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16 de marzo de 2019

Investigadoras arequipeñas elaboran biocuero a base de microorganismos vivos

Emprendimiento de moda sostenible representará al Perú en competencia internacional.


Un grupo de investigadoras arequipeñas ha desarrollado una novedosa tecnología para producir biocuero, un producto similar al cuero, producido a base de microorganismos vivos desarrollados durante su trabajo de laboratorio.

Jacqueline Cruz, una de las intrigantes del equipo señaló que han desarrollado 19 cepas diferentes que se alimentan de plantas y frutas, y que en un periodo de tres semanas pueden producir el biocuero.

Producto cuya textura es similar al cuero, con una suavidad incomparable al tacto, con la misma transpirabilidad que el cuero, porque como el cuero animal proviene de microorganismo vivos, comentó Cruz.

Al mismo tiempo, dijo que durante las pruebas realizadas al producto se pudo determinar que el biocuero puede transformarse en diversas texturas, colores y resistente a temperaturas de 100 grados Centígrados.

La calidad del producto fue sometido también a pruebas de resistencia, elasticidad y otras pruebas de calidad en un laboratorio del país, así como en el extranjero. El material fue enviado a un laboratorio en San Francisco, Estados Unidos que certificó la calidad del biocuero.

Otra característica que hace el producto aún más novedoso es que es biodegradable y los residuos de su proceso pueden ser utilizados como compost líquido. Es decir, es un producto ecoamigable con el medio ambiente.
 
 

3 de septiembre de 2016

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

14 de abril de 2016

¿En qué se parecen un calamar y una araña?

Las proteínas de los dientes succionadores del cefalópodo son similares a las de la resistente telaraña. Los científicos tratan de aprovecharlas para fabricar nuevos materiales.


Imágenes con microscopio electrónico de barrido de un calamar y una araña - Foto James Weaver y Nadine Dupérré

El calamar tiene más cosas en común con la araña de lo que podríamos pensar, según los resultados presentador por el equipo de la investigadora Akshita Kumar, en la edición número 60 de la reunión anual de la Sociedad de Biofísica. Los dientes afilados como cuchillas que rodean las ventosas de algunos tentáculos de calamar, aseguran, están formados por proteínas muy similares – y en alguna forma incluso superiores – a las que se encuentran en las resistentes sedas que producen las arañas. Estas proteínas, que se llaman succionadoras (‘suckerins’), le dan a los dientes su fuerza y elasticidad, y en un futuro podrían utilizarse como base para biomateriales con muchísimas aplicaciones potenciales en biomedicina. 

Con la esperanza de poder utilizar la fuerza de las proteínas succionadoras, el equipo de Kumar está descifrando sus estructuras moleculares. En su último trabajo, el grupo ha descubierto que las proteínas succionadoras se componen de lo que se conoce como redes de beta-sábanas de polímeros, lo que hace que los dientes tengan tanta fuerza. Los investigadores también han descubierto que estas redes son termoplásticas, lo que significa que se derriten cuando se calientan y se endurecen cuando se enfrían. Esto hace que el material sea moldeable y reutilizable, como los polímeros sintéticos termoplásticos que se utilizan para hacer tuberías de PVC. 

“Las proteínas succionadoras son una combinación única de propiedades mecánicas y biofísicas que parecen hacerlas mejores que otros polímeros sintéticos o naturales”, afirma Kumar. “Y este material nos da un nuevo paradigma, ya que un biomaterial fuerte puede estar completamente hecho de proteínas, sin la necesidad de añadir una segunda fase rígida, por ejemplo un mineral como en el hueso, para fortalecerla”. 

El artículo completo en:

Vox Populi

17 de marzo de 2016

Arquitectura: Las ventajas de una casa geodésica

La construcción con cúpulas ahorra tiempo y el metro cuadrado cuesta desde 500 euros.

Los propietarios de un pequeño terreno en algún pueblo o municipio tienen la excusa perfecta para apostar por un tipo de vivienda distinta. Ya sea prefabricada, de madera, autosuficiente, modular o giratoria, la geografía española va dando un sitio a este tipo de construcciones distintas que tratan de abrirse camino.

Construcción de dos cúpulas unidas por un corredor en la localidad murciana de Jumilla.

En la provincia de Murcia está a punto de concluir la fabricación de una de las dos viviendas geodésicas que hay en marcha. Está en Yecla, tiene 160 metros cuadrados de superficie habitable y consiste en una cúpula de madera. En la localidad de Jumilla toma forma otra casa de 85 metros cuadrados –dos iglús unidos por un corredor– a la que queda aproximadamente un mes de trabajo.

Ambas son viviendas formadas por cúpulas resueltas mediante una estructura geodésica. "Es una forma de cubrir un espacio circular muy eficaz que se realiza mediante triángulos, porque se aligera mucho la cantidad de material a utilizar, reduciendo tiempos y costes", explican Pablo Carbonell y Juan Miguel Galera Miñarro, arquitectos de Ecoproyecta.
No es nada novedoso, de hecho el arquitecto norteamericano Buckminster Fuller diseñó estas estructuras a medidos de siglo XX –hizo una cúpula geodésica para el pabellón de Estados Unidos en la exposición de Canadá del año 1967 que tenía de 75 metros de diámetro–. Después, otros arquitectos como el murciano Emilio Pérez Piñero evolucionaron sus diseños en los años setenta.

Ahora el estudio Ecoproyecta retoma la idea y ofrece la posibilidad a sus clientes de incorporar sistemas de energía renovables (paneles solares fotovoltaicos y térmicos y baterías para almacenar la electricidad) para que las viviendas sean autosuficientes, aunque es opcional. También pueden reciclar el agua de lluvia.

Vivienda de Yecla prácticamente finalizada.

El reclamo principal es que la construcción dura una media de seis meses y que los precios se mueven entre los 500 y 1.000 euros por metro cuadrado, en función del mayor o menor equipamiento. "La de Yecla ha salido por unos 150.000 euros (unos 900 euros el metro cuadrado, incluida la instalación fotovoltaica), mientras que la de Jumilla ha costado unos 45.000 (550 euros por metro), más 3.000 euros de los paneles. Hay que tener en cuenta que la primera está mejor equipada, tiene suelo radiante, una chimenea que actúa también como caldera de biomasa y unos acabados más caros", cuenta Carbonell. Las dos generan su propia electricidad.

Interior de la casa en Yecla.

Sus dueños son una familia inglesa con tres hijos en el caso de la vivienda de Yecla y una pareja noruega sin hijos ha comprado la de Jumilla. Ambas casas van a ser usadas como primera residencia.

Los triángulos se montan previamente en el taller y en dos o cuatro días se levanta la cúpula, que va cimentada al terreno, y que se cubre con lámina impermeabilizante y mortero de cal o con corcho natural. El revestimiento y la distribución interior, instalaciones y acabados requieren más tiempo.

El tamaño no importa, puesto que se pueden colocar tanta cúpulas como sea necesario. De hecho, la de Jumilla son dos unidas por un corredor. "Si vas añadiendo cúpulas se puede tener una casa todo lo grande que quieras, y lo interesante es que podrías ampliarla conforme tengas nuevas necesidades, por ejemplo, nuevos hijos o un espacio independiente para unos hijos que van creciendo, o un pabellón de invitados", comenta el arquitecto.

El interior abovedado es un espacio diáfano sin tabiques. En cuanto a la climatización, incorporan estufas de biomasa (ya sea leña o astillas) como sistema de calefacción, y un pozo canadiense que sirve para renovar el aire interior de la casa y disponer de aire acondicionado natural y gratuito para el verano. Ambas casas están en una finca con árboles y sus dueños piensan aprovechar la poda de los mismos.

La compañía española empieza a recibir solicitudes, aunque de momento a cuentagotas. Trabaja en un posible proyecto en Tarragona y acaba de presentar tres nuevos presupuestos.

Fuente:

El País (España)

10 de marzo de 2015

¿Cuál es el material biológico más fuerte del mundo?

Un equipo de ingenieros británicos descubrió que los dientes de la lapa están hechos del material biológico más duro del que se tenga conocimiento.
Las lapas tienen unos minúsculos dientes en su lengua que utilizan para raspar la comida de las rocas.
Según los autores del estudio, estos dientes están compuestos de un material que es incluso más fuerte que la tela de araña.
Estos moluscos de concha abierta son muy comunes en los litorales rocosos, siempre pegados a las piedras.


El secreto de su dureza es la delgadez de las fibras minerales que hay en su interior.
La investigación, publicada en la revista Royal Society Journal Interface, afirma que se trata de algo tan duro como algunos de los mejores materiales hechos por el ser humano, como el kevlar o la fibra de carbono.
El descubrimiento podría servir para mejorar algunos materiales artificiales para la industria automotriz y también en el campo de la aviación. También podría resultar útil para arreglos dentales.
"La biología es una gran fuente de inspiración para un ingeniero", señaló Asa Barber, autor principal del estudio, de la Universidad de Portsmouth.
"Estos dientes se componen de fibras muy pequeñas, acomodadas de una manera particular. Deberíamos pensar en hacer nuestras propias estructuras siguiendo los mismos principios de diseño".
Fuente:

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

19 de mayo de 2014

Cómo producir grafeno con la batidora de nuestra cocina

El asunto parece complicado, pero según un estudio publicado en la revista Nature, es posible la producción de pequeñas láminas de grafeno con la batidora que tenemos en la cocina.



Las delgadas láminas de carbono son el material más fuerte del mundo, además de ser buen conductor de la electricidad y muy flexible. Sus aplicaciones parecen infinitas, como pantallas táctiles flexibles o sistemas de tratamiento de agua. El problema viene en conseguir grandes cantidades de escamas de grafeno de buena calidad a un precio aceptable.

El estudio de la revista Nature describe como una batidora, funcionando a alta potencia (unos 400 vatios), al que se le ha añadido medio litro de agua, entre 10 y 25 mililitros de detergente y entre 20 y 50 gramos de polvo de grafito y haciéndola funcionar unos 10-30 minutos, da como resultado un gran número de escamas micrométricas de grafeno suspendidas en el agua.

El experimento muestra lo simple del método para la producción de grafeno en cantidades industriales. El producto obtenido se puede comercializar como polvo seco o como líquido para pulverizar sobre otros materiales.

Las escamas no son de tan alta calidad como las producidas por los ganadores del Premio Nobel de Química 2010, Andre Geim y Kostya Novoselov de la Universidad de Manchester. Tampoco son tan grandes como las hojas de grafeno que actualmente se están produciendo en algunos laboratorios, pero dejando aparte aplicaciones electrónicas de alta gama, las escamas pequeñas son válidas para multitud de aplicaciones.

Vía |Nature

Fuente:

Xakata Ciencia

25 de abril de 2014

Generan electricidad moviendo una gota líquida sobre grafeno



Desde principios del siglo XIX, se sabe que se genera una diferencia de potencial eléctrico cuando un líquido iónico se mueve a través de un canal fino bajo un gradiente de presión. Se publica en Nature Nanotechnology que el movimiento de una gota de agua salada (solución iónica) sobre una tira de grafeno produce una tensión de unos pocos milivoltios. La diferencia de potencial en este fenómeno electrocinético es proporcional a la velocidad y al número de gotas, decreciendo cuando crece el número de capas de grafeno.

Más aún, a la inversa, al aplicar una tensión en los extremos de la tira de grafeno con un gota encima, la gota se mueve. La impulsa un cambio de su forma debido al movimiento de iones de la parte trasera a la parte delantera de la gota. En la figura se muestra una gota con una solución salina 0,6 Molar de NaCl con ángulo en la zona delantera de θA~91,9° y en la trasera de θR~60.2° (estos ángulos dependen del ión disuelto). El artículo presenta cálculos teóricos del fenómeno mediante la teoría del funcional densidad (DFT) que indican que la gota se comporta como un pseudocondensador que se carga en la parte trasera a través de la interfaz con el grafeno y se descarga en la parte delantera.

El artículo técnico es Jun Yin, Xuemei Li, Jin Yu, Zhuhua Zhang, Jianxin Zhou, Wanlin Guo, “Generating electricity by moving a droplet of ionic liquid along graphene,” Nature Nanotechnology, AOP 6 Apr 2014.

Lea el artículo completo en:

NAUKAS 

Lea en los archivos de Conocer Ciencia:

Grafeno: El material del futuro

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

23 de abril de 2014

¿Por qué se cristaliza la miel?


Miel

La miel se cristaliza entre los 10 y 15º C.


La miel es una solución supersaturada de glucosa y fructosa. Esto es inherentemente inestable y por lo tanto, con el tiempo, tiende a cristalizarse de forma natural.

La glucosa es menos soluble que la fructosa así que se cristaliza primero.

La miel hecha de flores con contenido más alto de glucosa en su néctar, incluidos el diente de león y la colza, se cristaliza más rápido.

La miel comercial es calentada y filtrada para retirar los pequeños cristales y granos de polen que actúan como semillas para el crecimiento de cristales, así que éstas pueden permanecer líquidas por más tiempo.

La temperatura de almacenamiento también es un factor.

La miel se cristaliza más rápidamente a entre 10º C y 15º C.

Fuente:

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


15 de abril de 2014

El MIT logra desarrollar los primeros "materiales vivos"

Un grupo de investigadores del MIT han desarrollado una forma de crear materiales vivos que pueden combinar materiales convencionales con una “biopelícula” de células bacterianas que confiere a esa combinación propiedades interesantes.



Esos materiales son por ejemplo capaces de responder a su medioambiente, producir moléculas biológicas complejas y dar a los objetos construidos con esos materiales capacidades como las de “conducir la electricidad o emitir luz“.

Timothy Lu, un profesor de Ingeniería Eléctrica y Ingeniería Biológica, explicaba cómo este tipo de materiales podrían ser utilizados en el futuro para desarrollar sensores de diagnóstico, materiales autorreparables o células solares.

La base del trabajo de Lu y sus colegas es el uso de la bacteria E. coli ya que ésta produce biopelículas que contienen las llamadas “fibras curli”, que permiten a las bacterias “acoplarse” a todo tipo de superficies. 

Programando esas células para producir diferentes tipos de fibras, los investigadores pudieron crear nanocables de oro, películas de material conductor, o cristales diminutos con propiedades de mecánica cuántica. Las aplicaciones, afirman sus creadores, son muy diversas, y se podrían aplicar en campos como la generación de energía o la agricultura, donde por ejemplo podrían lograr hacer que los residuos agrícolas se convirtieran en biocombustibles.

Más información | MIT

Fuente:

Xakata Ciencia

3 de abril de 2014

¿De qué está hecha la plastilina?

  • La inventó el profesor de arte inglés William Harbutt en 1897
  • Es arcilla con cera, derivados del petróleo y colorante
  • Es un producto imprescindible en las mochilas de los escolares
La plastilina es un material basado en la arcilla con aditivos que le dan color y textura.

La plastilina es un material basado en la arcilla con aditivos que le dan color y textura

En plena vuelta al cole, los padres están comprando el material necesario, como libros, cuadernos, bolígrafos o gomas. Entre los utensilios requeridos para los trabajos manuales destaca la plastilina, esa atractiva masa de colores deformable. Con ella todos hemos jugado alguna vez, dado rienda suelta a nuestra imaginación y creado pequeñas esculturas.

“La plastilina es un material basado en la arcilla con algunos aditivos que le dan otra suavidad, color y  textura”, resume a RTVE.es el químico Bernardo Herradón, investigador del CSIC y miembro de la Real Sociedad Española de Química.

“La calidad de la plastilina depende de la arcilla que se use. Estas tienen pequeñas variaciones en la composición química y el grado de hidratación. A esta base se le añaden sales de calcio (como talco) y parafinas (un derivado de petróleo). También se suelen añadir ceras para darles textura y olor si se usa una aromática como la de abeja”, desarrolla.

Para rematar se le añade colorantes para hacer más atractiva la masa gris original y estimular la imaginación. La plastilina es maleable, no se pega, no es tóxica por contacto, mantiene su forma y no se seca al aire. Tampoco se solidifica con el calor, todo lo contrario, se vuelve más fluida y solo arde a muy altas temperaturas.

Los artistas pedían el “barro que no se seca”    

La composición de la mezcla y las propiedades del producto han variado poco desde su invención allá en 1897. La inventó el profesor de arte inglés William Harbutt . Él observó que sus estudiantes novatos tenían dificultades al usar la arcilla tradicional. Los bloques eran demasiado pesados y la masa dejaba de ser moldeable cuando se secaba, en muchas ocasiones antes de que acabaran de darles la forma deseada.
Hizo pruebas con distintos materiales en el jardín y el sótano de su casa en Bath hasta que dio con la mezcla más adecuada. Empezó a usarla en sus clases y el boca a boca hizo que “el barro que no se seca” llegara a oídos de algunos artistas que empezaron a solicitarlo para sus obras. Pero lo que convenció definitivamente a Harbutt para patentar el material fue la fascinación que demostraron sus hijos y nietos moldeando la masa. Patentó el invento en 1899.

Recién estrenado el siglo XX montó una fábrica familiar en Bathampton que nutrió a más de 50 países con el producto. El inventor murió en 1921 y sus vástagos continuaron con el negocio hasta que cerró en 1983.
Hoy en día la plastilina es imprescindible para los niños en los colegios. Entre los adultos también es muy apreciada para construir maquetas y en las últimas décadas crear pequeñas esculturas para trabajos de animación.

Fuente:

RTVE Ciencia

15 de enero de 2014

Grafeno: De la mina de un lápiz a las grandes multinacionales



"Una hamaca hecha de grafeno de un metro cuadrado, aún teniendo un espesor de un solo átomo, podría aguantar el peso de un niño recién nacido o de un gato sin romperse". Discurso de entrega del premio Nobel de Física 2010 a A. Geim y K. Novoselov. Derecha: imagen tomada con microscopio de efecto túnel (STM) de átomos de grafeno. ESISNA

Los descubrimientos científicos son importantes cuando nos enseñan como es el mundo que nos rodea, o cuando dan lugar a una tecnología de uso cotidiano. En algunos campos de investigación, como en el de los nuevos materiales, el paso desde la ciencia a la tecnología, o lo que es lo mismo, desde el laboratorio al mercado, es muy rápido. Así, en pocos años, las pantallas planas hechas de cristales líquidos han pasado de tener un precio imposible a estar en la mayoría de los hogares. Lo mismo podríamos decir de las películas finas de óxidos que cubren las pantallas táctiles de los teléfonos móviles, de los recubrimientos protectores de nuestras gafas de sol, o de las aleaciones duras y ligeras de las que están fabricadas las bicicletas.

Una de las tendencias tecnológicas más importantes es la de reducir el tamaño o la dimensión de los nuevos materiales que se fabrican, de forma que siendo más y más pequeños sean cada vez más potentes. En esta carrera hacia la miniaturización nos encontramos con un límite físico: el del átomo. Aunque el electrón y el núcleo atómico son partículas más pequeñas no pueden utilizarse para crear estructuras tecnológicas. Es así como el átomo se convierte en el ladrillo más pequeño que puede utilizarse en la fabricación de nuevos materiales de dimensiones nanométricas.

Esta reducción del tamaño trae asociada una importante consecuencia: la aparición de los llamados efectos cuánticos, que cambian completamente las propiedades del material. Cuando el espesor es reducido a pocas capas atómicas, éstos dejan de funcionar como cabría esperar y presentan comportamientos anómalos, que pueden aprovecharse para mejorar o cambiar sus propiedades. Es decir, al hacer los materiales más pequeños, también los hacemos diferentes.

Lea el artículo completo en:

El Mundo Ciencia

2 de agosto de 2013

El secreto del plástico ecológico está en Bolivia

La bacteria habita en los llamados "ojos de agua" del salar de Uyuni, en Bolivia. 

Una bacteria de Bolivia especialmente prolífica en la generación de polímeros podría ser clave en la fabricación plásticos biodegradables y no tóxicos para el organismo humano.

El bacilo, de una cepa hasta ahora desconocida, fue bautizado como Bacillus megaterium uyuni S29 y la descubrieron en uno de los llamados "ojos de agua" del salar de Uyuni, en el sur del país.
La bacteria boliviana demostró ser muy productiva, capaz de generar un polímero de propiedades térmicas que lo hacen más fácilmente procesable que el producido por otras bacterias, y que podría ser muy útil en la fabricación de, por ejemplo, materiales de embalaje alimentario o bolsas de basura.

¿Plástico y bacterias?

Hace tiempo que la ciencia investiga el uso de microorganismos para generar polímeros, compuestos químicos a partir de los cuales se pueden elaborar plásticos.

Pero a diferencia de los polímeros que se sintentizan químicamente, los que resultan de microorganismos permiten fabricar plásticos naturales, biodegradables y biocompatibles. Y de hecho, ya algunos de estos materiales se utilizan en la industria farmacéutica y cosmética.

Aunque la industria todavía sigue decantándose por el uso de procedimientos químicos, empleando esencialmente derivados del petróleo, para la elaboración de estos materiales al ser los procedimientos con bacterias todavía muy costosos.

Sin embargo, la investigadora Marisol Marqués, doctora en Ciencias Biológicas de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), confía en que en un futuro próximo la bacteria boliviana pueda dar buenos frutos.

Bacterias y polímeros

Bacteria boliviana

La bacteria es capaz de producir grandes cantidades de polímeros cuando se la somete a gran estrés.

"Es conocido que hay bacterias que en condiciones extremas, tanto de temperatura, de presión o concentración de sal, pueden sintetizar cantidades importantes de polímeros de reserva, como por ejemplo el conocido como poli-beta-hidroxibutirato (PHB)", le explicó la científica a BBC Mundo.

La bacteria boliviana pertenece a este último caso al habitar en un entorno con altas concentraciones de sal. Tras ser cultivada en el laboratorio en un estudio preliminar, demostró poder generar grandes cantidades de PHB, que los investigadores aprovecharon para producir micro y nanoesfereas con antibióticos en su interior.

Este tipo de bacterias acumula el poliéster PHB, tal y como nosotros acumulamos glucosa, para dotarse de energía en el momento que la necesiten. Para optimizar la producción, lo que hicieron los científicos fue disminuir la concentración de nitrógeno en el cultivo, para que así la bacteria reaccionara acumulando más PHB.

Este procedimiento lo llevaron a cabo en conjunto científicos de la UPC y de la Universidad Técnica de Graz (Austria), que lograron así que las bacterias generaran la mayor cantidad de PHB del género Bacillus que se conoce hasta el momento.

Optimizar resultados

A pesar de los buenos resultados, Marqués afirma que este sistema para producir plásticos biodegradables y biocompatibles es poco competitivo económicamente frente a los procedimientos químicos.

Pero ahora el equipo de la UPC planea seguir investigando y optimizar así la producción del polímero utilizando esta bacteria, así como estudiar varias aplicaciones, entre ellas la generación de plásticos para bolsas de basura, embalajes o sistemas para eliminar el salitre.

Los trabajos sobre la bacteria boliviana fueron publicados en las revistas científicas Food Technology Biotechnology y Journal of Applied Microbiology.

Fuente:

BBC Ciencia

1 de agosto de 2013

¿Cómo se construyeron los gigantescos rascacielos de Nueva York?

Para construir el Empire State se emplearon 60,000 toneladas de acero. Las vigas de acero se fundían en Pittsburgh, donde se numeraban todas las piezas antes de ser trasladadas hasta Manhattan.




Las cuadrillas de obreros trabajaban a gran altura, sobre las calles de Manhattan, de acuerdo con una rutina establecida. Cada vez que una enorme grúa elevaba las vigas de acero que formaban la estructura del Empire State Building, un obrero calentaba los remaches en un horno portátil, hasta ponerlos al rojo vivo; luego los sacaba con unas tenazas y se los pasaba a su compañero, precariamente instalado en el borde de la nada. El compañero lograba alcanzarlos unas veces sí y otras no. El segundo hombre introducía el remache en su correspondiente agujero. Otro lo sujetaba firmemente con una pesada barra de acero y un cuarto hombre lo introducía con un martillo de aire comprimido.

Para construir el Empire State se emplearon 60.000 toneladas de acero. Las vigas de acero se fundían en Pittsburgh, donde se numeraban todas las piezas antes de ser trasladadas hasta Manhattan. Como apenas había espacio para almacenar el material en el lugar de las obras, se estableció un riguroso plan de trabajo, con horarios muy ajustados, a fin de supervisar el ritmo de las obras y garantizar la máxima puntualidad en las entregas.

Fuente:

Selecciones
 

20 de julio de 2013

NeverWet: El líquido que repele al agua sale al mercado

¿Pero qué clase de brujería es esto? Esta fue la primera reacción que tuvimos allá por 2011, cuando vimos por primera vez en acción a NeverWet, el recubrimiento superhidrofóbico del laboratorio de Ross Nanotechnology. Ahora, con el producto refinado, han sacado un video con nuevas pruebas del líquido que repele al agua y mantiene tu ropa y superficies libres de manchas de todo tipo. Acaba de lanzarse al mercado a 20 dólares y no hace falta decir que queremos esto en nuestra ferretería favorita. Y ya, que estoy por pintar la casa.

La impermeabilidad actual se puede ver en práctica en revestimientos y en algunas vestimentas especiales, pero su efectividad tiene un margen de error que todavía sigue provocando viajes directos al lavarropas y llamados a fontaneros y albañiles. La versión futurística de la impermeabilidad está a pruebas desde 2011 (en realidad desde antes, pero este fue el año en el que vimos pruebas verdaderamente convincentes), con un desarrollo sostenido en una investigación que incluye nanotecnología de punta. Hace dos años, el laboratorio Ross nanotechnology se había presentado con 13 patentes a cuestas y en formato de aerosol, con el cual rociábamos al objeto y obteníamos una repelencia al agua digna de la ciencia ficción. Para el lanzamiento realizaron estas nuevas pruebas para convencernos de lo bien que funciona. 






Recordemos que NeverWet tenía cierta predisposición por proteger a las estructuras de acero de la humedad y la oxidación. La intención estaba orientada a proteger costosas máquinas de su exposición a la humedad y a diferentes sustancias propias de la labor industrial. Para esto existían varios tipos de pinturas y aceites en el mercado, pero Ross Technology Corp. optó por construir un modo más práctico y eficiente de proteger a los productos de acero que ellos mismos fabricaban como primer modelo de negocio.

En un artículo anterior publicado en Neoteo explicábamos el funcionamiento de esta manera: Según parece, cuando un líquido se deposita sobre un sólido hidrófilo las gotas se extienden completamente, con un ángulo de contacto muy cercano a cero grados. Cuando el material es menos hidrófilo este ángulo aumenta hasta unos 30 o 40 grados. Cuando el ángulo es mayor de 90 grados, la superficie es hidrófoba. Y en el caso del NeverWet, los ángulos alcanzan valore superiores a los 150 grados, evitando que la superficie se moje. Seguramente veremos este producto en las tiendas dentro de no mucho tiempo.

 

Ideal para cuando vas a... bueno, para todo.


En el vídeo se ve que se puede utilizar en varias superficies, pero los desarrolladores recomiendan que no se use en vidrios y transparencias, pues cuando el contenido del aerosol se seca deja un aspecto de “congelamiento”. Sin embargo, un representante de NeverWet dijo que hay una versión de secado rápido e invisible que está desarrollándose en estos momentos. También aclaró que si bien lo muestran en el vídeo como una posibilidad, se recomienda no pulverizar NeverWet sobre artículos electrónicos, pues no siempre se puede ser tan cuidadoso con el rociado y se podría dejar algún lugar sin tratamiento. Sin lugar a dudas, un producto que podría hacer historia.

Tomado de:

NeoTeo

19 de junio de 2013

¿Por qué necesitamos un martillo para clavar un clavo?


Para clavar un clavo es mucho más efectivo un golpe seco con un martillo que apretar sobre él, ni siquiera con la fuerza de varias personas. Esto es algo por todos sabido, pero… ¿conoce el curioso el porqué?

Si empujamos sobre la cabeza del clavo, aunque lo hagamos con mucha fuerza, esta de diluye en el tiempo.

Es decir, distribuimos la energía de nuestro empujón a lo largo de un número indeterminado de segundos.

En cambio, si utilizamos un martillo, toda la fuerza aplicada en el martillazo, áunque menor que la de varias personas empujando, es suficiente para lograr que el clavo se introduzca en, por ejemplo, un taco de madera.

Y esto es así, porque el clavo recibe un mayor impulso, pues toda esa fuerza se aplica en un instante, en un periodo muy corto de tiempo. De tal manera que casi toda la energía cinética del martillo en movimiento se traslada a la cabeza del clavo, en lo que llamamos una colisión elástica.

Entendamos por una colisión perfectamente elástica el choque entre dos o más cuerpos que no sufren deformaciones permanentes debido al impacto, en la que se conserva la energía cinética del sistema y en la que no hay intercambio de masa entre los cuerpos que colisionan.

Un martillazo no es perfectamente elástico porque la cabeza del clavo se deforma, se pierde energía en forma de calor y quizá una pizca de metal del clavo quede enganchado en el martillo o viceversa, pero sí podríamos calificarlo de elástico.

Y una vez recibido el impacto… ¿por qué se introduce el clavo? ¿por qué no se parte o hace rebotar el martillo o…?

La fuerza y la comsiguiente deformación del metal se originan en la cabeza del clavo, pero se propagan a lo largo del cuerpo del clavo como onda de presión hasta alcanzar la punta.

La presión es una magnitud que viene dada por la fuerva dividida por el área. Es decir, una misma fuerza aplicada sobre un superficie más pequeña tendrá mayor presión.

Y esto es lo que ocurre aquí. La superficie de la punta es mucho menor que la de la cabeza, y en la punta la presión se hace mayor, facilitando de esta manera su penetración en la madera.

Fuente:

Saber Curioso

28 de mayo de 2013

Un espectacular vídeo: Estirando el acero como chicle

Aunque en el siglo XXXI construyan robots Bender para doblar vigas, nosotros tenemos que conformarnos con feas máquinas hidráulicas que, a pesar de no contar chistes de robopilinguis, también hacen su trabajo. Hoy os traigo una aplicación clásica de máquinas de este tipo a la caracterización de materiales: el ensayo de tracción.

Una de las propiedades más básicas de los materiales empleados en la construcción de edificios, máquinas o robots es su constante elástica (o módulo de Young). Básicamente, se trata de la constante de proporcionalidad entre fuerzas aplicadas y deformaciones en la misma dirección, como si cualquier material se tratase de un "muelle".


Ley de Hooke (Créditos)


En casi todos los cálculos habituales se asume que el material es lineal por lo que si se duplica la carga, se duplica la deformación. Pero ningún material es perfectamente lineal, sino que sólo lo parece hasta llegar a cierta tensión a partir de la cuál entra en fase plástica (las deformaciones son permanentes), si se trata de materiales dúctiles, o directamente se rompe si es un material frágil (como el hormigón).

Por tanto es importante ensayar cada material a tracción para caracterizar las distintas fases de su comportamiento en deformaciones. Precisamente eso es lo que muestra el vídeo que os traigo hoy, realizado para la asignatura Resistencia de Materiales de mi universidad. Espero que os guste:



El eje horizontal de la gráfica muestra el alargamiento en centímetros (cm) y el eje vertical la fuerza de tracción aplicada, en kilo Newtons (kN). Materiales como el hierro o el acero tienen siempre una curva aproximadamente similar a la obtenida (con diferencias cuantitativas según composición, calidad, temperatura, velocidad de cargado, etc.), donde las fases principales son las siguientes:



Distintas zonas de la deformación de un material dúctil (Créditos)

  1. Zona elástica: Aquí es donde se cumple la proporcionalidad entre tensión y deformación. La pendiente de la recta es precisamente el módulo de Young del material.
  2. Fluencia: En esta fase el material se alarga sin necesidad de tirar mucho más fuerte, ya que se producen reestructuraciones (permanentes) en su configuración interna. 
  3. Endurecimiento por deformación.
  4. Estricción: en un momento dado aparecerá un punto débil en la barra y la sección del material se irá reduciendo (haciéndose más estrecha). Es por eso que hace falta menos fuerza (la gráfica de fuerza baja) para seguir deformando el material: la tensión interna es cada vez mayor pero se aplica sobre una sección cada vez menor. Finalmente, la barra termina rompiéndose completamente y la fuerza cae a cero finalizando el ensayo.

Cuando se diseña la estructura de una máquina se dimensionan éstas para que nunca se entre el régimen de deformación plástico. En construcción, lo más fácil es diseñar edificios para que aguanten sismos aunque sea llegando a entrar en el régimen plástico, ya que se asume que después tendrán que ser demolidos.

Fuente:

Ciencia Explicada

28 de abril de 2013

El metal que respira

Una lámina bimetálica, como bien se puede suponer, es un laminado de dos metales distintos, cada uno con un coeficiente de expansión diferente. Por lo tanto, cuando la lámina se calienta, un lado se expande más rápido que el otro, produciendo una curvatura.

Doris Kim Sung, estudiante de biología reconvertida en arquitecta, estudia estos materiales y sus aplicaciones en arquitectura, en especial como una solución de climatización pasiva (control de la radiación solar, control de la temperatura, ventilación, etc).



Tomado de:

Xakata Ciencia
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