espectro de la luz visible. En otras palabras: si la prenda no es transparente, no deja salir el calor. Y nadie querría vestirse para seguir pareciendo desnudo. 

La solución vino de la mano de un tipo de plástico: el polietileno con nanoporos (denominado nanoPE). Este material es opaco y posee poros conectados con un diámetro de entre 50 y 1.000 nanómetros, un tamaño que permite dispersar y reflejar la luz visible a la vez que deja pasar la radiación infrarroja. Para que sea más parecido a una tela convencional, los científicos crearon un tejido formado por tres capas: dos láminas de esta variante de polietileno separadas por una malla de algodón, que aporta resistencia y espesor al conjunto. 

El artículo completo en:

El Mundo (España)

El accidenteque creó una batería que dura toda una vida

Crear una batería que dure toda una vida parecía difícil de lograr, aunque un grupo de investigadores estadounidenses lo consiguió.

Lo que más llama la atención es que todo fue fruto de un accidente.

Científicos de la Universidad de California, en Irvine, Estados Unidos, estaba buscando una forma de sustituir el litio líquido de las baterías por una opción más sólida y segura (las baterías de litio son extremadamente combustibles y muy sensibles a la temperatura) cuando dieron con esta batería 400 veces más eficiente que las actuales.


Empezaron a experimentar con nanocables de oro recubiertos con un gel de electrolitos y descubrieron que eran increíblemente resistentes. La batería podía seguir trabajando de forma efectiva durante más de 200.000 ciclos de carga.

Durante mucho tiempo, los científicos han experimentado con nanocables para baterías.
Esto se debe a que son miles de veces más delgados que el cabello humano, altamente conductores y cuentan con una superficie amplia para el almacenamiento y transferencia de electrones.

El problema estaba en que estos filamentos son extremadamente frágiles y hasta ahora no aguantaban la presión de carga y descarga.
Pero un día la estudiante de doctorado Mya Le Thai decidió colocar en estos delicados hilos una capa de gel.

"Mya estaba jugueteando y lo cubrió todo con una un fina capa de gel antes de empezar el ciclo", explicó Reginald Penner, consejero de departamento de química la Universidad de California en Irvine.

"Descubrió que tan solo usando este gel (de electrolitos) podía someterlos a ciclos (de carga y descarga) cientos de miles de veces sin que perdiera su capacidades".
Y lo hizo durante tres meses.

"Esto es increíble porque estas cosas típicamente mueren dramáticamente tras 5.000 o 6.000 ciclos, 7.000 como mucho", agregó

Penner le contó a la revista Popular Science que cuando empezaron a probar los dispositivos, se dieron cuenta que no iban a morir.

Los expertos piensan que la efectividad de la batería de Irvine se debe a que la sustancia viscosa plastifica el óxido metálico en la batería y le da flexibilidad, lo que evita el agrietamiento.

"El electrodo revestido mantiene su forma mucho mejor, lo que lo hace una opción más fiable", explicó Thai.

El artículo completo en:

BBC Ciencia

IBM acaba de fabricar el primer procesador funcional de solo 7 nanómetros

 

IBM ha anunciado hoy un avance que marcará un momento histórico en la industria de la computación: la fabricación del primer procesador con transistores de 7 nanómetros, unas 1,400 veces más pequeño que el grosor de un cabello humano. El chip tiene 4 veces la capacidad de los procesadores actuales. La Ley de Moore sigue de momento más vigente que nunca.

 

La compañía ha confirmado hoy jueves el avance, adelantado en medios como el NYT, y ha asegurado que es fruto de su inversión de 3.000 millones de dólares durante 5 años en investigación en procesadores y computación. En dicha inversión participan otras compañías como Global Foundries (a quien IBM vendió su negocio de fabricación de chips el año pasado), Samsung y otras firmas privadas y organismos públicos.

El anuncio se produce justo cuando se comenzaba a dudar que la fabricación de procesadores pudiera pasar la barrera actual de los 14 nanómetros y la futura, pero ya posible, de los 10 nanómetros. Ir más allá comenzaba a suponer importantes barreras de pura física. IBM ahora se ha adelantado incluso a Intel en la creación del primer chip con transistores de 7 nanómetros (por comparación, un glóbulo rojo mide unos 7.500 nanómetros de diámetro). Para conseguirlo, la compañía ha utilizado silicio-germanio en lugar de puro silicio en determinadas zonas del chip, lo que le ha permitido la reducción de tamaño manteniendo la estabilidad del procesador y multiplicando por 4 su capacidad.

El avance, según IBM, permitirá construir microprocesadores con más de 20.000 millones de transistores. La reducción del tamaño de estos chips no solo permitirá concentrar mayor poder de computación en el mismo espacio, también debería dar lugar a mejoras en el consumo de energía (y, por extensión, en la duración final de las baterías de los equipos).

IBM asegura que aún deberá pasar aún un tiempo hasta que estos procesadores estén disponibles comercialmente, aunque no especifica cuánto. Desde luego será difícil verlos en equipos y sistemas antes de los próximos dos o tres años. Aún así, ahora ya sabemos que llegar a la barrera de los 7 nanómetros es posible. Eso supondrá un nuevo y gran salto en la computación. Aunque la pregunta sigue ahí: ¿qué ocurrirá después? [vía NYT y VentureBeat]

Tomado de;

Gizmodo

Lea también:

50 años de la Ley de Moore: ¿qué ocurrirá cuando ya no se cumpla?

Acaban de cumplirse 50 años de la Ley de Moore, enunciada en 1965 por Gordon Moore, uno de los… Seguir leyendo 

Lo mejor del 2014 para el MIT: realidad aumentada, nanochips y 3D

El MIT Technology Review presentó su relación de las tecnologías “más rompedoras” del año.

Realidad aumentada, accesorios "vestibles", nanochips y microimpresión 3D destacan entre las tecnologías más innovadoras en el 2014, un año marcado por hitos en Internet como el reconocimiento del "derecho al olvido" en la UE, la acumulación de poder de las tecnológicas, el cibercrimen o el espionaje masivo.

Robots más ágiles para caminar, dispositivos móviles encriptados para mejorar la seguridad y privacidad, drones de uso civil como agricultura y sensores "neuromórficos" inspirados en el cerebro para descifrar pautas de aprendizaje son asimismo algunas de las tecnologías "más rompedoras" este año, según un listado de MIT Technology Review.

También el "Big Data" o análisis "inteligente" de datos combinado con "inteligencia artificial" en ámbitos como las energías renovables, y el impulso de programas informáticos que mejorarán la colaboración social móvil.

Un año más las tabletas han mantenido su crecimiento aunque con cierta contención y asimismo los teléfonos "inteligentes" aunque de forma moderada en Occidente, mientras que ganan tirón los de pantalla de dimensiones grandes con características de teléfono y tableta.

La tecnología "de vestir", la que se lleva encima, como relojes, pulseras o brazaletes, con funcionalidades como la medición de parámetros biológicos y control de la salud, se quiere poner de moda aunque sigue sin despuntar con la intensidad que espera la industria.

La nanotecnología y la nanociencia empiezan a imponer su soberanía, con hitos como las píldoras "inteligentes" para la lucha contra enfermedades como el cáncer.

Y de nuevo las grandes tecnológicas mantienen su carrera de adquisiciones millonarias para dar salida a sus enormes beneficios.

Sin embargo, persiste la tendencia generalizada a desviar el grueso de su facturación a países con tributaciones menores, lo que ha alentado a las autoridades europeas a endurecer la legislación en el sector.

Entre las adquisiciones más sonadas en el 2014 en el mundo tecnológico, las de Facebook, con la compra del popular servicio de mensajería instantánea WhatsApp, y la de Oculus VR, líder en tecnología de realidad virtual inmersiva. La red social ha puesto en marcha además este año la plataforma de publicidad Atlas para comprar anuncios en sitios ajenos a la red social.

En el lado negativo, Facebook se ha enfrentado a escándalos como la publicación de una investigación que delataba experimentos psicológicos a sus usuarios.

En cuanto a Google, entre sus muchas adquisiciones destacan la de Nest Labs, fabricante de termostatos y detectores de humo "inteligentes para acceder al mercado doméstico, o Lift Lab, quedesarrolla cucharas "inteligentes" para enfermos de Parkinson.

La tecnológica ha mantenido en el 2014 su apuesta para sacar adelante proyectos como "Loon" con el que llevar internet a zonas remotas del Planeta o sus gafas interactivas "Google Glass"; por primera vez, Google ha mostrado este año su prototipo de automóvil que conduce solo.

A nivel legislativo, tras el órdago recibido la pasada primavera por el triunfo de un español al que la Justicia Europea dio la razón frente a Google en su petición de "derecho al olvido" en internet, un nuevo pulso legal en España contra la tecnológica se ha saldado hace unos días con el popular cierre de Google News en este país.

El 2014 ha sido también el año de la economía "colaborativa" al extenderse a nuevos sectores la filosofía del caso "Uber", un servicio para compartir transporte gracias a aplicaciones móviles que ha cambiado las reglas del juego económico y que está levantado ampollas entre los taxistas de todo el mundo.

En el mundo de los videojuegos, corrientes alternativas independientes y títulos móviles -como "Monument Valley" o "Hearthstone" como paradigma-, impulsores de innovación y creatividad, conviven ya de tú a tú con las superproducciones.

La seguridad en internet ha sido de nuevo tema de preocupación para los internautas; laAgencia de Seguridad Nacional (NSA) de Estados Unidos recopila cada día millones de imágenes personales interceptadas en comunicaciones electrónicas que luego utiliza en sofisticados programas de reconocimiento facial, publicaba hace unos meses la prensa estadounidense.

Entre los mayores peligros informáticos detectados este año, los agujeros de seguridad Heartbleed y Shellshock; el ataque a la base de datos de Sony; Celebgate o el robo masivo de imágenes de celebridades desnudas, y Machete, una amenaza persistente sofisticada de habla hispanadirigida especialmente contra servicios de inteligencia.

Hace unas semanas se descubrió que un programa de ciberespionaje altamente sofisticado llamado Regin, previsiblemente controlado por un Estado, robaba datos de forma masiva a individuos y pequeños negocios preferentemente.

También este año Microsoft dejó de dar soporte técnico oficialmente a Windows XP y a Office 2003, aumentando los riesgos de seguridad.

Tomado de:

El Comercio (Perú)

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

Bioquímicos desarrollan una alternativa eficaz a los antibióticos

La fuerte resistencia de las bacterias a los antibióticos representa un grave problema para la humanidad. Pero científicos de la Universidad de Berna (Suiza) ha desarrollado una sustancia que representa una alternativa eficaz a los antibióticos.

Se trata de una especie de cebo para bacterias diseñado a partir de unas nanopartículas artificiales -a base de lípidos- llamadas liposomas.

El estudio, publicado en la revista 'Nature Biotechnology', explica que este cebo actúa como señuelo para las toxinas bacterianas consiguiendo atraparlas, secuestrarlas y neutralizarlas por completo. Sin toxinas las bacterias se vuelven indefensas y pueden ser eliminadas por el mismo sistema inmunológico.

"Hemos hecho un cebo irresistible para las toxinas bacterianas. Las toxinas se ven fatalmente atraídas por los liposomas, y una vez que están unidos, pueden ser eliminados fácilmente sin peligro para las células huésped", explica Eduard Babiychuk que junto con Annette Draeger encabeza el estudio.

La sustancia ha sido probada con éxito en ratones: los pacientes con sepsis se curaron después de la administración de liposomas y no necesitaron ningún tratamiento antibiótico adicional. 

Fuente:

Actualidad RT