Con aproximadamente un tercio del grosor de un cabello, 30 micrómetros, este barco concebido por físicos de la Universidad de Leiden ha establecido un nuevo récord al barco más pequeño del mundo.

A pesar de su tamaño, el barco puede zarpar. La imagen que veis se realizó con un microscopio electrónico

Sin hélice

Impreso en 3D por los físicos de Leiden Rachel Doherty, Daniela Kraft y sus colegas, el microbote carece hélice. Así, la nueva impresora Nanoscribe Photonic Professional del grupo ha superado esta prueba con gran éxito.

El grupo de investigación de Kraft investiga los micro nadadores, pequeñas partículas que se mueven en fluidos como el agua, que se pueden seguir con un microscopio. Uno de sus objetivos es comprender a los micro nadadores biológicos, como las bacterias.

La mayor parte de la investigación de este tipo se lleva a cabo sobre partículas en forma de esfera, pero la impresión 3D ofrece nuevas posibilidades.

El investigador asociado de del Centro Canadiense de Microscopía Electrónica de la Universidad de McMaster Travis Casagrande (irónica casualidad) ha construido la casa más pequeña del mundo.

Se trata de una diminuta réplica en silicio de una casa de jenjibre. Una estructura completa con ladrillos y adornos bien definidos y una bandera de Canadá a modo de alfombra de bienvenida. A su vez, la casa descansa sobre la gorra en la cabeza de un muñeco de nieve.

Silicio

A su vez, la casa descansa sobre la gorra en la cabeza de un muñeco de nieve. El muñeco de nieve está de pie junto a un cabello humano que parece un tronco de secuoya.

Es 20.000 veces más pequeña que una casa de jengibre común. Ambas esculturas son diminutas e invisibles al ojo humano. Juntas no superan el diámetro de grosor de un cabello humano, que de media tiene 0,08mm.

El material elegido fue el silicio, que reune las propiedades necesarias para ser tallado de manera microscópica.

Bajo un intenso aumento, Casagrande sacó las piezas de las decoraciones con un haz de iones de galio cargados, que actuaron como un chorro de arena.

Hace 350 años, Anton Van Leeuwenhoek vio lo que nadie había visto antes, microbios a un nivel de detalle inédito para su tiempo (incluso pudo contemplar sus propios espermatozoides). Pasaron otros 150 años antes de que otros lograran construir un microscopio capaz de revelar más.

Muchos creyeron que aquel comerciante de telas radicado en Ámsterdam sencillamente se inventaba lo que veía o sufría visiones. Sin embargo, ahora sabemos que sí fue posible, básicamente porque se acaba de descubrir cómo construyó sus microscopios.

Un misterio de más de tres siglos

Disponemos de 11 microscopios de Leeuwenhoek que han resistido el transcurrir del tiempo, y cuatro de ellos están en la colección del Rijksmuseum Boerhaave. En problema es que son demasiado valiosos para desmantelarlos y escudriñar cuáles son sus secretos.

Los microscopios de los contemporáneos de Van Leeuwenhoek magnificaron objetos aproximadamente 30 veces, pero sus microscopios fueron hasta 10 veces más potentes. Algunos incluso sugieren que eran mucho más potentes.

Pero ¿cómo pudo hacer algo así un simple comerciantes de telas sin formación científica? Se sospechaba que quizá había descubierto una forma nueva de soplar el vidrio con el que construía los microscopios. Otra opción es que tuviera una especial habilidad puliendo lentes.

Ahora sabemos que la respuesta acertada es la segunda gracias a un haz de neutrones del reactor de investigación TU Delft.

El TU Delft Reactor Institute usa radiación para realizar investigaciones sobre materiales, con fines energéticos y de atención médica, pero también ha servido para que investigadores del TU Delft y el Rijksmuseum realizaran una tomografía de neutrones no invasiva, lo que ha permitido crear una imagen del interior del microscopio sin tener que abrirlo.

La imagen resultante de uno de los microscopios del Rijksmuseum Boerhaave no deja dudas: no contiene una lente fundida, sino más bien una lente pulida.

Si os apetece leer más sobre la vida de este comerciante de telas que vivía en el epicentro de la innovación y el comercio que era Ámsterdam, así como de otros personajes que cambiaron el mundo antes de cumplir los treinta años de edad, podéis hacerlo en mi último libro Cómo cambiar el mundo antes de los 30, del que extraigo este fragmento:

El procedimiento para capturar los detalles minúsculos de tales especímenes lo resume así el propio Anton: “Entonces, mantenga el microscopio en dirección al cielo abierto, como si tuviera un telescopio y estuviera tratando de mirar las estrellas del cielo a través de él.” Con el microscopio en alto, pues, hemos de imaginarnos a Anton con esa mueca de alguien que intenta distinguir las imágenes de un programa mal sintonizado en la televisión al mismo tiempo que mueve la antena con la mano. Este procedimiento lo llevaba a cabo en su estudio, enfocado hacia la ventana, mientras situaba el microscopio muy cerca de cada ojo. Empleaba entonces el estrecho haz de luz que podía formar con las persianas de sus ventanas para enfocarlo convenientemente hacia el microscopio, aunque en otros casos era más eficaz realizar las observaciones bajo la luz de una vela, que en ocasiones amplificaba mediante un espejo.

La revista Scientific Reports ha reportado el diseño de un accesorio en forma de clip, imprimible en 3D, que puede convertir cualquier smartphone en un microscopio completamente funcional capaz de visualizar especímenes de hasta 1/100 de un milímetro, incluidos organismos microscópicos, células de animales y plantas, células sanguíneas, núcleos celulares, etc.

Imprimible en 3D

A pesar de que no requiere energía externa o fuente de luz para funcionar, el rendimiento microscópico ofrecido es considerable y ha sido fruto del trabajo de investigadores del CNBP (Centre of Excellence for Nanoscale BioPhotonics).

El desarrollador principal y investigador de CNBP en RMIT University, el Dr. Antony Orth, cree que la tecnología tiene un inmenso potencial como herramienta científica, como determinar la calidad del agua, las muestras de sangre, la observación ambiental, la detección precoz de enfermedades y el diagnóstico:

Casi todos los demás microscopios basados en teléfonos usan fuentes de luz alimentadas externamente, mientras que hay un destello perfectamente bueno en el teléfono. Los LED externos y las fuentes de alimentación pueden hacer que estos otros sistemas sean sorprendentemente complejos, voluminosos y difíciles de ensamblar. La belleza de nuestro diseño es que el microscopio es utilizable después de un simple paso de montaje y no requiere ópticas de iluminación adicionales, lo que reduce significativamente el costo y la complejidad del ensamblaje. El clip también se puede imprimir en 3D para que el dispositivo sea accesible para cualquiera con capacidades básicas de impresión 3D.

La gran mayoría de imágenes relacionadas con la biología del cáncer proceden de células fotografiadas en superficies planas, bidimensionales, pero esta situación podría cambiar pronto gracias a un nuevo microscopio de alta resolución, presentado en el último número de la revista Developmental Cell. Tal y como podéis ver en el vídeo que encabeza esta entrada, el microscopio puede visualizar células cancerosas en 3D y registrar la forma en que marcan otras partes de su entorno, revelando nuevos detalles de cómo estas células sobreviven y se dispersan en los seres vivos.

El microscopio ha sido desarrollado por Reto Fiolka y sus colegas de óptica de la Universidad de Texas Southwestern Medical Center.

Según Fiolka:

Existe una clara evidencia de que el entorno afecta en gran medida al comportamiento celular, por lo que el valor de los experimentos de cultivo celular in vitro debería al menos ser cuestionada (...) Nuestro microscopio es una herramienta que puede dar una comprensión más profunda de los mecanismos moleculares que determinan el comportamiento de las células cancerosas, ya que permite obtener imágenes de alta resolución en entornos tumorales más realistas.

Vía | Sinc

Nikon Small World es uno de los premios más importantes de microfotografía. En la edición de 2015, el ganador ha sido el vídeo que encabeza esta entrada, realizado por Wim van Egmond: Un ciliado Trachelius alimentándose de otro ciliado Campanella (250x).

El segundo puesto lo podéis ver a continuación y ha sido realizado por Danielle Parsons: El intestino de las termitas, que contiene cientos de especies de microorganismos unicelulares del grupo Parabasalia.

El resto de vídeos galardonados los podéis ver aquí.

Vía | Gizmodo

La publicación de Micrographia no causó ningún interés en la sociedad de mediados del 1600 porque lo que allí se mostraban eran los animales más pequeños que se habían logrado identificar, y por entonces los humanos equiparaban lo pequeño con lo que no tiene importancia.

Sin embargo, incluso actualmente, este libro escrito por Robert Hooke resulta impresionante, a pesar de que los métodos empleados para conseguir aquellas criaturas eran rudimentarios.

Ilustración de una pulga del libro Micrographia de Robert Hooke.

El naturalista británico de 28 años llamado Robert Hooke construyó su propio microscopio a fin de dibujar todo lo que viera a través de él. Tenía dos tipos de microscopio, según explica David Toomey en su libro Vida extraña:

Uno, muy parecido al instrumento que nosotros conocemos con este nombre, que era un conjunto de lentes fijas y alineadas en el interior de un pequeño tubo; el otro era mucho más difícil de utilizar. Era una cuenta de cristal del tamaño de un alfiler montado en un bastidor de bronce. Naturalmente, los propios sujetos examinados podían ser poco dados a cooperar. La única forma que tenía Hooke de de inmovilizar a las hormigas sin aplastarlas era emborracharlas con brandy.

Micrographia es un libro fascinante, sobre todo cuando se abre alguno de los desplegables que contiene, mostrándonos la boca ampliada de una criatura que nadie había podido ver aún. El libro contiene la descripción detallada de 57 observaciones realizadas con el microscopio que el propio Hooke fabricó, y 3 observaciones telescópicas. La obra fue escrita en lenguaje llano, humorístico en algunos casos, y los dibujos presentaban por primera vez, con una calidad artística notable.

En Micrographia, también, aparece por primera vez el término célula, al referirse a los poros observados en una fina lámina de corcho, que le recordaron a las celdas de los monjes.

Si bien el libro se vendió muy bien y fascinó a muchas personas, un buen número no le encontró sentido el fijarse en bichos tan pequeños. Tampoco le encontraron una aplicación práctica obvia. Afortunadamente, el conocimiento no siempre sigue la senda del pragmatismo.

Robert Hooke, además, colaboró con otros científicos para fundar la Universidad Invisible, la libre circulación de conocimiento y el no me creo lo que dices hasta que lo demuestres.

Contemplar la actividad celular ahora es más fácil gracias al aumento de la resolución del microscopio de iluminación estructurada (SIM) a través de una nueva técnica: una mayor apertura numérica de las lentes y la combinación de dos patrones distintos de iluminación. Este hallazgo ha sido llevado a cabo por investigadores del Janelia Research Campus de Ashburn (Estados Unidos).

El método, publicado el la revista Science, ha permitido que los expertos pudieran observar al detalle diversos procesos celulares, especialmente la interacción de las proteínas. Como muestra de la alta resolución obtenida, los científicos han compartido varios vídeos, como este en el que se puede ver una célula COS-7 a 37º C de temperatura expresando los plásmidos mEmerald-CLTA (color verde) y mCherry-Lifeact (naranja-rojo).

Vía | Sinc

La tranformación del movimiento mecánico a una señal eléctrica es el secreto que reside tras el sonido que escuchamos al reproducir un disco de vinilo. A pesar de que resultan invisibles para la vista, el disco de vinilo tiene surcos microscópicos que la aguja resigue, captando todas las irregularidades.

Para ver este proceso a un tamaño razonable, podéis darle al play al vídeo que encabeza esta entrada. El vídeo es posible gracias a Ben Krasnow y su canal de Applied Science, que usó un microscopio electrónico para mostrarnos los secretos de los surcos del vinilo.

El proceso para formar esta imagen es más complejo de lo que parece, como se explica en el vídeo. En primer lugar, porque un microscopio electrónico funciona bombardeando electrones sobre lo que se quiere visualizar, pero el plástico que compone el disco de vinilo no es un buen conductor.

Vía | Gizmodo

Un jurado acaba de seleccionar a los ganadores de esta edición del Olympus Bioscapes, un concurso de fotografías sobre cosas microscópicas que nos ayudan a descubrir cuán espectacular es el mundo de lo más pequeño: no solo se evalúa la belleza, sino también su valor científico.

El ganador de esta edición es un vídeo grabado a alta velocidad que muestra el desarrollo celular de una larva de mosca de la fruta, en realidad un timelapse de fotos tomadas cada 30 segundos en un intervalo de 24 horas. A continuación, también, podéis ver el resto de finalistas.

Cerebelo de rata

Apéndices de una bellota de mar extendidos en busca de plancton

Gorgojos verdes Phyllobius roboretanus

Córtex cerebral de una rata

Larva de Magelonid Polychaete

Melampodium divaricatum

Probóscide de polilla vampiro

Engranajes de una ninfa de ísido

Actividad nerviosa en un cerebro vivo de pez cebra

Vía | Gizmodo