Algunas de las predicciones científicas más erróneas de la historia

A continuación, una selección de manifestaciones que la posteridad ha demostrado que estaban equivocadas, lo cual habría de ponernos en guardia cuando alguien, aunque sea un científico, se pone a hacer prospección tecnológica:

El profesor de Filosofía y Astronomía en el University College de Londres, Dionysys Lardner (1793-1859). Aseguró que ningún barco de vapor podría cruzar el Atlántico porque necesitaría más carbón del que podría llevar; dos años más tarde, el Great Western lo cruzaba. También se atrevió a decir:

No es posible viajar en tren a alta velocidad porque los viajeros no podrían respirar y morirían de asfixia.

Simon Newcomb (1835-1909), un astrónomo americano que, 18 meses antes de que los hermanos Wright realizaran el primer vuelo, declaró:

El vuelo de máquinas más pesadas que el aire es poco práctico e insustancial, si no radicalmente imposible.

Ernst Mach (1838-1916), profesor de Física de la Universidad de Viena:

Me cuesta tanto aceptar la teoría de la relatividad como la existencia de los átomos y otros dogmas por el estilo.

Ernest Rutherford (1871-1937), tras escindir un átomo por primera vez:

La energía que produce la desintegración de un átomo es algo muy insignificante. Quien espere sacar una fuente de energía de la fisión de esos átomos está diciendo tonterías.

John Lightfoot, vicerrector de la Universidad de Cambridge, poco antes de publicarse El origen de las especies:

El cielo y la tierra fueron creados juntos en el mismo instante, el 23 de octubre del año 4.004 a.C., a las nueve de la mañana.

Scipione Chiaramonti, padre del Papa Pío VII:

Los animales, que se mueven, tienen miembros y músculos. La tierra no tiene ni miembros ni músculos, por consiguiente no se mueve.

Cuando el inventor del Walkman propuso el invento, los informes dejaron claro que el invento no tenía sentido: ¿quién iba a querer ir por la calle con música en los oídos, sin poder escuchar lo que le rodea?

Tomado de:

Xakata Ciencia

La ciencia detrás de las camisetas mojadas

Una imagen vale más que mil palabras… O no.
Hace mucho, mucho tiempo, en un Universo paralelo en el que Remo no era padre de familia numerosa, Hugo, uno de nuestros libreros favoritos, nos preguntaba:

Buenos días Remo. Tengo una pregunta que a mi parecer cumple con todas las condiciones necesarias para ser considerada CPI. La pregunta en cuestión es ¿Por qué las cosas se ven más oscuras cuando se mojan? Quizá suena sencillo pero sea complejo o quizá sea realmente sencillo pero no lo veo. Espero ansioso la respuesta. Adios.

Alberto, otro lector, en perfecto tándem con Hugo, hacía “la misma” pregunta de otra manera:

Buenas, siempre me ha llamado la atención que cuando un papel se mancha de aceite o de cualquier grasa se vuelve transparente. ¿Por qué se da este fenómeno?

Noten, estimados lectores, que las dos preguntas no son iguales. Sin embargo, son dos caras de la misma cuestión. Hablaremos indistintamente de cosas que se oscurecen y que se hacen transparentes, y en algún momento veremos por qué en realidad son la misma cosa. El artículo de hoy va a ser largo. Abróchense los cinturones, que allá vamos.

El asunto de la transparencia de algunas cosas cuando se mojan es conocido desde hace mucho. No porque ya hubiera concursos de corsés mojados durante la Ilustración, que habría estado bien, sino porque en la época colonial norteamericana del centro, por poner un ejemplo, las primeras ventanas no tenían cristales sino papel mojado en aceite.

Para entender por qué las cosas se oscurecen al mojarse, primero hay que entender por qué no se oscurecen cuando están secas Empecemos por el principio y preguntémonos por qué somos capaces de ver algo, una cosa, cualquier cosa. Sea una camiseta de ejemplo. La luz llega a la camiseta y se difunde o dispersa. Aquí no hay que entender la dispersión como un espaciamiento, sino como un término óptico que significa que cambia su dirección en todas direcciones, aunque no de manera caótica sino siguiendo unas pautas que dependen de la forma del objeto, de su composición… Decimos coloquialmente que estamos viendo un objeto cuando la luz que de él rebota alcanza nuestros ojos. Cuanta más “cantidad de luz” rebote con respecto a la “cantidad de luz” incidente, más claro parecerá el objeto. Claro en el sentido de luminoso o brillante, no en el sentido de nítido. Si, en cambio, nos colocamos entre la camiseta entre nosotros y la fuente de luz, entonces veremos la luz que ha conseguido atravesar la camiseta. Cuanto más tenue sea el material que compone la camiseta, más luz la atravesará y nos parecerá más transparente.

Cuado un rayo de luz le pega a una superficie, tiene tres posibles destinos:

1.- Rebota. Es decir, se refleja. Los físicos, que tenemos la mala costumbre de intentar cuantificarlo todo, tenemos una magnitud que mide esto: La reflectancia.
2.- Es absorbido por el material y reemitido luego en forma de calor. Pero ya no cuenta como la luz original. Y para medir esto se inventó la absorbancia.
3.- Atraviesa la superficie. Se transmite a través del objeto. Y por supuesto, lo mide la transmitancia.

Las tres magnitudes anteriores van de cero a uno:

Transmitancia cero: no pasa ni un rayo; por ejemplo, una lámina de plomo de 30 km de ancho (un suponer) tiene transmitancia cero para la luz visible (no así para los neutrinos, famosísimos neutrinos, pero eso es otra historia y será contada en otro momento).
Transmitancia uno: Todo lo que entra sale. Por ejemplo, el vacío, que deja pasar todos los rayos de luz que uno quiera.
Reflectancia cero, también el vacío, que no refleja nada de lo que recibe.
Reflectancia uno: todo rayo que alcance el objeto saldrá rebotado, sin atravesarlo ni ser absorbido. Por ejemplo, un espejo perfecto (no existen en el mundo real, pero nos valen aquí).
Absorbancia cero: el vacío, que no se queda ni con un mísero rayín de luz de los que lo atraviesan.
Absorbancia uno: un cuerpo negro.

Aunque las definiciones pueden ser a veces un poco técnicas (se define la reflectancia total hemisférica como la integral de ángulo sólido en todas las longitudes de onda de las reflectividades espectraZZZzzzZZZzzzZZZzzzZZZzzzZZZ), lo que debe quedarnos claro es que cuando un rayo de luz llega a una superficie sólo puede o bien rebotar, o bien ser absorbido, o bien ser transmitido al otro lado. Y además, la suma de las tres posibilidades siempre dará uno; decir esto es lo mismo que decir que la energía se conserva: cuando un rayo alcanza una superficie, la suma de lo que se absorbe más lo que se transmite más lo que se refleja no puede dar ni más ni menos energía que la que traía el rayo original. La energía no aparece de la nada ni desaparece (ni se crea ni se destruye, solo se transforma).

Una vez que hemos aclarado el destino posible de nuestros rayos de luz centrémonos en una camiseta blanca o una hoja de papel. Sabemos, y esto es muy importante, que todos los componentes de los objetos que vamos a estudiar, tanto las fibras de algodón (90% celulosa) y poliéster de las camisetas como los granitos de sílice de la arena de playa y las fibras de celulosa de las hojas de papel, son transparentes cuando se las mira de una en una, y se hallan repartidas muy juntitas pero con abundantes burbujillas de aire entre ellos. Y aquí está el intríngulis, estimados lectores.

Cuando un rayo de luz que proviene del aire se topa con un reguero de fibras transparentes entrecruzadas, comienza a atravesarlas siguiendo una trayectoria caótica, sufriendo constantes refracciones y reflexiones (scattering). Algo que influye bastante en cuánto se desvía el rayo de luz cada vez que se mete en una de las fibras y sale de ella es la diferencia de índice de refracción entre la fibra y el medio desde el que llega el rayo de luz (en este caso, el aire). Recordemos brevemente que el índice de refracción, entre otras muuuuchas cosas, nos ayuda a predecir cuánto se doblará un rayo de luz al pasar de un medio (aire, por ejemlpo) a otro (celulosa, por ejemplo) cuando llega con cierto ángulo. El índice de refracción de la celulosa es más o menos de 1.47, mientras que el del aire es más o menos 1. Aunque parezca que esta diferencia es poca, en realidad no lo es. Se pueden considerar índices muy distintos. El rayo de luz dará mil giros y revueltas entrando y saliendo de las fibras. El resultado final es que un haz de rayos de luz, a pesar de ser la celulosa un material transparente, acaba siendo mayormente reflejado por el conjunto de fibras de celulosa. No imaginen “reflejado” como en un espejo, estimados lectores, sino como “rebotado hacia atrás en direcciones diversas” (técnicamente, reflexión difusa).

Cuando un rayo de luz entra en un entramado de fibras de celulosa con aire entre ellas, tiene muchas posibilidades de salir por donde ha entrado. Olvídense del ángulo y de la d, lo importante es ver cómo tras sucesivas desviaciones el rayo sale por donde entró.

Imagínense que entran conduciendo por el centro de uno de los lados de una explanada de 100 metros de largo por 100 de ancho y que cada 10 metros les hacen girar 90º en una dirección aleatoria. Ya de entrada, la mitad de los coches que entren saldrán por donde han salido al tocarles dos giros a derecha o dos giros a izquierda (dan media vuelta y cuando les tocaba hacer el siguiente giro ya han llegado de nuevo al borde de la explanada). El resto de los coches tienen pocas posibilidades de llegar al final del aparcamiento. Estamos ante un material que es poco transparente a pesar de estar formado, recordemos, por fibras que sí son transparentes.

Ahora ya entendemos por qué las camisetas de algodón (o los folios de papel blanco) no son transparentes cuando están secas, echemos agua y disfrutemos de la magia.

Al echar agua en la camiseta de una estupenda moza (o un estupendo mozo), lo que hacemos es, además de aumentar la diversión del experimento en un factor 10, rellenar todos los huecos del aire entre fibras con agua. El agua tiene un índice de refracción de más o menos 1,33. Esto significa que cuando un rayo, en vez de pasar del aire a la celulosa pasa del agua a la celulosa, se desviará mucho menos porque los índices de refracción son muy parecidos.

Volvamos a nuestro ejemplo de la explanada. Entran por un lado con el coche y cada 10 metros deben girar 10º a izquierda o derecha, aleatoriamente. La mayoría de los coches conseguirán llegar al otro lado, porque cada 10 metros se desvían muy poco. Por eso al mojar una camiseta o un folio, de repente lo atraviesa más luz.

He encontrado muchos vídeos en los que se ve este efecto en vivo. El que sigue es uno de mis favoritos:

Leael artículo completo en:

Curioso pero inútil

Estudian producir bioplásticos a partir de proteínas del arroz o la patata

El Grupo de Reología Aplicada y Tecnología de Fluidos Complejos de la Universidad de Sevilla (US), junto a investigadores de la Universidad de Huelva (UHU), trabaja en la producción de bioplástios con base protéica de origen animal. Para ello aprovechan las proteínas concentradas en el gluten de trigo o en subproductos procedentes de la fabricación del almidón de la patata y del arroz, así como los excedentes de la albúmina de huevo y el cangrejo rojo de las marismas del Guadalquivir.

"El objetivo de esta investigación es sustituir los polímeros sintéticos no biodegradables por otros más respetuosos con el medio ambiente a la vez que reutilizar los residuos y excedentes industriales", señala el catedrático de la Facultad de Química y director del grupo, Antonio Guerrero Conejo, según informa la US en un comunicado. Para ello, se desarrolla una primera etapa de mezclado de todos los componentes y una segunda fase que responde a procesos de extrusión o de moldeo por compresión o inyección.

Estos materiales plásticos biodegradables se emplean además en el envasado de alimentos con el fin de prolongar la vida y conservación del mismo, ya sea por contacto directo, incluyendo alguna sustancia biocida en la matriz de bioplástico, o a través de la modificación de la atmósfera del embalaje, por ejemplo captando parte del oxígeno y/o desprendiendo dióxido de carbono.

Por otra parte, y respecto al aprovechamiento del cangrejo americano, Guerrero Conejo explica que se trata de utilizar la proteína concentrada en una harina que se produce a partir de este crustáceo y que se comercializa como producto de alimentación animal, para darle un valor añadido y obtener emulsiones y geles. Dichas sustancias se aplican más tarde en la producción de salsas finas tipo mayonesa o aderezos para ensalada y alimentos como el surimi, respectivamente.

El Grupo de Reología Aplicada y Tecnología de Fluidos Complejos de la US está formado por 12 doctores y seis titulados superiores, entre los que se encuentran especialistas en viscosimetría, reometría en cizalla, extensional y de mezclado, reología y microscopía simultánea, análisis DMTA (flexión), ensayos de compresión-tracción y textura, tensiometría superficial e interfacial, reología interfacial, homogeneización de suspensiones y emulsiones, tratamientos de alta presión, producción de semisólidos en planta piloto, estabilidad física de dispersiones por dispersión múltiple de luz, distribución de tamaños de partículas por difracción láser y técnicas de microscopía óptica, láser confocal, epifluorescencia, electrónica (SEM, TEM) y AFM.

Además, están equipados con instrumental científico e informático de última generación, simuladores y acceso a numerosas bases de datos sobre bibliografía y patentes. Ofrece también una importante capacidad formativa en materias de su especialidad.

Fuente:

Europa Press

Demostrado: un Sudoku debe comenzar con 17 números dados para que pueda tener solución única

Seguro que todos sabéis lo que es un Sudoku y que muchos de vosotros habéis resuelto (o al menos intentado) uno en alguna ocasión. Y es muy posible que algunos seáis unos auténticos “enganchados” de este interesante juego (el padre de Mamen entre ellos).

No todos los sudokus tienen la misma dificultad, eso también lo sabemos. Generalmente ésta depende de la cantidad de números que aparecen en el sudoku antes de comenzarlo y de la colocación de los mismos. Lo que sí es una norma es que todo sudoku bien planteado debe tener solución única. Teniendo en cuenta esta restricción, y partiendo de uno que tenga solución, ¿cuál es la cantidad mínima de números que deben aparecer inicialmente en el sudoku para que pueda estar bien planteado?

Sudoku con 17 casillas rellenas, el mínimo necesario para que pueda tener solución única (aunque éste tiene más de una)

Este problema, que podríamos denominar el problema del sudoku mínimo o el problema del mínimo número de casillas rellenas, era hasta ahora un problema abierto sobre el cual ya hacía tiempo que se estaba trabajando (en Microsiervos hablaron sobre ello en este post hace más de 5 años). Pero ya no lo es, ya que el pasado domingo 1 de enero de 2012 pasó a convertirse en un problema resuelto. Se ha demostrado que el número mínimo de casillas que debe traer rellenas un sudoku para que pueda tener solución única es 17. Esto significa que todo sudoku (que tenga solución) con 16 casillas rellenas o menos seguro que tendrá más de una solución.

Los artífices de esta demostración son Gary McGuire, Bastian Tugemann y Gilles Civario, de la School of Mathematical Sc (University College Dublin, Ireland, que han colgado en arXiv su trabajo There is no 16-Clue Sudoku: Solving the Sudoku Minimum Number of Clues Problem. En este artículo, de solamente 36 páginas, se demuestra que no hay sudokus con 16 casillas rellenas de principio que tengan solución única mediante el estudio de todos los posibles resultados. Es decir, McGuire y su equipo han estudiado todos los posibles sudokus con 16 números colocados de principio y han visto que ninguno de ellos tiene solución única. Para no tener que comprobarlo en todos los casos posibles, unos , estudiaron posibles simplificaciones atendiendo, por ejemplo, a ciertos tipos de simetrías. Obtuvieron así que tenían que estudiar unos 5500 millones de sudokus esencialmente distintos, una ardua tarea que realizaron mediante software. Vamos, fuerza bruta pero con ayudas.

Teniendo en cuenta que si un sudoku con n casillas dadas de principio tiene solución única, entonces también la tiene uno con n+1 casillas dadas, obtenemos que ningún sudoku con menos de 16 números dados de antemano tendrá solución única. Añadiendo esto a lo anterior demostramos que el número mínimo necesario para que un sudoku pueda tener única solución es 17.

Según el equipo responsable de la demostración, este resultado puede ayudar a resolver algunos problemas de teoría de grafos y puede tener aplicaciones en bioinformática y en testeo de software.

Fuente:

Gaussianos

La lucha en Ecuador por salvar "los pulmones del mundo"

El río Napo es uno de los afluentes directos del río Amazonas.

En la luz del amanecer, el río Napo -que corre con rapidez desde su fuente en las alturas de los Andes- se arremolina poderosamente al paso de nuestra embarcación.

De repente, una nube densa de loros verdes desciende en picada desde la selva y, al compás de la bulla que produce su carreteo, recoge agua de la ribera enlodada.

Este barro rico en minerales pesados -los loros parecen saberlo- es un antídoto a las toxinas presentes en las semillas de la selva, que son un ingrediente esencial de su dieta diaria.

En el momento perfecto, justo cuando los primeros rayos de luz rozan el agua a las 07:30 hora local, vuelven a tomar vuelo y desaparecen, poniéndole así punto final a uno de los espectáculos más maravillosos de la Amazonía ecuatoriana.

Navegamos en las márgenes del Parque Nacional Yasuní, que tiene más especies de plantas en su millón de hectáreas de pantanos y selva que toda América del Norte.

El tití pigmeo -el mono más pequeño del mundo-, osos perezosos y nutrias gigantes hacen parte de las muchas especies amenazadas cuyo hogar es este parque.

También hay unos 300 miembros de la última tribu nómada de cazadores y recolectores del mundo, que escogieron vivir totalmente aislados como lo han hecho por miles de años.

clic Lea también: Ecuador: selva sí, petróleo no

Misión para recoger fondos

Algunas especies de guacamayas están en peligro de extinción.

Es una sensación extraña pensar que unos seres humanos que no tienen un concepto de la vida moderna puedan estar mirándonos de cerca desde la selva impenetrable.

En Quito, la capital de Ecuador, me encontré con Yvonne Baki, la enviada especial del gobierno que ahora lidera la misión para recolectar fondos que ayuden a salvar la selva de las perforaciones petrolíferas.

¿No resulta extraño esperar que la comunidad global les pague a los ecuatorianos para que no saqueen uno de sus bienes naturales más valiosos? Eso le pregunté a Baki.

"Yasuní y la Amazonía son los pulmones del mundo", me dijo.

"El fondo será usado para financiar la reforestación, desarrollar nuevas fuentes de energía alternativa y otros programas estratégicos de desarrollo sostenible".

"Ahora está abierto a todas las personas del mundo, desde individuos privados hasta corporaciones, así como gobiernos nacionales. No somos un país rico y, sin embargo, en un solo día acá logramos recaudar US$3 millones -la mayoría proveniente de personas comunes y corrientes".

"Esto es un proyecto único. ¿A qué otro país se le ocurre dejar su riqueza petrolífera en el suelo?", continuó Baki.

Y, sin embargo, a Yasuní se le sigue agotando el tiempo.

El gobierno pidió inicialmente que debían ser donados US$100 millones hasta el final de 2011. En caso contrario se le daría la luz verde a las perforaciones.

Esa fecha límite se postergó, pero Roque Sevilla, un expolítico y conservacionista que fue el primer director del proyecto Yasuní Ishpingo Tambococha Tiputini (ITT), piensa que el mundo no está preparado todavía para un concepto tan innovador.

Contribuciones monetarias

"Se puede alcanzar perfectamente si les damos suficiente tiempo a los países industrializados para que entiendan los grandes avances en política ambiental internacional que representa el proyecto ITT", dice Sevilla.

"Nosotros, en Ecuador, también tenemos que entender que con las ricas fuentes alternativas de energía que tenemos, desde la que se produce en las hidroeléctricas hasta la energía solar, podremos utilizar mucho menos petróleo", concluye.

Unas pequeñas cajas amarillas para que los donantes depositen su contribución ya están instaladas en algunas oficinas postales y edificios gubernamentales de Ecuador. Marco Toscano, un amigo que me llevó al aeropuerto de Quito para que tomara el avión con destino a la selva, me dijo que pasaría en su regreso a casa para depositar US$100 en el fondo.

"Muchas personas en Ecuador no tienen idea de la importancia del Yasuní. Ahora muchos estamos convencidos de que tenemos que ayudar como podamos", señaló.

En Puerto Francisco de Orellana, una ciudad que también se conoce como El Coca y que queda en la confluencia del río Coca y el río Napo, me encuentro con Eduardo Pichilingüe, quien trabaja monitoreando las tribus aisladas de Yasuní.

"Hay áreas de la Amazonía ecuatoriana que ya han sido arruinadas por la explotación petrolífera", dice, mientras entro a mi canoa.

"El fondo ITT salvará la biodiversidad, a las comunidades tribales aisladas, e impedirá que millones de toneladas de (dióxido de) carbono lleguen a la atmósfera. Creo que el mundo de verdad nos debe esto", continúa.

A dos horas río abajo de El Coca, llego a los bordes del parque Yasuni. Allá, la cooperativa Curi Muyu -liderada por mujeres de la etnia quechua- muestra a los visitantes cómo los indígenas pueden vivir en armonía total con la selva.

Antonia Aguinda, una mujer pequeña y vehemente, me muestra una vajilla de barro cocido que ella misma hizo en el horno para cerámica en el centro del recinto.

"El negocio del petróleo es malo para nosotros", dice Aguinda.

"A algunas personas les dan empleo y dinero, pero a otras no. Nos divide. ¿Y cuánto tiempo durará el petróleo? ¿Tal vez diez años?"

"Si podemos salvar el Yasuní entonces todos tendremos trabajo y podremos seguir compartiendo este hermoso lugar con personas que vienen de muy lejos".

El parque Yasuni es uno de los lugares más biodiversos del mundo.

Fuente:

BBC Ciencia

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Tres décadas tomando imágenes de átomos

Hace más de 30 años que el microscopio de efecto túnel (STM), hizo su debut en un laboratorio de Suiza. Fue el primero de su gran familia, denominada microscopios de 'sonda local', en conseguir los aumentos necesarios para obtener imágenes de átomos.

José María Gómez Rodríguez, científico y profesor de la UAM, tuvo la oportunidad de comenzar su carrera investigadora con el primer microscopio de efecto túnel (STM) que hubo en España. Su grupo de investigación es uno de los de mayor prestigio internacional.

Microscopio STM y J. M. Gómez Rodríguez.

Este laboratorio, junto con algunos otros, forman un conjunto no tan pequeño de grupos españoles que estudian las propiedades de las superficies a escala nanométrica, fabricándose ellos mismos sus propios sofisticados y complejos instrumentos, y obteniendo resultados tremendamente exitosos. Además, J. M. Gómez Rodríguez ha transferido con éxito su conocimiento científico a Nanotec Electrónica, la única empresa española que desarrolla y comercializa este tipo de microscopios, desde hace ya más de 15 años.

Mónica Luna.- ¿Cómo funciona un microscopio capaz de obtener imágenes de átomos?

Jose María Gómez Rodríguez.- Para empezar diré que para crear la imagen del objeto no utiliza ni lentes, ni luz. La longitud de onda de la luz visible es demasiado grande (400-750 nm). Con luz no podríamos ver objetos de un tamaño de unos pocos nanómetros, o incluso menor que 1 nanómetro, como el tamaño de un átomo.

M. L.- Y ese objeto que es más pequeño que la luz es una punta muy afilada.

J. M. G. R.- Tan afilada que acaba en tan sólo un átomo. En la imagen que se muestra más abajo, se puede ver un esquema de un STM. Ampliando la zona de la muestra (verde) y la punta (amarilla) se ve que la punta acaba en un solo átomo.

Esquema de un microscopio de efecto túnel.| J. M. Gómez Rodríguez.

Para obtener una imagen de la superficie, la punta va pasando por encima de ella, línea por línea. La punta no toca la superficie, sino que se mantiene a muy poca distancia. Aún así es capaz de 'sentir' la superficie. Lo consigue mediante la detección de una corriente eléctrica muy especial, de origen cuántico, llamada corriente 'túnel', que se origina, entre el último átomo de la punta y el átomo de la superficie más cercano.

M. L.- Ustedes fabrican sus propios microscopios, lo cual, en instrumentos tan sumamente complejos, es una ardua tarea. ¿Qué beneficios les reporta?.

J. M. G. R.- El desarrollo de instrumentación científica avanzada en nuestros propios laboratorios es de suma importancia porque es lo que permite realizar experimentos en la frontera del conocimiento. En España llevamos un retraso sustancial con respecto a países como Alemania en el desarrollo de instrumentación avanzada.

Por otra parte, en nuestro caso, el conocimiento generado con nuestro desarrollo instrumental permitió, hace 15 años, el nacimiento de Nanotec Electrónica, la única empresa española que desarrolla y comercializa este tipo de microscopios.

M. L.- ¿Cuáles son sus temas de investigación en la actualidad?

J. M. G. R.- Estudiamos las propiedades de la superficies de los materiales a la escala del nanómetro. En particular, investigamos las etapas iniciales y la estabilidad de nanoestructuras. Podemos, por ejemplo, visualizar el movimiento de átomos en la superficie, lo cual nos permite profundizar en el conocimiento de los mecanismos del crecimiento de estructuras del tamaño de unos pocos átomos. Ello permitirá, en el futuro, el diseño de materiales con propiedades muy específicas, tanto desde el punto de vista electrónico, como mecánico o térmico.

Un ejemplo del estudio del movimiento de los átomos sobre una superficie lo tenemos en las películas que se muestran en este artículo. Estas películas están medidas a temperaturas por debajo de la del ambiente con el fin de ralentizar el movimiento de los átomos y poderlos estudiar con más detalle.

Imágenes de STM de moléculas orgánicas.| N. Nicoara, A. C. Marele, B. de la Torre, J. M. Gómez Rodríguez

También buscamos entender cómo se comportan moléculas formadas por material orgánico cuando se depositan sobre superficies de material inorgánico. Esto es importante si queremos que estas moléculas orgánicas sustituyan, en un futuro, a buena parte de los componentes de la electrónica de hoy en día.

M. L.- ¿Qué ventajas tendría utilizar estas moléculas orgánicas?

J. M. G. R.- La química molecular ofrece una oferta casi ilimitada de distintos materiales porque estas moléculas se pueden sintetizar a medida. Además estos componentes orgánicos podrían tener un tamaño muy pequeño, consumirían menos energía y podrían ser materiales más respetuosos con el medio ambiente. Debido a sus propiedades mecánicas, podrían, además, integrarse en dispositivos electrónicos flexibles.

Imágenes de STM de grafeno.| M. M. Ugeda, I. Brihuega, A. J. Martínez-Galera, J. M. Gómez Rodríguez.

Otro tema de investigación en el que estamos trabajando está relacionado con el grafeno, material formado por una sola capa de átomos de carbono. Esta peculiar estructura le confiere unas propiedades excepcionales tanto electrónicas como mecánicas. Nuestro trabajo ha estado centrado en crecer estas capas de grafeno sobre diversos metales, en particular sobre superficies de oro, y en estudiar sus propiedades electrónicas.

En las imágenes que se muestran más arriba se observan átomos de carbono en grafeno, crecido sobre platino (izquierda) y sobre oro (centro), así como en superficies de grafito, que es un conjunto de planos de grafeno apilados unos sobre los otros. En la imagen de grafito se observa una protuberancia que corresponde al hueco que ha dejado un solo átomo de la superficie arrancado intencionadamente con el fin de modificar las propiedades electrónicas de la capa.

Como consecuencia de sus extraordinarias propiedades electrónicas y mecánicas, el grafeno constituye un firme candidato para ser integrado en futuros dispositivos electrónicos. Así, grandes compañías como IBM y Samsung están destinando importantes recursos con este objetivo, lo cual ha permitido que los avances en este campo comiencen a ser una realidad. Como ejemplos, se pueden citar la fabricación de prototipos de transistores que aprovechan la gran movilidad de los electrones en grafeno para poder funcionar a muy altas frecuencias o la aplicación en futuras pantallas táctiles de materiales basados en grafeno.

Fuente:

El Mundo Ciencia