Un nuevo sistema para limpiar las fuentes de agua de los microplásticos que los contaminan sin dañar los microorganismos que viven en ellas ha sido desarrollado por investigadores australianos.

Usando pequeños imanes con base de carbono en forma de bobina, los investigadores del la Universidad de Adelaida (Australia) esperan así limpiar más eficazmente mares y ríos.

Imanes

Para eliminar microplásticos se debe químicos de corta duración llamados especies reactivas de oxígeno, que desencadenan reacciones en cadena que a su vez cortan las diversas moléculas largas que forman los microplásticos en segmentos pequeños e inofensivos que se disuelven en agua. El problema de este método es que las especies reactivas de oxígeno a menudo se producen utilizando metales pesados como el hierro o el cobalto, que son contaminantes por sí mismos.

En Xataka Ciencia

Cada uno de nosotros ingiere entre 74.000 y 121.000 partículas de microplástico por año

Para salvar este escollo medioambiental, se han sustituido estos metales pesados por nanotubos de carbono mezclados con nitrógeno. Con forma de muelles, los catalizadores de nanotubos de carbono eliminaron una fracción significativa de microplásticos en solo ocho horas. La forma en espiral aumenta la estabilidad y maximiza el área de superficie reactiva, tal y como explica el autor principal Shaobin Wang, profesor de Ingeniería Química en la Universidad de Adelaida:

Las nanocapas de carbono son lo suficientemente fuertes y estables como para descomponer estos microplásticos en compuestos que no representan una amenaza para el ecosistema marino (...) Tener nanotubos magnéticos es particularmente emocionante porque hace que sea fácil recolectarlos de las corrientes de aguas residuales reales para su uso repetido en la remediación ambiental.

Como no hay dos microplásticos químicamente iguales, próximamente los investigadores se centrarán en garantizar que esta nueva técnica funcione en microplásticos de diferentes composiciones, formas y orígenes.

Un dispositivo barato para detectar los niveles de plomo en el agua corriente es el hito que ha desarrollado esta niña de 12 años para alzarse con la distinción de ser la mejor científica joven de Estados Unidos.

Su nombre es Gitanjali Rao.

Agua corriente

El dispositivo está concebido con nanotubos de carbono que envía los resultados de las mediciones del agua al teléfono móvil a través de Bluetooth. Después de ver a sus padres probando con unas rudimentarias tiras si el agua de su casa era segura, Rao decidió inventar un aparato que diese resultados mucho más fiables.

El detector ha sido bautizado como Tethys, por la diosa griega del agua dulce, es portátil. Rao explicó que Tethys funciona en base al "dopaje", que en este caso consiste en introducir elementos o compuestos químicos dentro de los nanotubos.

Usé cloruro para dopar los nanotubos. Cuando el detector se sumerge en agua con plomo, las moléculas de este metal se ven inmediatamente atraídas al cloruro.

Con su proyecto, Rao fue la ganadora del Desafío Científico Joven 2017, un concurso nacional de ciencia organizado por la empresa 3M y la organización educativa Discovery Education. Rao planea invertir el dinero del premio en producir nanotubos de carbono dopados permanentemente con cloruro que puedan instalarse en un grifo.

Un equipo de investigadores ha diseñado una manera de usar los nanotubos de carbono para construir un sistema híbrido que, a partir de elementos biológicos y sintéticos, podría permitir restablecer las conexiones entre las células nerviosas en tejidos dañados.

Los nanotubos de carbono son diminutas estructuras cilíndricas, compuestas por una red de átomos de ese elemento dispuestos en forma hexagonal, no solo son sumamente duras y flexibles, sino que conducen muy bien el calor y la electricidad.

Nanotubos

El grupo multidisciplinar de científicos de diversas instituciones (entre ellas del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales, CIC biomaGUNE, y la Fundación Vasca para la Ciencia) que ha sido el responsable de realizar este estudio con nanotubos que puede regular la formación de sinapsis, la región en la que se transmite la información entre las neuronas, y modular ciertos mecanismos biológicos, como el crecimiento neuronal ha publicado sus conclusiones en la revista Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.

Los nanomateriales serían algo así como un puente artificial entre gurpos de neuronas que obraría como prótesis neuronal con dos funciones: por una parte, servirían como andamiaje para las células; por otra, como un interfaz que favorecería las comunicaciones.

Naturalmente, éste es solo un paso previo a la investigación sobre los efectos a largo plazo de esta clase de prótesis.

Baterías recuperarán el 70 % de su carga en dos minutos, y tendrá 10.000 ciclos de recargar, es decir, durarán hasta veinte años de uso convencional. Así prometen investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur, que pronto serán las baterías. Esas baterías que duran un suspiro en nuestro smartphone o en nuestros coches eléctricos, por ejemplo.

La clave de este nuevo concepto de batería reside en la aplicación de nanotubos de dióxido de titanio como ánodo en la batería.

Es decir, moldean el dióxido de titanio, que normalmente tiene una estructura esférica, en forma de pequeños nanotubos (diminutos tubos milésimas de veces más pequeños que el cabello humano). Esa función suele pertenecer al grafito, pero el dióxido de titanio es un material común y económico, y tiene una mayor densidad energética. Es comúnmente usado como un aditivo alimentario o en cremas de protección solar para protegernos de los rayos ultravioletas.

Los investigadores, cuyo estudio fue publicado en la revista especializada Advanced Materials, están en busca de subvenciones para construir un prototipo a gran escala. En el mejor de los casos, sólo habría que esperar dos años para ver a estas baterías en el mercado. Hasta el propio Rachid Yazami, inventor del ánodo de grafito para las baterías de litio, ha dicho que es “el siguiente gran salto” para la tecnología de baterías.

Vía | Neoteo

Foto | Nanyang University

La empresa nipona Obayashi Corp, anunció el pasado lunes sus planes para construir un ascensor hacia el espacio. Sí, sí, tal y como suena.

Su objetivo es construir una elevador capaz de transportar pasajeros a una estación espacial situada a 36.000 kilómetros de altura.

Para la realización de este proyecto, la empresa utilizará nanotubos de carbono para producir los cables de este ascensor espacil, ya que este material ofrece mejores características que el tradicional acero.

La idea de estos ascensores espaciales, se ha descrito en varias ocasiones en diferentes novelas de ciencia ficción. Por ejemplo, Arthur C. Clarke ya introdujo esta idea en su novela La fuentes del paraíso en 1978. Charles Sheffield también lo menciona en la novela La telaraña entre los mundos. La compañía Obayashi opina que es posible llevar a la práctica esta idea, gracias a los nanotubos de carbono.

Algunas otras organizaciones, como la U.S. National Aeronautics and Space Administration, también habian estudiado el desarrollo de estos ascensores.

El proyecto de Obayashi describe un cable que se alza hasta una altura de 96.000 kilómetros. Aproximadamente, la cuarta parte de distancia entre la Tierra y la Luna. Un extremo del cable permanece anclado en el suelo, mientras que el otro está equipado con un contrapeso.

La estación terminal albergará laboratorios y una residencia. El diseño de este ascensor permite transportar hasta 30 personas a una velocidad de 200 kilómetros por hora, lo que supone un viaje de siete u ocho días hasta llegar a la estación. Inicialmente está previsto que el ascensor se impulse mediante motores lineales magnéticos.

Para el abastecimiento de energía, se instalarán diferentes paneles solares en la estación.

Según un empleado de esta compañía:

En este momento, no podemos estimar el costo del proyecto. Sin embargo, vamos a tratar de hacer un progreso constante de modo que no se quede en un sueño.

Vía | PopSci

Imagen inicial | Flicker: FlyingSinger

Ya hemos visto que una torre orbital desafiaría nuestros conocimientos actuales sobre ingeniería. Así que, antes de proponernos construir algo semejante, primero hay que aprender a construir otra cosa.

El paso previo sería construir un ascensor espacial que lleve materiales de forma barata al espacio. Y eso es una obra de ingeniería más plausible, porque el ascensor podría ser un cable:

Soltar un cable desde la órbita geoestacionaria, anclarlo al suelo y atar el otro extremo a un pequeño asteroide en una órbita algo superior para que haga de contrapeso y tense el sistema. (…) Su coste se estema ¡10 veces menor al de la Estación Espacial!

El problema es que un cable de tales características tendría que resistir una tensión gigantesca, y hasta hace muy poco no existía ningún material capaz de soportar algo así. En estos momentos aún no existe tal material, pero con el descubrimiento y los actuales avances en los nanotubos de carbón, empresas como Liftport están apostando a que el material estará disponible próximamente.

El mejor candidato son los nanotubos de fulereno, pero todavía no se han logrado construir cables largos sin impurezas. Los fulerenos son la tercera forma más estable del carbono, tras el diamante y el grafito. El primer fulereno se descubrió en 1985 y se han vuelto populares entre los químicos, tanto por su belleza estructural como por su versatilidad para la síntesis de nuevos compuestos, ya que se presentan en forma de esferas, elipsoides o cilindros.

También se han propuesto la fibra de carbono, fibra de carbono con alma de diamante y los polímeros de silicio

Y es que el cable debería ser capaz, en principio, de tener gran resistencia a la tracción: el peso de un cable de 100.000 Km de longitud junto con la tracción generada por la fuerza centrífuga asociada a un lastre de varios millones de toneladas es inmenso. También debe de poseer flexibilidad para soportar las condiciones de fabricación, ser capaz de desplegarse y absorber las oscilaciones del sistema una vez montado. Y también debe soportar los cambios térmicos bruscos: desde 25 ºC en la superficie a –240 ºC en el extremo superior de la órbita, o 500 ºC durante la reentrada y el proceso de inserción. El cable también debería tener una gran durabilidad, porque no serían fáciles las tareas de mantenimiento.

En este sentido, se organizó un concurso llamado Elevator 2010’s Annual Space Elevator Games, que propone a estudiantes, empresas, etc. desarrollar un vehículo capaz de alcanzar una cierta altitud subiendo por un cable o para desarrollar un cable lo suficientemente fuerte.

Tal vez más pronto de lo que creemos podremos apretar el botón de la planta 50 millones.

Vía | Mètode Primavera 2010
Más información | Arrakis

Una torre orbital (conocida también como garfio espacial, funicular cósmico) es un medio para viajar al espacio de forma muy económica, en lugar de utilizar caros cohetes: una conexión entre la superficie de la Tierra y el espacio exterior. El concepto apareció en 1895 de la mano del científico Konstantin Tsiolkovsky, que fue inspirado por Torre de Eiffel.

Construir una torre como ésta pudiera parecer propio de novelas de ciencia ficción, como Fuentes del paraíso de Arthur C. Clarke. Pero lo cierto es que no es tan aventurado como parece.

Para que os hagáis una idea de la altura de una torre orbital, imaginad por un momento que algún día se construye un edificio inmenso de 500 kilómetros de altura (teniendo en cuenta que la estructura más alta construida por el hombre, el Burj Khalifa, tiene 832 metros de altura). Semejante edificio descomunal sería tan alto que incluso afectaría al peso de las personas: alguien que en la planta primera pesara 75 kg, pasaría a pesar unos 65 kg cuando llegara al ático.

Pues para que funcionara una torre orbital debería tener 150.000 km de altura, aproximadamente un tercio de la distancia a la Luna.

¿Cómo podríamos siquiera plantearnos la construcción de algo parecido? Una de las estrategias sería, sin duda, empezar su construcción desde el espacio: a 36.000 km de altura desde el Ecuador estaremos en órbita geoestacionaria, es decir, rotaríamos a la misma velocidad que la Tierra y no nos moveríamos, por tanto, de un punto concreto. Desde la superficie empezaríamos entonces a construir la base de la torre para conectarnos con la sección superior en un punto intermedio.

De esta manera, el peso de la parte inferior de la torre se compensaría con la fuerza centrífuga de la parte superior.

Fernando Ballesteros, del Observatorio Astronómico de la Universitat de València, considera que, haciendo números, cuando se hubiesen construido ya unos 20.000 km hacia la Tierra, habría que tener construidos unos 30.000 km hacia el espacio para que actuara de contrapeso y se mantuviese equilibrada en órbita geoestacionaria. Finalmente tendríamos ante nosotros 50 millones de plantas (considerando 3 metros por planta).

Una de las atracciones de tal torre de Babel sería experimentar la gravedad de planetas con menos masa que la Tierra. En el piso un millón trescientos mil tendríamos la Suite Roja, en la cual la gravedad es idéntica a la de la superficie de Marte. Subiendo al piso 3 millones nos encontraríamos con el restaurante Blue Moon, con una gravedad igual a la lunar. Y cuando llegáramos al piso 12 millones (órbita geoestacionaria) se compensaría la fuerza de gravedad con la centrífuga y flotaríamos. Con sólo soltar un satélite desde allí, automáticamente lo tendríamos en órbita geoestacionaria circular. (…) En la planta 16 millones, la velocidad de escape coincide exactamente con la velocidad horizontal de la torre, con lo que cualquier cuerpo que se soltara desde ahí escaparía de la gravedad terrestre. El sitio ideal para un espaciopuerto.

En la próxima entrega de este artículo os explicaré el paso previo que deberíamos tomar para afrontar la construcción de una torre de Babel de estas dimensiones.

Vía | Mètode Primavera 2010
Más información | Arrakis

Científicos afirman haber producido el material más negro conocido por el hombre, capaz de absorber hasta el 99,9% de la luz recibida. Está compuesto por pequeños tubos de carbono parados sobre un extremo y es hasta 30 veces más oscuro que la sustancia de carbono actualmente utilizada por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (de Estados Unidos) como el parámetro para el negro.

El índice de reflectividad del material es del 0,045 por ciento, es decir por lo menos tres veces más absorbente que la aleación de níquel y fósforo, que hasta ahora ostentaba el récord. Para tener un parámetro de referencia, la pintura negra tiene típicamente un índice de reflexión del 5 por ciento.

Los investigadores están esperando la designación del material como el más oscuro por los records Guinness, pero no descartan que también sea un material utilizable en la conversión de energía solar, ya que básicamente absorbe toda la luz que recibe. Los investigadores sostienen que podría ser utilizable, también, en la detección de infrarrojos o en la observación astronómica.

El material, al estar hecho por pequeños tubos (el diámetro es 400 veces inferior que el del cabello humano) atrapa la luz en sus cavidades; además la superficie se hizo de forma irregular para evitar cualquier reflexión. El profesor Shawn-Yu Lin, quien colaboró en el desarrollo dijo que lo sorprendente no es sólo la baja reflexión sino la alta absorción.

Hasta ahora el compuesto fue probado sólo con luz visible, por lo que el siguiente paso será testearlo en otras longitudes de onda. Si las propiedades se mantienen, es evidente una posible utilización militar como material para “esconder” objetos de radares.

Más Información | Reuters

Las Buckyballs son nanoestructuras formadas por exactamente 60 átomos de carbono, también llamadas C60. Su forma esférica y la alta impermeabilidad las hacen ideales para el transporte de sustancias, por ejemplo para llevar pequeñas dosis de medicamento a alguna parte del cuerpo. Si bien las aplicaciones de estas estructuras son casi ilimitadas, hasta ahora sólo se había podido teorizar sobre su generación, limitando la capacidad de generación en grandes cantidades.

Recientemente científicos del Laboratorio Sandia pudieron observar la generación de las Buckyballs, confirmando las hipótesis: al aplicar calor a una lámina de carbono de un átomo de espesor, esta tenderá a doblarse formando grandes esferas. A medida que se aumente la temperatura, se agregarán más átomos a estas esferas, formando versiones menos estables del C60; con más calor aún, las esferas comenzarán a contraerse y liberarán los átomos que sobran, hasta formar las Buckyballs, las estructuras más estables con esa configuración. Si se continuara aplicando calor, éstas finalmente se desvanecerían.

Las Buckyballs se forman a partir de estructuras hexagonales y pentagonales de átomos de carbono que parecerían soldadas entre ellas, como si fuera un balón de fútbol. La curvatura, sin embargo, se forma sólo a partir de las formas pentagonales: 12 en cada C60. Los átomos van dejando la estructura a medida que se aumenta la temperatura, hasta que el tamaño del C60 llega al mínimo tamaño estable, luego de lo cual las Buckyballs se desintegran.

El descubrimiento fue hecho por Jianyu Huang, mientras estudiaba propiedades de conductividad de nanotubos de carbono; estaba empleando un Microscopio de Efecto Túnel (STM) a su vez dentro de un Microscopio de Transmisión de Electrones (TEM.) Calentó un nanotubo de 10 nanómetros de diámetro hasta aproximadamente 2.000°C cuando observó la formación de las Buckyballs; una cámara CCD de alta resolución pudo capturar todo el proceso.

Via |Newswise Science News Sitio Oficial | Sandia National Laboratories Más Información | Euroresidentes (sobre las Buckyballs) Más Información | Sobre Buckminster Fuller (Expliación del nombre Buckyballs o Fullerenes)

El área de I+D de IBM busca que un átomo se mantenga estable con el paso del tiempo.

Científicos de IBM han descubierto como hacer posible un dispositivo útil para la informática basado en nanoelectrónica. En concreto, su éxito ha sido aprender cómo guiar átomos individuales de modo que puedan crear piezas para dispositivos de almacenamiento ultra pequeños.

La idea no es otra que jugar a ser dioses, poder manipular y orientar los átomos a nuestro antojo. Entender y manipular el comportamiento de los átomos es fundamental para aprovechar el poder de la nanotecnología. En ello tendrá mucho que ver los avances recientes en electromagnetismo.

Usando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de computación de funcionamiento lógico y transistores, las puertas electrónicas lógicas de que están compuestos los chips. Hace algún tiempo, IBM ya se lanzó en esta aventura y mostró el primer circuito de ordenamiento lógico formado por nanotubos de carbono. Las computadoras moleculares basadas en estos circuitos tienen el potencial de ser mucho más pequeñas y rápidas que la actuales, además de consumir una cantidad considerablemente menor de energia.

Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-Packard (HP), NEC e Intel están invirtiendo millones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo también se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que para este año ha destinado 570 millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.

En España, los científicos hablan de “nanopresupuestos”. Pero el interés crece, ya que ha habido algunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autónoma de Madrid.

Vía | Electrónicos On Line Genciencia | Superconductividad Genciencia | A HP le gustan los nanocables Genciencia | La nanotecnología se deja seducir por españoles Genciencia | La computación cuántica asoma la cabeza Genciencia | Primero nanotubos, después nanopolímeros