Un equipo de científicos de la Universidad de Donghua (China) ha diseñado una pequeña hoja de papel de grafeno, más pequeña que una uña humana, con la capacidad de comportarse como un robot de origami que puede plegarse. El movimiento de autoplegado de las hojas fue activado gracias a la luz láser infrarroja que provocaba contracciones en ciertas partes de la hoja de grafeno.
El MIT (Massachusetts Institute of Technology) ya presentó hace unos meses un prototipo de robot origami capaz de cargar hasta el doble de su peso, nadar en agua y seguir trayectorias predefinidas y con la capacidad de autodestruirse una vez finalizada su tarea. Ahora, la investigación da un paso más con el desarrollo de un robot de origami inspirado en el grafeno, conocido como el “material del futuro”.
Concretamente, esta película tan particular está basada en el óxido de grafeno y cuenta con una serie de regiones activas en su superficie que son sensibles a los cambios de temperatura. Aplicando calor en la hoja de grafeno, los científicos lograron que este se doblara de distintas formas e incluso sobre sí mismo, lo que provocaba que este se moviera como si estuviera vivo. Al apagar la fuente de calor, esas mismas regiones podían de nuevo expandirse.
Su coste de fabricación es bastante bajo y los científicos creen que podría ser empleado a modo de nanosensor en dispositivos que requiriesen “moverse” de una u otra forma dependiendo de la temperatura, el pH o la humedad. Este papel podría utilizarse también para el empleo de dispositivos médicos autoplegables.
Unos gusanos de seda alimentados con grafeno han producido hebras que conducen la electricidad y son el doble de resistentes que las normales.
El grafeno, un material bidimensional integrado por átomos de carbono que se organizan en hexágonos, presenta unas propiedades muy interesantes. Así, es flexible y ligero, mucho más resistente que el acero y conduce la electricidad y el calor más eficazmente que el cobre. Este material, que puede obtenerse a partir de la exfoliación del grafito, ya se emplea en distintos tipos de sensores, baterías y paneles solares. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Tsinghua de Pekín, ha descubierto que los gusanos de seda que se alimentan de hojas de morera “enriquecidas” con grafeno producen hebras el doble de resistentes que las normales. Además, conducen la electricidad y soportan un 50% más tensión antes de romperse.
En un estudio publicado en la revistaNano Letters, estos expertos explican que rociaron las hojas con una solución acuosa que contenía un 0,2% de grafeno. En su opinión, este proceso es más sencillo que tratar directamente con la seda producida por gusanos que han seguido una dieta convencional con un compuesto que contenga ese material.
Las pruebas determinaron que la seda “reforzada con carbono” presentaba una estructura cristalina más ordenada. Un experimento similar, pero en el que se incluyeron nanotubos de carbono en vez de grafeno, mostró que la seda resultante era igualmente más resistente.
Aunque aún no está claro cómo los gusanos incorporan estos compuestos ni qué cantidad exacta de los mismos metabolizan, los científicos ya advierten que este nuevo material podrá usarse en medicina (por ejemplo, como parte de la elaboración de implantes biodegradables) o en el desarrollo de prendas inteligentes o dispositivos electrónicos ideados para llevar puestos.
Hace poco, se han realizado unas investigaciones que determinan que el grafeno podrá emplearse para mejorar los tratamientos contra una enfermedad tan dañina como es el cáncer. El tratamiento de esta enfermedad tiene como objetivo, de manera general, la destrucción de las células enfermas intentando afectar lo menos posibles a las células sanas.
La búsqueda incesante de un método que permita dirigir el tratamiento contra una zona concreta del organismo sin afectar a las demás podría encontrar respuesta en el grafeno, ya que diversos estudios han puesto de manifiesto que combinando este material con diversos fármacos es posible aumentar la carga de medicación que llega a las células cancerígenas, incrementando las posibilidades de éxito del tratamiento.
Otra de sus aplicaciones en el ámbito de la biomedicina podría ser la creación de implantes neuronales que sustituyan a los tejidos orgánicos dañados, ya que las células nerviosas funcionan básicamente por medio de una corriente eléctrica. Las propiedades del grafeno lo convierten en un candidato idóneo para la creación de este tipo de implantes, pudiendo ser un reemplazo para circuitos nerviosos lesionados o incluso creando implantes de retina que contribuyan a devolver la vista a los pacientes que la han perdido.
Pero su uso no solo se limita a la regeneración del tejido nervioso, sino que ya se especula con la posibilidad de crear implantes musculares y de huesos a partir de este material, cuyas propiedades superan las de los materiales actuales.
Para tratar el cáncer, se intentaría inyectar partículas de grafeno sobre las células afectadas. Así, gracias a la propiedad de absorber la luz infrarroja que tiene este material, se aplicaría la radiación directamente sobre las células cancerígenas, causando de esta manera el menor daño posible al paciente.
Una de las propiedades más destacadas del grafeno es que resulta perfecto para ser un componente de circuitos integrados, al tener un consumo eléctrico menor, inferior incluso al del silicio. Por eso, se recomienda aplicarlo en ortoprotésicos donde es importante tener una importante durabilidad de las cargas de baterías, ya que dan una mayor autonomía al paciente.
El grafeno también es un material muy elástico, duro e, incluso, 200 veces más resistente que el acero. Sólo con mencionar estas características ya nos podemos hacer una idea de que puede convertirse en el elemento básico de la confección de férulas o tutores, en los que la ortopedia de hoy en día aplica el aluminio, el acero y el titanio, para conseguir la dureza y resistencia necesarias.
Por último, es importante señalar que el grafeno también es un material tan ligero como la fibra de carbono, con lo que resulta muy interesante para aplicarlo en los elementos ortopédicos cuyo peso se convierte en un problema para que sus usuarios puedan manejarlos.
Llevar una dieta equilibrada, conocer los alimentos que comemos, saber cuándo la publicidad nos engaña y, en definitiva, comer sin miedo y con conocimiento, son facetas que todo buen experto en nutrición debería entender. Nunca es tarde para aprender sobre nutrición ya que es un tema al que vamos a tener que recurrir durante toda nuestra vida. Nos centraremos en la miel, uno de los grandes productos que no deberían faltar en nuestra dieta diaria.
La miel es una disolución acuosa viscosa con un alto contenido en azúcares, que se compone aproximadamente de un 40% de fructosa, un 30% de glucosa, un 20% de agua y pequeñas cantidades de otros carbohidratos como sacarosa, maltosa, y cantidades traza de vitaminas, aminoácidos, proteínas y otros nutrientes como diferentes flavonoides. Este contenido puede variar dependiendo del tipo de plantas que hayan visitado las abejas productoras. Una propiedad interesante de la miel es que debido a su bajo contenido en agua, posee un poder hidrofílico muy alto, por lo que será capaz de absorber agua fácilmente. Por esto, es muy difícil que en la miel se desarrollen bacterias ya que es capaz de matarlas tras absorber el agua que poseen, y de ahí viene el gran poder conservante que tiene: se puede almacenar durante años sin ponerse mala.
Aunque la producción de miel por parte de las abejas ha sido extensamente estudiada todavía no se conocen todos los detalles de esta increíble y laboriosa producción. Si comenzamos por el principio, la materia prima esencial para la producción de miel es el néctar de las flores. Este néctar es otra disolución acuosa que contiene azúcares como sacarosa, glucosa y fructosa, aminoácidos como alanina, arginina, serina, prolina, glicina, isoleucina, treonina y valina, minerales y varias sustancias químicas más. Es producido por las flores para atraer a, principalmente, insectos y que realicen la función de polinización. El néctar contiene alrededor de un 80% de agua, por lo que el mayor trabajo que tienen las abejas es la reducción de este agua hasta llegar al 20% que la miel presenta.
Aunque el néctar es el principal componente en la producción de la miel, también participan otras sustancias como la savia de las plantas o la propia saliva de las abejas. El proceso de fabricación de la miel es bastante complejo y en él colaboran una gran cantidad de abejas. Desde el momento que una abeja obtiene el néctar de un flor ya se está empezando a realizar el proceso, ya que la primera abeja lo traga y se va mezclando con enzimas dentro de su organismo. Cuando llena el buche, la abeja vuelve a la colmena. En ese momento, reparte todo ese néctar a las abejas obreras que se encuentran allí para volver a salir en busca de más cantidad de néctar. Para rebajar la cantidad de agua, las abejas van pasándoselo unas a otras de manera continua, evaporando el agua y enriqueciéndolo con ciertas enzimas que van generando. Este proceso se repite durante cientos o miles de veces y podría llegar a durar días, dependiendo de la humedad y temperatura ambiente, hasta que el porcentaje de agua está en el 20%. En ese momento, las abejas depositan el néctar concentrado en el panal, recubriendo las celdillas con una capa de cera para su almacenamiento.
Las funciones de estas enzimas que participan en la elaboración de la miel son las de deshidratar, transformar la composición química y modificar el pH. El tipo de enzimas más importante son las invertasas, como la sacarasa. Esta enzima es capaz de convertir la sacarosa en sus dos carbohidratos más simples: glucosa y fructosa, haciendo que la miel esté muy concentrada en glucosa y fructosa, con una cantidad significativamente menor de sacarosa.
Abajo se muestra un vídeo para demostrar la famosa ley de Gay-Lussac, la cual establece una relación entre el volumen, la presión y la temperatura de los gases:
Una universidad australiana ha conseguido realizar un experimento con un magnífico fin: ralentizar el proceso de envejecimiento cerebral gracias a ondas sonoras y ultrasonidos. Aunque el experimento ha sido realizado con ratones de laboratorio, no es la primera vez que los científicos observan las bondades de los tratamientos con ultrasonidos. Anteriormente, habían descubierto que este tipo de técnica era capaz de revertir la temida enfermedad de Alzheimer (eso sí, también en ratones).
Los investigadores se toparon con el hallazgo mientras trataban de determinar si las terapias con ondas sonoras y ultrasonidos podían causar daños a un cerebro sano. Como podéis imaginar, el descubrimiento les dejó boquiabiertos. La explicación se encuentra en la detención de la reducción normal de la estructura de las células del cerebro en el hipocampo (área responsable de la memoria y el aprendizaje).
La luz forma parte del espectro electromagnético, también integrado por ondas de radio, rayos x y ultravioletas…Sin embargo, la única región que nuestros ojos son capaces de distinguir es la luz visible. La luz puede descomponerse en seis colores: violeta, azul, verde, naranja y rojo, cada uno con su frecuencia y onda particular. La longitud de onda violeta es más corta y de mayor frecuencia, mientras que la roja tiene la onda más larga y la menor frecuencia.
Al ingresar a la atmósfera, la luz choca con moléculas de aire, partículas de polvo, vapor de agua, etc., causando su dispersión. Los rayos de menor onda dispersan más la luz, y el azul, por ejemplo, se dispersa 10 veces más que el rojo. El violeta es el que más luz dispersa, pero como el ojo humano no es sensible a él, sino al azul, el cielo nos parece azul.
¿QUÉ OCURRE EN EL CIELO A LO LARGO DE LA JORNADA?
De acuerdo a la docente de la UNAM, al atardecer la luz cerca del horizonte recorre una mayor distancia y debe traspasar una zona más gruesa de la atmósfera, en la que hay más partículas de polvo. Siendo que el recorrido de los rayos es más largo, sólo aquellos de onda más extensa llegan a refractarse. Como los rayos rojos son más direccionales que los amarillos, realizan un camino más rectilíneo e impactan menos en las partículas de polvo y humedad. Esto hace que los colores que percibamos en el atardecer y amanecer sean más rojizos.
El resto de los colores que percibimos en el cielo se producen por la intervención de las moléculas del aire y partículas suspendidas en la atmósfera que dispersan los rayos y generan una multiplicidad de tonalidades diferentes. Como el recorrido que realizan los rayos es más largo, el Sol se percibe de manera achatada y ancha.
El color negro que se produce en la noche se debe a que la atmósfera que se encuentra en el espectro de visión del observador no recibe suficiente luz para refractar. Hecho por: Vitoria Duarte
En el interior de las células de la cebolla existen ciertos compuestos que contienen azufre. Cuando la cortamos, se rompen las células y estos compuestos sufren una reacción química que los transforma en moléculas sulfuradas más volátiles, las cuales son liberadas al aire.
Estos compuestos sulfurados interaccionan con la humedad de los ojos generando ácido sulfúrico (H2SO4), que produce una sensación de quemazón. Las terminaciones nerviosas en los ojos son muy sensibles y detectan esta irritación. Entonces el cerebro reacciona diciéndole a los conductos lacrimales de los ojos que produzcan más agua, es decir, una mayor cantidad de lágrimas para diluir el ácido y proteger así los ojos.
Si quieres partir cebolla de una forma menos molesta, sigue estos trucos:
Corta la cebolla bajo agua fría. Los compuestos volátiles sulfurados se liberarán pero reaccionarán con el agua en lugar de alcanzar tus ojos.
Congela la cebolla durante unos 10 minutos antes de cortarla. Así la temperatura fría de la cebolla ralentizará la reacción que da lugar a esos compuestos sulfurados volátiles.
En ocasiones, oímos y leemos que la temperatura del ser humano y la de otras muchas especies es constante, dentro de unos valores determinados. Así, nuestra temperatura media oscila ente los 35-37 ºC. Pero, ¿por qué es esto así? La respuesta la encontramos en el agua, una sustancia que tiene unas propiedades que la hacen imprescindible para la vida. El transporte de sustancias por el organismo, su capacidad disolvente o su polaridad son características fundamentales, pero nos centraremos en la que da la respuesta a la pregunta planteada: el elevado calor específico. El calor específico es una propiedad de las sustancias que se define como la cantidad de energía que se necesita para elevar la temperatura en 1K. De esta manera, sabemos que el calor específico del agua es de 4180 J/kgK, algo que nos resulta muy beneficioso, ya que el agua necesitará un aporte de 4180 julios para aumentar su temperatura en un kelvin. Por esto, actúa como un moderador de la temperatura interna, amortiguando los cambios de temperatura que podrían producirse por las bruscas variaciones de la temperatura ambiental. Y, por cierto, ¿cómo podemos calcular el calor específico de una sustancia? Para ello, deberemos usar la fórmula:
Y hablando de la temperatura corporal, ¿te has preguntado por qué nos sube la temperatura cuando estamos enfermos? Cuando tenemos una infección por cualquier causa fisiopatológica, nuestro cuerpo reacciona aumentando la temperatura. Esto lo hace porque el cerebro sospecha que puede tener un origen microbiológico, de forma que al subir la temperatura corporal “molesta” su desarrollo, crecimiento y reproducción. Las bacterias tienen un medio idóneo para completar su ciclo biológico cuando nuestra temperatura es la normal, pero cuando esa temperatura aumenta por encima de los 37º C, se está inhibiendo el crecimiento de muchas bacteriaso la actividad de algunos virus. Por otra parte, el aumento de la temperatura, a parte de inhibir el desarrollo de algunas bacterias y virus, estimula el sistema inmune con la producción de glóbulos blancos o leucocitos.
Aunque lleve su nombre, este número no fue descubierto por Amadeo Avogadro. Es más, el italiano nunca llegó a conocerlo, ya que fue el francés Jean Perrin (premio Nobel de Física en 1926) el que basó en el desarrollo de las teorías de Avogadro gran parte del trabajo de toda su vida y que propuso dar su nombre a un concepto fundamental en el estudio de las magnitudes de las sustancias a nivel atómico y molecular.
Se trata de un número gigantesco, tanto que resulta difícil de comprender a simple vista su magnitud. Pero algunos matemáticos han jugado con él para que nos hagamos a la idea, y Fernando del Álamo ha recogido algunos de sus ejemplos en el blog "Historias de la ciencia": "si llenásemos un número de Avogadro de tazas con agua del océano Pacífico, lo dejaríamos totalmente seco, y si cogiésemos un número de Avogadro de céntimos de euro y los repartiésemos entre todos los habitantes de la zona euro, les haríamos a todos billonarios."
Existe un día designado como el Día del Mol por los químicos. Es el 23 de octubre, alcanzando la celebración su pico a las 6:02. En la designación sajona de las fechas, ese momento se escribe 6:02 10/23, que se asemeja mucho al número de Avogadro.
Ese día, la web "The Science Muse" lanza diversos enigmas. Este era el del año 2012: “Imagina que tienes un número de Avogadro de dólares, y decides repartir 1.000 de esos dólares cada segundo a cada habitante del planeta. Asumiendo que la población de la Tierra es de 7.000 millones de personas, ¿cuánto tardarías en repartir todo tu dinero?”. La de Melanie Cameron fue elegida como la mejor respuesta: “Tardaría 860.305.928.571,4464 segundos, 14.338.432.142,9 minutos, 238.973.869,048 horas, 9.957.244,54965 días o 27.280,1220374 años”.
El hidrógeno tiene tres isótopos, aunque a veces se denomina como 1H (protio), 2H (deuterio) y 3H (tritio). Se ha logrado sinterizar en laboratorios otros radioisótoposque van desde el 4H al 7H. El más estable de todos los radioisótopos del hidrógeno es el tritio
El hidrógeno es el único elemento que tiene diferentes nombres para sus isótopos en el uso corriente. El 2H (también H-2 o hidrógeno-2) es más comúnmente referido como deuterio mientras que el 3H (también H-3 o hidrógeno-3) es más aludido como tritio.
Al átomo de hidrógeno que no contiene un neutrón en su núcleo se le conoce como protio; sin embargo se le conoce más como simplemente hidrógeno o hidrógeno-1. (Durante los primeros estudios sobre radioactividad, a algunos radioisótopos pesados también se les conocía con un nombre particular; sin embargo, esos nombres son raramente usados en la actualidad).
La ósmosis es un proceso de difusión en el que las partículas de disolvente pasan, a través de una membrana semipermeable (aquella que deja pasar partículas de disolvente, pero no de soluto), desde la disolución más diluida hasta la más concentrada para que se alcance el equilibrio osmótico entre las mismas. Este fenómeno tiene diversas aplicaciones, en algunas de las cuales es necesario calcular la presión necesaria para detener el flujo de disolvente de una disolución a través de una membrana semipermeable que la separa del disolvente puro. Esta es la presión osmótica, que se define como el producto de la molaridad de la disolución por la temperatura y la constante de los gases (8,31 atmL/Kmol).
Refiriéndonos, al mundo de la biología, la ósmosis es importante para la manutención del equilibrio hidricoy deelectrolitosen los seres vivos. De esta manera, la ósmosis regula nuestros niveles de agua a nivel celular o en el cuerpo en general, sin lo cual no podría haber regulación de líquidos y absorción de nutrientes y el líquido se quedaría acumulado en una parte del cuerpo o solamente pasaría y moriríamos deshidratados o por la falta de nutrientes.
Por otro lado, ¿por qué se nos recomienda agua con sal para matar microorganismos patógenos? La respuesta a esta pregunta tiene que ver también con la ósmosis. Al igualarse la concentración entre las disoluciones (agua con sal y medio interno del patógeno), los microorganismos pierden líquido interior, llegando así a la muerte.
El que los organismos no soporten una elevada salinidad también se usa para la conservación de alimentos, como el pescado o jamón curado.
Comenzamos nuestro viaje con alguna información sobre un compuesto muy beneficioso para nuestra salud y que suele pasar desapercibido: la quinina. La quinina (C20H24N2O2) es un alcaloide natural de color blanco y aspecto cristalino que tiene propiedades antipiréticas (antitérmicas), antipalúdicas (combate contra el paludismo) y analgésicas (que reduce el dolor) y que fue muy utilizado en la lucha contra la malaria. Suele tener un gran sabor amargo. Actualmente, se usa en ocasiones para tratar la babesiosis (enfermedad que transmiten las garrapatas), siendo la prevención de la degeneración celular otra de sus propiedades, así como la fabricación de bebidas tónicas,lo que tiene grandes beneficios depurativos. También podemos darle uso como antibiótico, debido a las propiedades del quino, del cual se obtiene esta sustancia.
Este blog está siendo llevado a cabo por un grupo de alumnos de 1º BCA del Colegio Salesiano "San Juan Bosco" de Granada. Nuestra intención es crear un sitio web con carácter informativo y divulgativo, especialmente dedicado a las curiosidades de disciplinas como son la Física y la Química. Sin más, esperamos que nuestro blog ayude a comprender mejor el mundo científico y que disfruten junto a nosotros. Este será gestionado por:
