El manganeso es un metal de transición blanco grisáceo, parecido al hierro. Es un metal duro y muy frágil, refractario y fácilmente oxidable. Es uno de los elementos más abundantes en la superficie de la Tierra. Ahora se ha confirmado de que hay bacterias que lo usan para alimentarse, usando este metal como fuente de calorías.

Jared Leadbetter, profesor de microbiología ambiental en Caltech, quien, en colaboración con el académico posdoctoral Hang Yu, describe los hallazgos en la de la revista Nature.

Halladas en un recipiente sucio

El hallazgo de estas bacterias fue un claro caso de serendipia: tras realizar experimentos no relacionados usando una forma ligera de manganeso similar a la tiza, Leadbetter encontró la bacteria por casualidad, pues dejado una jarra de vidrio sucia con la sustancia para sumergirla en agua del grifo en el fregadero de la oficina de Caltech antes de partir durante varios meses para trabajar fuera del campus.

Manganeso puro.

El hallazgo ayuda a los investigadores a comprender mejor la geoquímica del agua subterránea. Se sabe que las bacterias pueden degradar los contaminantes en las aguas subterráneas, un proceso llamado biorremediación.

El estudio también revela que las bacterias pueden usar manganeso para convertir el dióxido de carbono en biomasa, un proceso llamado quimiosíntesis.

Los resultados de la investigación también tienen una posible relevancia para comprender los nódulos de manganeso que salpican gran parte del fondo marino.

Las espumas de densidad ultrabaja no son espumas en el sentido tradicional del término, sino una red parecida a un espagueti de alambres de tamaño nanométrico conectados al azar y que contienen el mismo o menos número de átomos que el aire.

Esta técnica, conseguida en el LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory), permite aligerar metales pesados como el oro, la plata o el cobre hasta el punto de que se pueden montar sobre un mosquito.

NIF

Según explica el científico de materiales Michael Bagge-Hansen, investigador principal del proyecto:

Estamos analizando principalmente las cuestiones científicas fundamentales que rigen cómo sintetizar, ensamblar y dar forma a los aerogeles basados en nanocables de metal.

La investigación se remonta a casi una década, pero "solo en los últimos dos años obtuvimos espumas de esta increíble calidad". La escasez de literatura previa sobre la creación de este tipo de cables en grandes cantidades ha obligado a realizar numerosos experimentos y estudios fundamentales para comprender sus mecanismos.

En los experimentos recientes, el equipo congeló el nanocable dentro de un molde creador de formas que normalmente se rellena con una mezcla de agua y glicerol. Cuando se endurece, el nanocable parece una "malla aleatoria de espaguetis congelados".

A continuación, el material se retira del molde y el agua congelada se extrae reemplazándola con acetona, que luego se disuelve en un proceso de secado utilizando dióxido de carbono líquido, dejando solo el metal y el aire.

Un trabajador dentro de la cámara de combustión del NIF.

Las espumas fueron desarrolladas específicamente para NIF como fuentes de rayos X, aunque el material también podría aplicarse a otros usos. El NIF (National Ignition Facility) es un gran proyecto de Estados Unidos de fusión inercial. Cada elemento emite un conjunto característico de rayos X cuando se calienta con láseres en un plasma. Las espumas metálicas pueden imitar el gas, aunque están hechas de materiales que no son gas a temperatura ambiente.

Este tipo de instalaciones están surgiendo debido a la prohibición de ensayos nucleares en superficie, con lo que se hizo necesaria la simulación mediante pequeñas explosiones controladas. La instalación equivalente en Francia es el Laser MegaJoule.

Unos científicos ha descubierto cómo los microbios pueden absorber la energía de las rocas. Tales formas de vida podrían estar más extendidas de lo que nadie hubiera creído anteriormente.

Concretamente, han sido el biofísico Moh El-Naggar y su alumna Yamini Jangir, que se sumergieron en el Black Hills de Dakota del Sur, una antigua mina de oro que ahora es más famosa como hogar de un detector de materia oscura.

Comedores de electricidad

No es la primera vez que se descubren microbios que se alimentan de electricidad. En 2014, por ejemplo, ya se hizo. Pero cada vez se encuentran más tipos de estas bacterias y, también, se conoce mejor el procedimiento por el que obtienen la energía. Rhodopseudomonas palustris, obtiene sus electrones a través de la conductividad natural de los distintos minerales que las rodean, y a medida que estas bacterias extraen los electrones del hierro, van creando cristales de óxido de hierro, que se forman en el terreno de alrededor. Con el paso del tiempo, esos cristales se vuelven conductores y actúan como circuitos que permiten a las bacterias seguir obteniendo electrones de minerales que de otra forma nunca habrían podido alcanzar.

Sabemos desde hace tiempo que los mundos aeróbico y anaerobio (que necesitan o no oxígeno) interactúan principalmente a través de la difusión de elementos químicos tanto dentro como fuera de sus dominios. Lo que se está descubriendo puede cambiar lo que pensamos sobre el modo en que ambos mundos se relacionan

Actualmente, es Moh El-Naggar quien estaba buscando una tubería de metal oxidado. Desviaron parte del agua de la antigua tubería, la dirigieron a un recipiente e insertaron en él diversos electrodos. Esperaban que la corriente atrajera a su presa, un microbio poco estudiado que puede vivir de la electricidad.

Los microbios que consumen electricidad que los investigadores estaban buscando pertenecen a una clase más grande de organismos que los científicos apenas están empezándose a comprender. Habitan en mundos en gran parte inexplorados: las calderas burbujeantes de los respiraderos del mar profundo; vetas ricas en minerales en las profundidades de la superficie del planeta; sedimentos oceánicos solo unos centímetros por debajo del lecho marino profundo.

El equipo de El-Naggar aún está analizando los datos de su mina de oro, pero señala que esta clase de microbios son mucho más comunes de lo que creemos. No lo sabíamos porque no son fáciles de encontrar, ni de transportar a un laboratorio.

A medida que crece el número de consumidores de electrones, los científicos comienzan a descubrir cómo funcionan. ¿Cómo un microbio consume electrones de una pieza de metal o los deposita de nuevo en el medio ambiente cuando termina con ellos? Se sugiere que algunos consumidores de metal transportan electrones directamente a través de sus membranas, una hazaña que antes se creía imposible.

Aunque comer electricidad parece extraño, el flujo de corriente es fundamental para la vida. Todos los organismos requieren una fuente de electrones para producir y almacenar energía. También deben poder arrojar electrones una vez que se haya terminado su trabajo. Los humanos y muchos otros organismos obtienen electrones de los alimentos y los expulsan con la respiración. Los microbios que El-Naggar y otros están tratando de cultivar pertenecen a un grupo llamado lithoautotrophs, o comedores de rocas, que obtienen energía de sustancias inorgánicas como hierro, azufre o manganeso. En las condiciones adecuadas, pueden sobrevivir únicamente con electricidad.

La aparente capacidad de los microbios de ingerir electrones, conocida como transferencia directa de electrones, es particularmente intrigante porque parece desafiar las reglas básicas de la biofísica. Las membranas grasas que encierran las células actúan como un aislante, creando una zona eléctricamente neutra que antes se creía imposible que un electrón cruzara. "Nadie quería creer que una bacteria tomaría un electrón del interior de la célula y lo trasladaría al exterior", ha señalado Kenneth Nealson, geobiólogo de la Universidad del Sur de California, en una conferencia a la Society for Applied Microbiology en Londres.

La aparición de la vida

Solo una pequeña fracción (tal vez el 2 por ciento) de todos los microorganismos del planeta se puede cultivar en el laboratorio. Los científicos esperan que estos nuevos enfoques, el desarrollo de microbios en los electrodos en lugar de en los sistemas de cultivo tradicionales, proporcionen una forma de estudiar muchos de los microbios que hasta ahora han sido imposibles de cultivar.

Al igual que los pescadores utilizan diferentes señuelos para atraer a diferentes peces, ahora se establecen los electrodos a diferentes voltajes para extraer una rica diversidad de microbios. Pero El-Naggar enfatiza que el campo todavía está en su infancia, comparando el estado actual con los primeros días de la neurociencia, cuando los investigadores pincharon ranas con electrodos para hacer que sus músculos se contrajeran.

parece que los científicos solo han arañado la superficie de la diversidad microbiana que crece debajo del exterior superficial del planeta. Los resultados podrían dar pistas sobre los orígenes de la vida en la Tierra y más allá. Una teoría para el surgimiento de la vida sugiere que se originó en superficies minerales, que podrían haber concentrado moléculas biológicas y reacciones catalizadas. Una nueva investigación podría llenar uno de los vacíos de la teoría: un mecanismo para transportar electrones desde las superficies minerales hacia las células.

Por si fuera poco, los comedores de metal bajo la superficie pueden proporcionar nuevas hipótesis para la vida en otros mundos, donde los microbios alienígenas podrían estar ocultos bajo el exterior superficial del planeta. No en vano, el experimento de El-Naggar, está siendo financiado por el Instituto de Astrobiología de la NASA. Marte, por ejemplo, es rico en hierro y tiene agua fluyendo debajo de su superficie.

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.

Un clip es uno de los objetos cotidianos aparentemente más insignicantes. Solo es un trozo de metal muy pequeño que sirve para capturar hojas y poco más. Sin embargo, un clip es un objeto casi legendario si lo examinamos con un poco más de detenimiento.

Porque un clip, en realidad, está hecho de cristales que se desplazan de un lado a otro a la velocidad del sonido.

Metal hecho de cristales

A primera vista, un metal no parece hecho de cristales porque los cristales metálicos son opacos y, en la mayoría de casos, microscópicos. Tal y como lo explica Mark Miodownik en su libro Cosas (y) materiales:

Vistos con un microscopio electrónico, parecen un enlosado muy irregular, y en cada uno se observan unas líneas ondulantes: son las dislocaciones o los defectos de la estructura cristalina.

Estas perturbaciones en los átomos permiten a los metales cambiar de forma. Por ejemplo, doblar un clip. Cuando doblamos un clip, en realidad doblamos los cristales que forman el metal.

Esta plasticidad la producen las dislocaciones, que se mueven dentro de cada cristal desplazando pequeños fragmentos de material de un lado a otro a la velocidad del sonido. Así, doblando el clip hace uno que se muevan aproximadamente 100.000.000.000.000 dislocaciones a una velocidad de cientos de metros por segundo. Si ien cada una desplaza apenas un ínfimo fragmento de cristal, son lo bastante numerosas para permitir al metal comportarse como un plástico superresistente, y no como una piedra.

Este 8 de febrero se cumplían 48 años de la caída sobre la Tierra, concretamente sobre el estado mexicano de Chihuahua, del meteorito Allende, la más grande condrita carbonácea conocida, y que es conocido como el "meteorito más estudiado del mundo".

Se estima que la roca original debió haber tenido el tamaño de un utilitario viajando a través del espacio con rumbo a la Tierra a poco más de 15 km por segundo.

Condrita carbonácea

A primera hora de la mañana del 8 de febrero de 1969 al norte de México, cerca de Pueblito de Allende, es donde se precipitó esta condrita carbonácea, que ha proporcionado una gran cantidad de rocas como material de estudio, muchos más de cualquier otra caída de condrita carbonácea.

Y es que los meteoritos de este tipo son de gran interés científico dado que su estructura se remonta a los mismos orígenes del sistema solar.

Básicamente hay cuatro tipos de meteoritos:

• Condritas: se clasifican en función del grupo al que pertenecen (5 tipos) y textura (6 tipos). Tienen menos del 10% de metal. También contienen esferas de rocas originadas por la fusión de los materiales de la nebulosa solar.
• Acondritas: son rocas ígneas, como las volcánicas, y proceden del cinturón de asteroides. Se clasifican en función de su origen y nivel de calcio.
• Ferrosos: se caracterizan por estar compuestos por más del 90% de metal, mezcla de hierro y níquel. Proceden de asteroides en los que el metal fundido se separó de los silicatos y se enfrió.
• Palasíticos: mixtos de metal y roca con cristales de silicatos, como el olivino, en un matriz de hierro y níquel. Proceden de cuerpos de más de 1 kilómetro de diámetro que se originaron en la formación del sistema solar. Son precursores de los planetas. Son extremadamente raros: en la Tierra solo se han encontrado 61. El más célebre se encontró en el desierto de Gobi y pesa 1.003 kilogramos.

Hasta la fecha se conocen 165 cráteres de impacto en todo el mundo. De media, chocan contra la Tierra un par de cuerpos celestes cada siglo con un diámetro de 50 metros.

El primer metamaterial electromagnético sin metal, que absorbe energía electromagnética sin calentamiento, ha sido desarrollado por ingenieros eléctricos de la Universidad de Duke.

Los metamateriales son materiales sintéticos compuestos de muchas características individuales diseñadas que, juntas, producen propiedades que no se encuentran en la naturaleza.

Como un bloque de LEGO

Este metamaterial completamente electromecánico dieléctrico (no metálico) es una superficie con hoyuelos con cilindros, similar a un bloque de LEGO, diseñado para absorber las ondas terahertzio, entre las ondas infrarrojas y las microondas. Según Willie Padilla, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Duke:

La gente ha creado este tipo de dispositivos antes, pero los intentos previos con dieléctricos siempre han sido emparejados con al menos algo de metal. Todavía tenemos que optimizar la tecnología, pero el camino hacia varias aplicaciones es mucho más fácil que con los enfoques basados en el metal

¿Qué aplicaciones podría tener algo así? Algunos ejemplos son dispositivos de imagen térmica más nítidos o iluminación eficiente (las bombillas incandescentes generan una cantidad significativa de calor perdido).

Podemos producir una meta-superficie dieléctrica diseñada para emitir luz, sin producir calor residual. Aunque ya hemos podido hacer esto con metamateriales basados en metal, se necesita trabajar en temperaturas altas para que la cosa entera funcione. Los materiales dieléctricos tienen puntos de fusión mucho más altos que los metales, y ahora estamos intentando rápidamente llevar esta tecnología al infrarrojo para demostrar un sistema de iluminación.

Los gatos callejeros de un pequeño pueblo de pescadores, al sur de la isla japonesa de Kyushu, solían desarrollar temblores y movimientos descoordinados después de husmear en los lugares donde se descargaba pescado. Tiempo más tarde, esta especie de baile de San Vito empezó a producirse también entre los seres humanos, unidas a pérdidas de conciencia o ideas delirantes.

¿Qué estaba pasando allí? Al poco de investigar, descubrieron que en el interior de aquellos peces había mercurio. Y así nació la enfermedad de Minamata.

Tal y como lo explica David G. Jara en su libro Bacterias, bichos y otros amigos:

El metal pesado había ido acumulándose en la bahía durante varias décadas debido a los residuos que, sin ninguna precaución, arrojaba al mar una importante industria que allí se había asentado. El tóxico metal alcanzó la cadena trófica a través de las algas, que sirvieron de pasarela para acceder a los peces, y de estos, finalmente, llegar a gatos y humanos.

En 1956, el año en que se detectó el brote, murieron aproximadamente 45 personas. Las mascotas y los pájaros del lugar mostraban síntomas parecidos. Las víctimas no serían indemnizadas hasta 1996. El caso constituye uno de los llamados "cuatro grandes procesos" de la responsabilidad medioambiental en Japón. En el año 2001 se habían diagnosticado 2.955 casos de la enfermedad de Minamata. De ellos, 2.265 habían vivido en la costa del Mar de Yatsushiro. Lo cual debe de ponernos en guardia cuando decidamos dar carta de naturaleza a la contaminación de los océanos.
Imagen | Moyan_Brenn

Medio metal, medio espuma, así es este nuevo compuesto híbrido concebido por investigadores de la Universidad de Cornell que podría usarse en el futuro para aplicaciones robóticas y aeronáuticas. Por si fuera poco, el compuesto de metal-elastómero tiene la capacidad de cambiar de forma sobre la marcha y repararse a sí mismo cuando se daña.

El metal es una aleación de indio, estaño y bismuto, conocido como metal de Field. Cuando se lo calienta 62 grados centígrados se deforma, cuando se enfría mantiene esa nueva forma, y cuando se vuelve a calentar recupera el volumen original. Podéis ver un vídeo del material en acción a continuación:

Vía | Gizmodo

A pesar de las pintas, las tachuelas, el negro Parca, las melenas, y el rasgueo frenético de la guitarra y las voces en ocasiones demoníacas, el heavy metal o el punk no potencian una actitud agresiva, según un reciente estudio publicado en Frontiers in Human Neuroscience. Más bien lo que hace es "regular la tristeza y aumentar la positividad".

Además, los niveles de irratibilidad, estrés y hostilidad se reducen considerablemente tras escuchar una pieza. Para llegar a estas conclusión tan contraintuitivas se monitorizó a un grupo de personas con edades comprendidas entre los 18 y los 34 años mientras escuchaban este tipo de música junto a piezas de control, incluyendo bandas como Parkway Drive, Slipknot, Metallica, Judas Priest, System Of A Down y Manowar.

La mayoría de aficionados al heavy, además, son personas dóciles, introvertidas y pacíficas, tal y como sugiere un estudio liderado por Adrian North, de la Universidad británica de Heriot-Watt, cuya encuesta online fue cumplimentada por 36.000 internautas de todo el mundo. Según la encuesta de North, por tanto, podemos decir que los aficionados al heavy metal se parecen muchísimo a los aficionados a la música clásica.

Otro estudio de la Universidad australiana de Queensland, liderado por Felicity Baker y William Bor, confirman esta idea, descartando que la música sea un factor causal del comportamiento antisocial.

Vía | ABC
Imagen | MOJO MOOMEY