17 de septiembre de 2013

GRAFENO; UN MATERIAL REVOLUCIONARIO

El grafeno ya es venerado por su notable resistencia y conductividad eléctrica, propiedades por las que que los investigadores han luchando para utilizarle desde aplicaciones en raquetas de tenis hasta en la electrónica flexible .

Una nueva clase de fotodetectores detecta la luz usando grafeno en hojas, de un solo átomo de espesor de carbono. Los equipos se reúnen la luz utilizando una guía de silicio (azul) para mejorar su absorción por una hoja de grafeno (gris), por lo que los cables (amarillo) se pueden recoger una señal eléctrica.


Tres grupos de investigación han demostrado de forma independiente que el grafeno puede convertir de manera eficiente la luz infrarroja en señales eléctricas, como parte de los dispositivos conocidos como fotodetectores. Como traductores rápida y precisa de los datos ópticos, los fotodetectores de grafeno podrían acelerar las computadoras y reducir significativamente su consumo de energía. Los dispositivos, cada uno con una arquitectura un poco diferente, presentan variedades en su naturaleza.


Esta actuación ya rivaliza con la de fotodetectores existentes. "Estamos viendo al grafeno llegar a un punto en que puede competir con las tecnologías de hoy en día", dice Dirk Englund, un físico del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, que desarrolló uno de los fotodetectores de grafeno. "Eso es un nuevo e importante paso".

Las fibras ópticas que ya utilizan la luz para transportar datos a través de largas distancias. Dentro de una computadora, sin embargo, los electrones deben seguir su ruta a través de pistas de cobre para transportar bits de datos dentro de un chip y también de un chip a otro. No sólo son circuitos electrónicos convencionales más lentos que el de la fibra óptica, si no que también pierden una gran cantidad de energía en la superación de la resistencia del cobre.

Al integrar fichas con las fibras ópticas, los ingenieros eléctricos necesitan sensores de luz minúsculos que puedan convertir múltiples longitudes de onda de la luz de fondo en impulsos eléctricos. Pero los fotodetectores convencionales utilizan un semiconductor de germanio, para convertir así un rango limitado de longitudes de onda.

Cerrar la brecha
Ahí es donde triunfa grafeno. El germanio puede detectar solamente los fotones que tienen la energía suficiente para empujar los electrones a través de una barrera de energía llamada la banda prohibida, lo que permite la carga eléctrica para moverse libremente por el semiconductor. Sin embargo, "el grafeno puede detectar cualquier longitud de onda, porque no tiene banda prohibida", dice Thomas Mueller, un físico de la Universidad Tecnológica de Viena, que también ha creado un photodetector de grafeno. Por otra parte, el grafeno es más barato que el germanio, y más fácil de incorporar en un chip de silicio.

Pero los primeros fotodetectores de grafeno, hecho en 2009, eran extremadamente ineficientes, ya que es en el material donde deja la mayor parte de la luz que translada. Los tres grupos superaron este problema al canalizar la luz a lo largo de una guía de onda de silicio que corre paralela a una hoja de grafeno (ver imagen superior), y aumenta la interacción de la luz sin reducir la velocidad. Los últimos dispositivos generan de 50 a 100 veces más cantidad de luz que los actuales detectores. A pesar de que todavía es diez veces menos de fotodetectores de germanio, "la brecha se está cerrando muy, muy rápidamente", dijo Englund. Los electrones también pueden moverse a través de grafeno a alta velocidad, haciendo que el material ideal para el manejo de grandes cantidades de datos. "En este caso, estos dispositivos son probablemente mejores que los detectores existentes", dice Englund. El fotodetector de su equipo puede manejar 12 gigabits de datos por segundo - "un número bastante estándar para dispositivos optoelectrónicos de alta velocidad" -y es probable que supere eso. Un tercer grupo de investigadores, de la Universidad China de Hong Kong en Shatin, creó un fotodetector grafeno que podría detectar mayor longitud de onda de la luz, en la parte del infrarrojo medio del espectro. Por otra parte, podría hacerlo a temperatura ambiente, mientras que los detectores convencionales que recogen estas longitudes de onda tienen que ser enfriado con nitrógeno líquido. Esto podría hacer que sea especialmente útil en aplicaciones que miden las respuestas de moléculas" a la luz infrarroja para identificar determinadas sustancias químicas en el medio ambiente, o en muestras médicas, por ejemplo. El principal obstáculo para la comercialización de estos dispositivos es la dificultad de fabricación de grafeno de alta calidad al por mayor, dice Englund. Los tres grupos hicieron su grafeno a mano, pelar las hojas de carbono de una muestra más grande. Pero los investigadores están trabajando en tecnologías prometedoras alternativas de producción, tales como la deposición química de vapor , que podrían hacer ampliación más fácil, dice Ming Liu, ingeniero eléctrico de la Universidad de California, Berkeley, quien es coautor de un News and Views artículo que acompaña a los documentos en la revista especializada "Nature Photonics".



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ciencia, ya es posible clonar a un ser humano

La clonación de embriones humanos para obtener células madre habilitó esta opción. La pregunta ahora es para qué.

Ciencia sin ficción. La posibilidad de clonar personas existe técnicamente, pero se enfrenta a barreras éticas.

La reproducción de embriones humanos en platos de cultivo es una perspectiva científica que con un ojo vigila la ética y con el otro atiende a la moral. La pregunta que muchos expertos se hacen es, si ya se duplican las células de una persona con éxito, ¿el siguiente paso es clonarla por completo?

La posibilidad de reprogramar células de piel humana para que actúen como células madre, es la autopista que se comunica con la medicina regenerativa y el atajo para desembocar en la paradoja de clonar el cuerpo y la mente.

Con las evidencias apoyadas sobre la mesa, los expertos coinciden en que es biológicamente posible clonar a un individuo. Pero como toda nueva técnica que requiere de un aprendizaje, lo que se estaría desechando en cada intento fallido sería material humano.

La clonación es el proceso por el cual se consigue de forma asexual, crear individuos genéticamente idénticos. Como explica Sergio Ghio, de la cátedra de Genética de la Facultad de Agronomía (UBA), “la fórmula que se emplea es similar a la que se usó para la oveja Dolly, en 1996. Se toma una célula somática (ni esperma ni óvulo) y el interrogante que se planteó es si, a partir de esa célula del cuerpo, se podrían encender todos los genes para generar un organismo. Con los humanos, la clave está en dar con la combinación de sustancias para que se enciendan todos los genes y, además, no se mueran. Haciendo las pruebas de rigor correspondientes, debería funcionar”.

Y agrega: “El procedimiento consiste en dejar que esta célula cultivada se divida durante 5 días, ya que todavía no está preparada para anidar en el endometrio. Si implantás ese blastocisto (embrión de 5/6 días) en el útero de una madre preparada, crecerá un humano. El tema es que nadie puede garantizar que será genéticamente idéntico al donante de la célula a la cual se extrajo el núcleo.

La cuestión es para qué puede servir un clon. Y mientras surgen las teorías más descabelladas, al final, la ciencia termina por superar cualquier fantasía de la ficción”, resume Ghio.

Sobre esta puerta que se abre, Daniel Salamone, investigador del Conicet y director del Laboratorio de Biotecnología Animal de la Facultad de Agronomía de la UBA afirma que “sí, es posible clonar humanos, la pregunta es para qué. No existe una razón que lo justifique, como en el caso de los animales, en los que se demostró enormes ventajas. Además de las cuestiones éticas, aún hay problemas no resueltos como las perdidas embrionarias durante las preñeces. En humanos se sumarían condicionamientos psicológicos: es fácil suponer el efecto de tener un gemelo muchos años mayor”.

Como en toda disputa revestida por una corteza ética, están quienes opinan que la clonación constituye una ruptura con las relaciones entre la identidad genética y la personal, y quienes la consideran un avance más entre tantos.




DESCUBREN PLUMAS DE DINOSAURIO EN CANADA

Hoy un grupo de paleontólogos ha anunciado los resultados de un amplio estudio de varias plumas de dinosaurios bien conservados encerrados en ámbar. Su trabajo, que incluyó muestras de muchas etapas en la evolución de las plumas, reforzado los hallazgos de otros científicos que han sugerido que los dinosaurios con alas (o no) tenían plumas multicolores y transparente de la clase que se pueden ver en las aves de hoy. Los investigadores también presentaron pruebas basadas en la pigmentación y las estructuras de las plumas, plumas de aves de hoy podrían haber evolucionado a partir de plumas de dinosaurios.



Tenemos una galería de estas plumas intrigantes conservados en ámbar. En un perfil del investigador Ryan McKellar, Hans Villarica del Atlántico escribe:Estas muestras representan distintas etapas de evolución de la pluma, del dinosaurio conocido como proto feathers, representan solo filamento de etapas tempranas para estructuras mucho más complejas relacionadas con las aves de buceo modernos. . . Ellos no pueden determinar qué plumas pertenecieron a las aves o los dinosaurios todavía, pero lo hicieron fue observar a detalle estructuras de filamentos que son similares a los observados en otros fósiles de dinosaurios no aviares, descartando así la posibilidad de una confusión con algún pájaro.






En la imagen de arriba visualizamos un dinosaurio llamado Proto feathers del que se sospecha son las plumas que se hallaron en ámbar en territorio canadiense; La comprensión de que los dinosaurios están estrechamente relacionados con las aves planteó la posibilidad obvia de dinosaurios con plumas. Los fósiles de Archaeopteryx incluyen plumas bien conservadas, pero no fue hasta mediados de la década de 1990 que claramente fósiles de dinosaurios no aviares fueron descubiertas con plumas preservadas. 


Desde entonces, más de una veintena de géneros de dinosaurios terópodos, en su mayoría, se ha descubierto que se han emplumado. La mayoría de los fósiles son de la formación Yixian en China. Las plumas fósiles de un espécimen, Shuvuuia deserti, han sido positivas para beta-queratina, la proteína principal de plumas de aves en las pruebas inmunológicas.

al preguntarle al investigador McKellar que si este descubrimiento podría conducir a un escenario de Parque Jurásico . McKellar dijo :En pocas palabras , no. Los especímenes que hemos examinado son extremadamente pequeñas y no se espera que para contener cualquier material de ADN . Para poner esto en contexto , el único material genético que se ha recuperado de ámbar es de trozos de tejido muscular insectos momificado en mucho más joven ámbar dominicano que son aproximadamente 17 millones de años y bastante después de la era de los dinosaurios .Esto en cuanto a nuestros sueños de dino dominación.Lo que usted notará en la galería de abajo es que los investigadores están haciendo hincapié en dos pruebas fundamentales : la similitud en la coloración de las plumas de aves de hoy en día , y la similitud en la morfología o forma. Algunas de estas plumas se parecen mucho a los de las aves acuáticas de buceo en la actualidad (y los investigadores son un ejemplo de una moderna pluma pájaro del salto para que pueda compararlas). Otras estructuras, sin embargo, no se parecen en nada a las plumas de la actualidad. En una noticia sobre los hallazgos de McKellar en Ciencia, Sid Perkins escribe:En un caso, el ámbar, tiene filamentos huecos regularmente espaciados, cada uno de los cuales es aproximadamente 16 micrómetros de diámetro, aproximadamente el tamaño de un cabello humano más fino. Los filamentos aparentemente no tienen paredes celulares, así que no son fibras vegetales o filamentos fúngicos, dice McKellar. Y ellos no tienen características que parecen escamas pequeñas , como el pelo mamífero lo hace. "Nosotros no sabemos absolutamente lo que son, pero estamos bastante seguros de lo que no son", señala. Podrían ser protofeathers , dice McKellar. A menudo, este tipo de estructura se denomina "dinofuzz".

Echa un vistazo a las plumas. Todos los títulos se han tomado de los materiales proporcionados por los investigadores en su artículo, publicado hoy en Science .




Una púa aislada de una pluma de paletas, atrapada dentro de una maraña de tela de araña en ámbar canadiense del Cretácico Tardío. La distribución del pigmento dentro de este fragmento de pluma sugiere que la púa puede haber sido gris o negro . Imagen a través de Science / AAAS



Numerosos filamentos individuales en ámbar canadiense del Cretácico Tardío . Estos filamentos son morfológicamente similares a los protofeathers que se han encontrado como fósiles de compresión asociadas con algunos esqueletos de dinosaurios. La distribución del pigmento dentro de estos filamentos van desde transparente ( sin pigmentar ) a casi negro ( muy pigmentada ) . Imagen a través de Science / AAAS





Sección transversal a través de una pluma con la basal - espiral barbas, es acompañada de una chinche microphysid . La espiral helicoidal observada en estas bárbas es más evidente aisladas dentro de la imagen, y es directamente comparable a los filamentos que se encuentran en las plumas de aves modernas especializadas para la captación de agua. El elevado número de bobinas en la pluma enterrada en el ámbar sugiere un comportamiento de buceo , pero las estructuras similares también son utilizadas por algunas aves modernas para el transporte de agua para el nido. Imagen a través de Science / AAAS




Serie de seis púas pluma a finales de ámbar del Cretácico de Canadá. La pigmentación localizada crea una apariencia de cuentas dentro de cada bárbula : Esto tiene implicaciones para la interpretación estructural de plumas fósiles que exhiben esta morfología general. La distribución del pigmento dentro de la muestra sugiere que la pluma habría sido originalmente mediano o de color marrón oscuro en color. Imagen a través de Science / AAAS



Microfotografía de barbillas en espiral a finales de ámbar del Cretácico de Canadá . Las estructuras en forma de sacacorchos en la imagen son las bases fuertemente enrolladas de barbas de pluma , y éstos son interrumpidos hacia la parte inferior de la imagen , en el que sale la pieza de ámbar. Imagen a través de Science / AAAS


Una púa aislada de una pluma de vientre blanco de un moderno grebe pájaro ( aechmophorus occidentalis ), que ilustra en espiral bárbula bases comparables a los de la muestra del Cretácico. En ambos casos, el enrollamiento es una adaptación estructural que permite que la pluma para absorber agua. Imagen a través de Science / AAAS


Una púa pluma en ámbar canadiense del Cretácico tardío que muestra algunos indicios de la coloración inicial. Las masas marrones rectangulares dentro de la microfotografía de campo oscuro se concentran las regiones de la pigmentación en las barbas . En este modelo , el color del conjunto de plumas parece haber sido medio o marrón oscuro. Imagen a través de Science / AAAS


Panorámica de seis púas plumas pigmentadas en Canadá ámbar del Cretácico Tardío. Imagen a través de Science / AAAS


Panorámica de aislado, púa pluma sin pigmentar y un ácaro en Canadá ámbar del Cretácico Tardío. Imagen a través de Science / AAAS
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EL POLIMERO TERMINATOR

Este es un buen truco. Después de cortar un tubo de material gelatinoso por la mitad con una navaja de afeitar, los investigadores se pegan las dos piezas juntas de nuevo. Después de que se han sentado juntos durante dos horas a temperatura ambiente, las piezas son imposibles de separar. El material es una nueva invención y tiene la propiedad de curarse así mismo:
 
Materiales auto-reparables como este serían útiles en muchos lugares. Podrían mantener tabletas, teléfonos y otros objetos de uso cotidiano de sostener cortes y arañazos. Incluso los estudios de la NASA materiales de auto-sanación, ya que pueden reducir la necesidad de reparaciones costosas y peligrosas en entornos difíciles, es decir, el espacio. Muchos laboratorios de todo el mundo están trabajando en diferentes versiones de este, en noviembre pasado, se informó sobre un material de auto-reparación, que también conduce la electricidad.
 
El material que se muestra arriba, inventado por un equipo de científicos de los materiales del Centro de Investigación IK4-CIDETEC en España, es uno de los primeros que es capaz de curarse a sí mismo sin la ayuda del calor, la luz, ha añadido productos químicos u otras intervenciones, de acuerdo a la Química Mundial. (Materiales auto-reparables a menudo necesitan algún tipo de catalizador para activar los cambios en la química necesaria para piezas rotas de bonos juntos de nuevo.)
 
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