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18 de octubre de 2013

¿Cuán pequeño puede ser un objeto creado por el Hombre?

Los científicos son cada vez más adeptos a crear objetos a escala atómica. En 1989, investigadores de la firma IBM acapararon titulares de prensa al escribir el logotipo de la compañía con átomos individuales de xenón que arrastraron con ayuda de un microscopio electrónico.

Para 2010 habían conseguido con éxito dibujar mapas del mundo tan pequeños que mil de ellos cabían en un grano de arena. Pero estos logros de la nanotecnología tienen sus límites.

A escala atómica se producen extraños fenómenos cuánticos que afectan el desempeño de los objetos. Uno de ellos se conoce como el "Efecto Casimir", una fuerza de atracción que surge entre dos objetos metálicos separados por una distancia pequeña en relación con su tamaño, que ocasiona que las nanomáquinas se atasquen.

A principios de año, investigadores en Alemania tropezaron con otra limitación: el meneo de los electrones debido al calor del ambiente que los rodea genera campos magnéticos que afectan las habilidades de los microscopios electrónicos.

Pero incluso si se superan estos problemas, los científicos saben que las complicaciones del ámbito cuántico evitarán que logren crear objetos complejos mucho más pequeños que un átomo.

Fuente:

BBC Ciencia

2 de mayo de 2013

Nanomateriales: Un polvo blanco para limpiar el agua


Entre los métodos tradicionales para limpiar sustancias químicas se encuentran los materiales de grafeno y las esponjas.
Un equipo científico usó un nanomaterial que puede absorber hasta 33 veces su peso para limpiar agua contaminada.

Se trata del nitruro de boro, que puede absorber en cantidades enormes y de manera preferencial sustancias orgánicas contaminantes presentes en el agua, como sustancias químicas industriales o aceite de motores.

Los autores creen que en el futuro este material podría tener una amplia gama de aplicaciones en el tratado y purificación del agua, como en la limpieza de derrames.

Del nitruro de boro, un material de nueva generación, los científicos habían destacado inicialmente su aplicabilidad para el futuro de la industria electrónica.
Ahora, el estudio publicado en la revista especializada Nature Communications demuestra no sólo que fue utilizado con éxito para limpiar agua contaminada, sino que además el nitruro de boro es más fácil de limpiar y más reutilizable que otros nanomateriales probados hasta ahora.

Entre los familiares de esos nanomateriales están los parientes con base de carbono, como el grafeno y los nanotubos, que han sido muy elogiados.

De ellos destacan su proporción de superficie-peso, que les permite absorber cantidades increibles para su tamaño, algo que los hace atractivos para la limpieza de sustancias contaminantes.

Pero la nueva investigación sugiere que el preparado de nitruro de boro supera ampliamente la eficacia de muchos nanomateriales y de otros métodos más tradicionales, como las esponjas.

Lea el artículo completo en:

El Mundo Ciencia

13 de abril de 2013

Increible: Un material "milagroso" hecho a base de sol y agua

Malcom Brown y David Nobles

Malcom Brown (izq.) es un pionero en el campo de la nanocelulosa.

Es ocho veces más resistente que el acero inoxidable, transparente, ligero, conduce la electricidad y algunos aseguran que este material "maravilla", como lo llaman algunos, transformará la agricultura tal y como hoy la conocemos.

Hablamos de la nanocelulosa cristalina, un material que se obtiene a partir de la compresión de fibras vegetales o se cultiva usando microorganismos como las bacterias.
La nanocelulosa cristalina es considerada por algunos como una opción más ecológica y asequible que el publicitado grafeno, y sus aplicaciones incluyen la industria farmacéutica, cosmética, biocombustibles, plásticos y la electrónica.

Según estimaciones del gobierno estadounidense, en 2020 su producción moverá una industria de unos US$600.000 millones anuales.

Transformará la agricultura

Hasta hace poco una de las mayores preocupaciones de los adeptos a la nanocelulosa era cómo producirla en grandes cantidades y a un bajo costo, pero científicos creen que por fin han dado con la técnica para cultivar este material de forma abundante usando algas genéticamente modificadas.

El investigador Malcom Brown, profesor de biología de la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos, y uno de los pioneros en el mundo en este campo de investigación, explicó recientemente durante el Primer Simposio internacional de Nanocelulosa, cómo funcionaría el nuevo proceso.
"Tendremos plantas para producir nanocelulosa abundantemente y de forma barata"

Malcom Brown, biólogo

Se trata de un alga de la familia de las mismas bacterias que se usan para producir vinagre, conocidas también como cianobacterias. Unos organismos, que para su desarrollo sólo necesitan luz solar y agua, y que tendrían la ventaja de absorber el exceso de dióxido de carbono en la atmósfera, causante del efecto invernadero.

"Si podemos completar los últimos pasos, habremos completado una de las mayores transformaciones potenciales de la agricultura jamás llevadas a cabo", dijo Brown.

"Tendremos plantas para producir nanocelulosa abundantemente y de forma barata. Puede convertirse en un material para la producción sostenible de biocombustibles y muchos otros productos".

Nanocelulosa cristalina

cianobacteria

Se cree que el nuevo método tendría muchas aplicaciones en distintos campos de la ciencia.

La celulosa en sí es uno de los productos más abundantes del planeta, presente en muchos tipos de fibras vegetales. Pero en escala nano las propiedades de este material cambian por completo.

Como pasa con el grafito, material con el que se producen los nanotubos de grafeno (más resistentes que el diamante), en este caso la fibras nano de la celulosa pueden encadenarse en largas fibras, lo que se conoce como celulosa "nanocristalina".

El material resultante es tan resistente como el aluminio y puede usarse tanto para confeccionar chalecos de protección ultraligeros, como para pantallas de dispositivos electrónicos e incluso para cultivar órganos humanos.

Fábrica natural

Aunque actualmente ya existen plantas dedicadas a la producción de nanocelulosa cristalina, los elevados costos de producción todavía frenan el crecimiento de esta industria.

La producción de este material generalmente entraña la compresión de fibra vegetal, o el cultivo de grandes tanques de bacterias, que tienen que ser alimentadas con costosos nutrientes.

Pero ahora las investigaciones de Brown y su equipo, apuntan al uso de este alga azul-verdosa capaz de generar nanocelulosa naturalmente aunque en pequeñas cantidades. Por ello, el equipo plantea modificarla artificialmente, introduciendo genes de la bacteria Acetobacter xylinum usada para producir vinagre.
De este modo, el alga podría producir el material en grandes cantidades y sin necesidad de aportar nutriente alguno, más allá de suministrarle agua y exponerla a la luz del sol.

Hasta el momento, observó Brown, el equipo de investigación ha logrado que este alga cree una larga cadena de nanocelulosa, pero ahora trabajan para que el organismo sea capaz de producirla directamente en su estado cristalino, cuando es más estable y fuerte.

Fuente:

BBC Ciencia

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6 de marzo de 2013

Crean una batería que podría cargar teléfonos móviles en cinco segundos


 Crean una batería revolucionaria que podría cargar teléfonos móviles en cinco segundos 

Un grupo de investigadores ha presentado un nuevo tipo de batería que podría cargar un teléfono móvil o incluso la de un coche en segundos. El dispositivo puede cargar y descargar entre cien y mil veces más rápido que las baterías convencionales. Esta nueva clase de baterías, llamadas supercondensadores a microescala a base de grafeno, están hechas de una capa de un átomo de carbono de espesor. Además, su fabricación es relativamente sencilla y se podrá integrar fácilmente a distintos aparatos, ayudando incluso a reducir el tamaño de teléfonos móviles y demás aparatos de alta tecnología.

El equipo asegura que su invento no solo servirá para cargar en menor tiempo los teléfonos y coches eléctricos, sino también para reducir el tamaño de los aparatos. "La integración de las unidades de almacenamiento de energía en los circuitos electrónicos es difícil y a menudo limita la miniaturización de todo el sistema", explicó Richard Kaner, profesor de Ciencias de los Materiales e Ingeniería en la Escuela Henry Samueli de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA). Para desarrollar su nuevo microsupercondensador, los investigadores utilizaron una lámina bidimensional de carbono, conocido como grafeno, que en la tercera dimensión (altura) tiene el grosor de un solo átomo.

 El equipo también encontró una manera fácil de producir estas revolucionarias pilas utilizando un quemador (grabador) de DVD estándar. "Los métodos tradicionales para la fabricación de microsupercondensadores implican técnicas litográficas muy complejas que han demostrado ser ineficaces para construir dispositivos rentables, lo que limita su aplicación comercial", afirmaron los creadores.

Los investigadores dicen que la gente podría incluso crear estas baterías en condiciones caseras. "El proceso es sencillo, rentable y se puede hacer en casa". "Uno solo necesita una grabadora de DVD y óxido de grafito disperso en agua, que está comercialmente disponible a un costo moderado". El equipo dice que ahora esperan asociarse con fabricantes de 'gadgets'. "Ahora estamos buscando socios de la industria para ayudarnos a producir en masa nuestros microsupercondensadores", concluyó Kaner.

Fuente:

Actualidad RT

29 de noviembre de 2012

Consiguen primera imagen de ADN a través de un microscopio electrónico

Un equipo de investigadores ha logrado por primera vez capturar la imagen de ADN, el modelo de la doble hélice de ADN que James Watson y Francis Crick propusieron en 1953. Hilos de ADN bajo una técnica que permitirá en el futuro ver cómo las proteínas, el ARN y otras biomoléculas interactúan con el ADN.

Primera imagen de ADN a través de un microscopio

Y es que la estructura de ADN fue descubierta originalmente usando cristalografía de rayos X. Esto supone rayos X de dispersión de los átomos en matrices cristalizadas de ADN para formar un complejo patrón de puntos sobre una película fotográfica. La interpretación de las imágenes requiere de matemáticas complejas para averiguar lo que la estructura cristalina podría dar lugar en los patrones observados.

Ahora estas nuevas imágenes son mucho más evidentes, ya que se trata de imágenes directas de las cadenas de ADN, aunque vistas con electrones en lugar de fotones de rayos X. ¿Cómo? El truco utilizado por Enzo di Fabricio, investigador principal de la Universidad de Génova, fue enganchar hilos de ADN de una solución diluida y ponerlas sobre silicio nanoscópico.

El equipo desarrolló un modelo de pilares que es extremadamente repelente al gua, lo que provocó que la humedad se evaporara rápidamente dejando atrás las hebras de ADN, las cuales se estiraron y podían observar claramente. Luego, para conseguir imágenes de alta resolución, perforaron agujeros diminutos sobre la base de los pilares de silicio.

Unos resultados que revelaron la rosca espiral de doble hélice del ADN visible. Una técnica que según los científicos, debería ser capaz de ver las moléculas individuales de ADN con más detalle y su interacción con proteínas, ARN y otras biomoléculas.
Fuente:

ALT1040

24 de septiembre de 2012

Nanoplaneta: Una expedición a la célula


La revista The Scientist convoca anualmente los Labby, unos premios multimedia donde se seleccionan las mejores imágenes y los mejores videos sobre ciencia.

Uno de los finalistas encabeza este post. Se llama “Nanoplanet: An expedition to the cell” (Nanoplaneta: Una expedición a la célula), en el que tendremos la oportunudad de viajar al interior de la célula, donde proteínas y pequeñas moléculas trabajan duro para recibir y transmitir las señales del exterior.
Sitio Oficial | The Scientist

Tomado de:

24 de agosto de 2012

Las nanopartículas, un temor grande para las cosechas


La soja es una de los cultivos más extendidos en todo el mundo.

Científicos alegan que un par de sustancias químicas ampliamente usadas, con forma de "nanopartículas", pueden extenderse en las cosechas y afectar su crecimiento y la fertilidad del suelo.

A pesar de que el uso de las nanopartículas se ha incrementado en los últimos años todavía queda mucho por entender en cuanto a su impacto medioambiental. 

Ahora, un reciente estudio publicado en la revista de la Academia Nacional de las Ciencias de Estados Unidos demuestra que las partículas presentes en algunos gases y ciertos fertilizantes afectan de forma negativa el crecimiento de la soja y a su suelo.

Las nanopartículas, concretamente, afectan a cierto tipo de bacterias de las cuales la planta depende para su crecimiento.

Miles en un milímetro

Una nanopartícula se define como una partícula que tiene al menos un diámetro menor a 100 nanómetros (nm). Un nanómetro es una medida de longitud usada a nivel microscópico. En un milímetro entran un millón de nanómetros.

Las nanopartículas o los nanomateriales tienen una amplia variedad de aplicaciones, desde cosméticos y materiales de revestimiento hasta aditivos para el combustible. Cada vez más se evalúa su posible uso en aplicaciones médicas como la administración de cierto tipo de drogas.

A pesar de que muchos de sus efectos han sido ampliamente documentados, algunos de sus mecanismos no han sido todavía comprendidos del todo. Las inquietudes giran en torno a sus efectos en el medioambiente, lo que podría afectar a la salud de las plantas, los animales o incluso los humanos.


En un milímetro caben miles de nanopartículas.

En el estudio recientemente publicado, un equipo dirigido por la profesora Patricia Holden, de la Universidad de California, examinó el efecto en el cultivo de la soja de dos nanopartículas ampliamente usadas.

Más crecimiento

La soja es un cultivo de una importancia económica enorme. Globalmente es el quinto producto agrícola en el mundo.

Los investigadores se centraron en los efectos que tienen nanopartículas de óxido de cinc y de cerio sobre este cultivo. El primero es un componente común en cosméticos y suele acabar en desechos que se usan como fertilizantes. El segundo se utiliza en algunos combustibles diesel para mejorar el proceso de combustión y reducir las partículas emitidas.

Las plantas cultivadas en presencia de nanopartículas de óxido de cinc crecieron más que aquellas a las que no se suministró este compuesto. Pero se detectó mayor presencia de cinc en partes comestibles de la planta como las hojas y granos.

Las nanopartículas de óxido de cinc son tóxicas para células de mamíferos producidas en el laboratorio, pero su efecto en humanos todavía no ha sido estudiado de manera integral.

El crecimiento de la soja se vio retrasado cuando las plantas fueron cultivadas en presencia de altos niveles de nanopartículas de óxido de cerio.

Bacterias que fijan nitrógeno


Las raíces de la soja tienen bacterias que fijan el nitrógeno, elemento esencial en el crecimiento de la planta.

El cerio penetró en la raíz de las plantas.

La soja forma parte de la familia de las legumbres, cuyas raíces alojan bacterias que transforman el nitrógeno atmosférico en una forma que las plantas pueden usar para su crecimiento. Este proceso es conocido como la fijación del nitrógeno.

Las partículas de cerio parecieron inhibir por completo la habilidad de las bacterias para fijar el nitrógeno.
Refiriéndose a la toxicidad de las nanopartículas, la profesora Vicki Stone, de la Universidad escocesa de Heriot-Watt, afirmó que "los nanomateriales no son o 'peligrosos por igual' o 'seguros por igual'".

"Los efectos suelen depender de sus características físicas y químicas. Esto es en lo que se están centrando los científicos, para así poder predecir los niveles de toxicidad con base en estas características".

Las autores concluyen que la acumulación de nanomateriales manufacturados en tierras de cultivo podría afectar a la calidad y producción de dichos cultivos y desembocar en la necesidad de un mayor uso de fertilizantes sintéticos.

Fuente:

BBC Ciencia

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21 de mayo de 2012

Científicos se indignan ante el exceso de sustancias químicas en nuestros cuerpos y medioambiente

Científicos y representantes de instituciones internacionales relacionadas con la salud y el medioambiente se han reunido del 16 al 18 de mayo en la Universidad Politécnica de Madrid para dar voz de alarma sobre los perjuicios de nuevas tecnologías y sustancias, incluyendo transgénicos, pesticidas, nanotecnologías y ondas electromagnéticas entre otras.

 

Ecologistas en Acción, al igual que los científicos participantes, acusan a las autoridades de dar la espalda a la ciencia independiente, para privilegiar los estudios parciales de la industria sobre los riesgos de sus propios productos. Un verdadero escándalo sanitario contra el cual llaman a actuar, si no se quiere ver seguir aumentando el número de cánceres en el futuro.

Desde el fin de la 2ª Guerra Mundial, el volumen de substancias químicas producidas al año en Europa ha pasado de ser de 1 millón a 400 millones de toneladas. Hoy en día, estas están por todas partes, tanto en nuestro entorno, comida, como en nuestros productos de uso cotidiano como cosméticos, productos de limpieza, productos de aseo personal, plásticos de envase etc. Nicolás Olea, catedrático de la Facultad de Medicina de la Universidad de Granada, se alarma entre otros que el Bisphenol A, una sustancia estrogénica y un pertubador endocrino presente de forma habitual en los plásticos, sea presente en la totalidad de la población: “El 100% de las mujeres embarazadas del tercer trimestre en España y el 100% de los niños de 4 años mean todos los días Bisphenol A, además de otros 17 residuos”.

El medioambiente también sufre de las últimas innovaciones tecnológicas. Después de 15 años de soja transgénica, la zona del Río de la Plata en Argentina está tan afectada por los monocultivos que es conocida como la “República Unida de la Soja” por los industriales. Ana Herrero, de la Universidad Nacional de General Sarmiento, denuncia una grave contaminación por los pesticidas, que mata la biodiversidad, empobrece los suelos de sus macronutrientes para luego dispersarse y atravesar las fronteras. Así mismo, muestra su preocupación por el fenómeno que acompaña los monocultivos de transgénicos, que se traduce por prácticas de deforestación así que la exportación del modelo de soja a otras áreas.

Ante tales casos, el Congreso Internacional de Riesgos para la Salud Publica y el Medio Ambiente, organizado por Red Europea de Científicos por la Responsabilidad Social y Ambiental, la Agencia Europea del Medio Ambiente (EEA) y la Fundación Vivo Sano/HDO, no se contentó de difundir estudios sino que llamó a actuar al nivel legislativo: “Este congreso era necesario porque siempre falta debate, falta un lugar donde poner por escrito un plan de acción concreto de cómo mejorar a nivel legislativo todas las políticas públicas que hoy en día se supone que nos dan un nivel de seguridad, y esto desde luego es muy mejorable, porque no hay criterios que unifiquen la seguridad ciudadana. Aquí en España se hacen transgénicos y en otros países no. La seguridad no es igual en todas partes ni se exigen los mismos niveles”, afirmó Irina de la Flor, responsable de la Organización para la Defensa de la Salud (HDO) y miembro del comité de organización del Congreso.

Para Irina de la Flor, resulta inadmisible la falta de control legal sobre estas sustancias tóxicas y la falta de análisis científicos sobre sus efectos a largo plazo, puesto que muchas veces las consecuencias sólo aparecen con el paso de los años. Un situación ventajosa para la industria, que ahorra grandes sumas de dinero en evaluaciones científicas al entregar estudios superficiales: “Estamos siendo los conejillos de Indias de unas tecnologías que se introducen y para las cuales no hay una seguridad ni un control de riesgos, tal y como se hace en medicamentos o en otros productos”.

En efecto, de los 135.000 compuestos químicos que la UE tiene inventariados, sólo hay “estudios toxicológicos en menos de 20% y estudios completos en no más de 20 sustancias”, subrayó el científico Nicolás Olea. Quien además recordó que los factores ambientales son los responsables del 90% de los cánceres, de las alergias, de los problemas de la reproductividad humana, etc. “Lo peor es que la clase médica tampoco es consciente de estos riesgos. Para los profesionales de la salud éste es un asunto totalmente desconocido, tan lejano como está la agricultura ecológica de los médicos de cabecera”, añadió.

Frente a estos escándalos sanitarios, Ecologistas en Acción exige que las autoridades de regulaciones como la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaría (EFSA) den prioridad a estudios independientes sobre los estudios parciales de la industria y que coloquen el principio de precaución al centro del protocolo de evaluación. La definición de innovación ya no debe restringirse al dominio ecotecnológico, sino que extenderse a creatividad social, promoviendo una reflexión ética y democrática sobre los objetivos de los avances tecnológicos y sobre sus verdaderos beneficiados.

Fuente:

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