Más fuerte y más flexible que el grafeno, una capa de boro de un solo átomo podría revolucionar los sensores, las baterías y la química catalítica. El llamado borofeno es un alótropo cristalino propuesto para el boro.

El borofeno tiene una estructura de átomos de boro hexagonal (similar a la de los átomos de carbono en el grafeno), pero con un átomo de boro adicional en el centro de cada hexágono. Fue fabricado hace apenas dos o tres años.

Predicho en 1990

Los electroquímicos creen que el borofeno podría convertirse en el material del ánodo en una nueva generación de baterías de iones de litio más potentes. Los químicos están fascinados por sus capacidades catalíticas. Y los físicos están probando sus habilidades como sensor para detectar numerosos tipos de átomos y moléculas.

Los físicos primero predijeron su existencia en la década de 1990 utilizando simulaciones por ordenador para mostrar cómo los átomos de boro podrían formar una monocapa. Pero esta sustancia exótica no se sintetizó hasta 2015, utilizando deposición química de vapor. Este es un proceso en el que un gas caliente de átomos de boro se condensa en una superficie fría de plata pura.

Desde la síntesis del borofeno, los químicos han estado caracterizando ansiosamente sus propiedades. El borofeno resulta ser más fuerte que el grafeno y más flexible. Es un buen conductor de electricidad y calor, y también es superconductor. Estas propiedades varían según la orientación del material y la disposición de las vacantes. Esto lo hace "ajustable", al menos en principio. Esa es una de las razones por las que los químicos están tan emocionados.

Los átomos de hidrógeno también se adhieren fácilmente a la estructura de una sola capa del borofeno, y esta propiedad de adsorción, combinada con el enorme área de superficie de las capas atómicas, hace del borofeno un material prometedor para el almacenamiento de hidrógeno. Los estudios teóricos sugieren que el borofeno podría almacenar más del 15% de su peso en hidrógeno, superando significativamente a otros materiales.

Luego está la capacidad del borofeno para catalizar la descomposición del hidrógeno molecular en iones de hidrógeno, y el agua en iones de hidrógeno y oxígeno. Eso podría marcar el comienzo de una nueva era de ciclos de energía basados en el agua.

Sin embargo, los químicos tienen mucho trabajo que hacer antes de que el borofeno se pueda usar más ampliamente. Para empezar, todavía tienen que encontrar una manera de hacer borofeno en grandes cantidades. Y la reactividad del material significa que es vulnerable a la oxidación, por lo que debe protegerse cuidadosamente. Ambos factores hacen que el borofeno sea caro de fabricar y difícil de manejar. Así que hay trabajo por delante.

Un tipo concreto de molécula cargada negativamente que resulta fundamental en la producción de moléculas orgánicas complejas, ha sido detectada por sorpresa por la nave Cassini de la Agencia Espacial Europea.

El descubrimiento constituye una revolución acerca de la composición de la atmósfera de esta luna.

Moléculas cargadas negativamente

El hallazgo de estos iones con carga negativa, o 'aniones', ha sido una sorpresa porque son altamente reactivos y no deberían durar mucho en la atmósfera de Titán antes de combinarse con otros materiales. El hallazgo ha sido publicado en un nuevo estudio en Astrophysical Journal Letters.

Las detecciones se efectuaron con el espectrómetro de plasma de Cassini, denominado CAPS, mientras la misión atravesaba la alta atmósfera de Titán, entre 950 y 1.300 kilómetros por encima de la superficie. Según explica Ravi Desai, del University College London, autor principal del estudio:

Por primera vez hemos identificado claramente aniones de cadena carbonada en una atmósfera planetaria, iones que consideramos clave a la hora de producir moléculas orgánicas más grandes y complejas, como las grandes partículas que forman la bruma de Titán. Se trata de un proceso conocido en el medio interestelar, pero que ahora hemos visto en un entorno completamente distinto, por lo que podría representar un proceso universal que da lugar moléculas orgánicas complejas.

Un grupo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha concebido un material que, si bien presenta una textura que recuerda al gel, tiene una gran consistencia y resistencia mecánica, lo que le permite adaptarse a un entorno muy cambiante.

Inspirado en un gusano marino

Este nuevo compuesto está inspirado en la mandíbula del gusano marino Nereis virens, que también tiene una consistencia parecida a la gelatina pero que puede ser tan fuerte como los minerales calcificados que se hallan en la dentina humana o los huesos.

Según explica Francisco Martín-Martínez, uno de los responsables de este compuesto:

La mandíbula del Nereis virens está compuesta por una proteína que contiene grandes cantidades de histidina, un aminoácido que interacciona con los iones del medio y hace que se vuelva más o menos flexible.

El equipo encontró que a nivel molecular, la estructura del material proteico se fortalece cuando el medio ambiente contiene iones de zinc y ciertos índices de pH. Los iones de zinc crean en enlaces químicos con la estructura del compuesto. Estos enlaces son reversibles y pueden formarse o romperse a conveniencia, lo que hace que el material sea más dinámico y flexible.

Su aplicación en el futuro está por ver, pero seguramente contribuirá al desarrollo de los llamados robots blandos.

La primera detección directa de la presencia permanente de iones metálicos en la ionosfera de un planeta que no es la Tierra ha tenido lugar en uno de nuestros vecinos, Marte, gracias a la sonda orbital marciana MAVEN.

Joseph Grebowsky, del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, es autor principal de un artículo sobre esta investigación que aparece el 10 de abril en Geophysical Research Letters.

Metal en Marte

MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) está explorando la atmósfera superior marciana para entender cómo el planeta perdió la mayor parte de su aire. Y ahora sabemos que tiene iones de metal, segúne explica Grebowsky:

Debido a que los iones metálicos tienen vidas largas y son transportados lejos de su región de origen por vientos neutros y campos eléctricos, pueden utilizarse para inferir el movimiento en la ionosfera.

El metal proviene de una lluvia constante de pequeños meteoritos sobre el Planeta Rojo. MAVEN ha detectado los iones de hierro, magnesio y sodio en la atmósfera superior de Marte en los últimos dos años usando su instrumento Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer.

Detectamos iones metálicos asociados durante el paso cercano del cometa Siding Spring en 2014, pero ese fue un evento único y no nos habló de la presencia a largo plazo de los iones.

El nuevo reloj más preciso del mundo tardará miles de millones de años en atrasarse. El reloj iónico ha sido desarrollado por físicos del Instituto Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), y su precisión supera a la de los relojes atómicos (que funcionan la frecuencia de las vibraciones de un átomo para medir el tiempo).

Y es que este reloj iónico mide las oscilaciones de los iones de un átomo de iterbio, un isótopo que pertenece al grupo de los metales: los iones oscilan trillones de veces por segundo entre dos láser, lo que permiten contar las oscilaciones de manera precisa.

Uno de los relojes más precisos del mundo, hasta ahora, era el NPL-csF2, un mecanismo del tamaño de un armario que está ubicado en el Laboratorio Nacional de Física. Se basa en una fuente de emisión de cesio, en el que el tic-tac está marcado por la medida de energía encesaria para cambiar una propiedad de los átomos llamada "espín".

La cuestión es que, hasta ahora, la definición de segundo se había establecido a través de un reloj atómico. Si el segundo se había establecido como 9.192.631.770 ciclos provocados por la transición de los átomos de Cesio 133, esta nueva forma más precisa de medir el tiempo es probable que obligue a redefinir este intervalo de tiempo.

Vía | Gizmodo

El 80 % de las especies de araña australiana aún son desconocidas para la ciencia, y algunas de las más venenosas que se conocen en todo el mundo habitan precisamente en Australia.

Por eso no deja de ser irónico que hayan sido investigadores del Instituto de Biociencia Molecular de la Universidad de Queensland, en Australia, los que han localizado siete compuestos en el veneno de araña que podrían tener aplicaciones en el tratamiento del dolor, pues interfieren la señalas nerviosas que son enviadas al cerebro. Particularmente son relevantes las distintas moléculas proteicas que bloquean los canales de iones de sodio Nav1.7, que codifica el gen SCN9A.

Tras analizarse 206 especies de arañas, en el 40% de los sus venenos localizaron al menos un complejo capaz de bloquear los citados canales de iones de sodio Nav1.7, y por tanto de ayudar a concebir nuevos fármacos para tal fin. Según Julie Kaae Klint, una experta en electrofisiología que ha participado en el estudio publicado en la revista British Journal of Pharmacology, señala:

Se estima que existen al menos nueve millones de estos péptidos. Probablemente muchos más. Y solo el 0,01% de este inmenso panorama farmacológico ha sido explorado hasta ahora.

Vía | Science Daily

Imagen | olivierbxl

Este descubrimiento se ha publicado en la revista Journal of Biological Chemistry y se ha catalogado como “Paper of the Week” y es probable que pueda ayudar al desarrollo de terapias específicas contra enfermedades como la hipertensión y la epilepsia genética.

Al igual que un detector de humo detecta su entorno y responde emitiendo una señal acústica, las células controlan su entorno intracelular a partir de unos sensores moleculares para evaluar su estado y provocar unas acciones.

Aunque sigue sin comprenderse completamente la funcionalidad de este sensor, los investigadores del UCLA (University of California – Los Angeles) han descubierto por primera vez su mecanismo molecular, lo que supone un nuevo rayo de luz sobre la complejidad de los sistemas de control celulares.

“Hemos sido capaces de resolver los cambios biofísicos que ocurren en el sensor, en condiciones parecidas a las presentes en el interior de una célula viva, por lo que creemos que estas transformaciones reflejan los eventos moleculares que ocurren cuando los canales BK operan en el cuerpo”, dijo el jefe del equipo de investigación Riccardo Olcese.

Vía | University of California – Los Angeles

Es difícil imaginar una temperatura más elevada que la generada por el astro rey, que nos baña con su luz y su calor desde que venimos a este mundo, del cual depende nuestra supervivencia y, por extensión, la vida en todo el planeta. Ahora tratad de imaginar una temperatura 250.000 veces mayor que la del Sol: 4 billones de grados.

Es imaginad que esa temperatura se obtiene en un laboratorio.

Es lo que ha ocurrido en el Laboratorio Nacional de Energía de Brookhaven, en Nueva York. La temperatura más alta jamás registrada (no, no ha sido en un producto de un atasco de tráfico en pleno agosto) ha sido producida en un experimento realizado en el colisionador de iones pesados RHIC, un acelerador de partículas de 3,8 kilómetros de circunferencia que se halla bajo tierra, a 4 metros bajo Upton.

Estas explosiones ultracalientes que duran milisegundos se producen chocando iones de oro entre sí, y darán suficiente material de estudio durante años a los físicos, que confían en entender cómo y por qué se formó el universo (sí, los muy ilusos no se conforman con lo de “fue Dios”).

Pero no sólo tratan de encontrar pequeñas irregularidades que podrían explicar por qué la materia se formó en sus primeros estadios, también pretenden que el experimento tenga aplicaciones prácticas: como los spintronics, materiales que tienen el objetivo de hacer más pequeños, más rápidos y más poderosos los dispositivos informáticos.

Como podréis imaginar también, el Gran Colisionador de Hadrones de Suiza prevé utilizar el mismo sistema este mismo año, haciendo chocar iones de plomo. Las temperaturas generadas entonces serán aún mayores.

Vía | ABC