bacteria modificada convierte energia del sol en combustible

Una bacteria modificada convierte la energía del Sol en combustible líquido

Almacenar la inagotable energía del Sol, sometida a los vaivenes de las nubes y del día y la noche, está más cerca. Investigadores de la Universidad de Harvard (EE UU) han concebido un sofisticado sistema que utiliza una bacteria modificada genéticamente para convertir la energía solar en un combustible líquido. El enfoque, si confirma su rentabilidad, ayudaría a afrontar el desafío energético y a luchar contra el cambio climático.
Los investigadores, encabezados por el químico estadounidense Daniel Nocera, han utilizado la energía del Sol para obtener hidrógeno del agua (formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno). Con este hidrógeno, la bacteria modificada, de la especie Ralstonia eutropha, es capaz de convertir CO2, el principal gas responsable del calentamiento global, en un alcohol combustible, el isopropanol. Al ser líquido, podría ser transportado mediante las infraestructuras actuales, subrayan los autores.
Nocera lleva años acariciando una revolución energética planetaria. En 2009, fue considerado una de las 100 personas más influyentes del mundo por la revista Time como reconocimiento a sus avances hacia combustibles inspirados en la fotosíntesis de las plantas.

Al ser líquido, el combustible podría ser transportado mediante las infraestructuras actuales

“Las células fotovoltaicas tienen un considerable potencial para satisfacer las futuras necesidades de energía renovable, pero se necesitan métodos eficientes y escalables para almacenar la electricidad intermitente que producen y poder implantar la energía solar a gran escala”, explican los autores hoy en la revista científica PNAS. Su sistema podría ser ese anhelado almacén de energía solar.
Otros equipos científicos han llegado a métodos similares, pero han necesitado acelerar las reacciones químicas con metales preciosos, como el platino y el indio, disparando los costes. El equipo de Nocera emplea como catalizadores metales abundantes en la Tierra, como el cobalto, logrando un rendimiento que triplica el de los mejores combustibles bioelectroquímicos existentes, logrados por sistemas parecidos. Para los autores, es “una importante prueba de concepto”.
"Todavía no vamos a utilizar este sistema en nuestros coches. De momento, es solo un descubrimiento científico. Ahora tenemos que mejorar las ineficiencias para que sea comercial, aunque ya somos tan eficientes, o más, que la fotosíntesis natural", señala Nocera.
Ninguna empresa se ha interesado todavía por el nuevo sistema. El año pasado, la multinacional estadounidense Lockheed Martin, un gigante de la industria aeroespacial y militar, compró uno de los anteriores productos del laboratorio de Nocera: una especie de hoja artificial que utiliza la energía solar para separar el hidrógeno y el oxígeno del agua. El hidrógeno también se puede emplear como combustible, aunque hay pocas infraestructuras para facilitar su uso.
Hace dos años, científicos de la Universidad de Exeter (Reino Unido) y de la petrolera Shell modificaron los genes de otra bacteria, la Escherichia coli, para que fabricara diésel a partir de ácidos grasos. El biocombustible, prometedor, también se enfrenta ahora a desafíos para su comercialización, como su abaratamiento. En 2013, producir un litro costaba miles de euros.
BIBLIOGRAFIA: http://elpais.com/elpais/2015/02/09/ciencia/1423507696_423300.html/consultado 
 10 de febrero 2015.
ID:147059
JAQUELINE CASTRO 

Simetría de Möbius en Metamateriales

Un grupo de científicos liderado por Xiang Zhang, del Department of Energy´s Lawrence Berkeley National Laboratory, encontró en el 2010 un nuevo tipo de simetría en metamateriales que corresponde a la banda de Möbius. Los metamateriales son materiales de ingeniería formados a partir de átomos y moléculas que cuentan con propiedades electromagnéticas específicas, las cuales dependen no de su composición química, sino de su estructura. Estos sistemas metamoleculares consistían de metales y dieléctricos, los cuales son aislantes que, al ser sometidos a un campo eléctrico externo, establecen en ellos un campo eléctrico interno. 

Banda de Möbius en 3D, obtenida en:
 http://birdieguy.blogspot.mx/2011/05/3d-mobius-strip.html

La simetría se consiguió ensamblando tres de estos meta-átomos en trímeros, controlando los giros entre ellos mediante cambios en sus signos de acoplamiento electromagnético. Con esto, se logró que los átomos presentaran una simetría C3 de Möbius; es decir, simetría cíclica con tres giros de 120 grados. Más aún, en otros sistemas metamoleculares hechos de seis meta-átomos, el estudio demostró hasta 3 giros de Möbius.

Estas simetrías, por consiguiente, no sólo podrían extenderse a otros tipos de sistemas artificiales, sino que, además, dado que la simetría guarda una estrecha relación con reacciones químicas y otras herramientas científicas como cristalografía y espectroscopía, estudios como este podrían conllevar al hallazgo de nuevos fenómenos en campos como la electrónica cuántica y la óptica cuántica, así como a una comprensión más amplia de las implicaciones de la simetría.

Fuente: http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=21027

Eduardo Camarillo Abad

150536

Redistribución de la carga en anillos cuánticos tipo II con excitón capturado bajo campo magnético

Se publicó un artículo donde se presenta un método sencillo para calcular las energías y las funciones de onda correspondientes a los estados más bajos de un excitón capturado por un anillo cuántico tipo II de InP, donde el electrón está confinado dentro del anillo y el hueco se localiza fuera de éste.

A lo largo del trabajo se muestra que la ecuación de Schrödinger para las dos partículas es completamente separable en el límite adiabático, es decir, cuando el ancho del anillo es mucho menor que el radio medio del anillo y la masa efectiva del hueco es mucho mayor que la del electrón.

También se muestran las ecuaciones diferenciales unidimensionales separadas correspondientes a los movimientos del electrón y del hueco en dirección radial ya solucionadas mediante el método de barrido trigonométrico, mientras que la solución a las ecuaciones para el movimiento rotacional se halló por medio de una expansión en series de Fourier.

La investigación presenta también resultados de los cálculos de algunos de los niveles de energía más bajos en función del ancho y radio del anillo, y de la intensidad de un campo magnético externo aplicado a lo largo del eje de simetría. Las curvas para los niveles de energía respecto a la intensidad del campo magnético presentan cruces que cambian el ordenamiento de los niveles y también muestran oscilaciones en la energía del estado base.

Actualmente, los anillos cuánticos se consideran como unos laboratorios magníficos para la observación de fenómenos mecano-cuánticos en sistemas de pocas partículas. El excitón es una entidad neutra que no presenta sinsibilidad al campo magnético ya que es un estado ligado de un electrón y un hueco. No obstante, actualmente existe una gran controversia entre algunos trabajos teóricos y experimentales que se han realizado, en torno a la posibilidad de que exista interferencia Ahoronov-Bohm en los estados de un excitón neutro confinado en un QR.

Al final, los resultados de la investigación fueron muy útiles ya que mediante la aproximación adiabática se resolvió el problema de un excitón capturado en un anillo cuántico 3D tipo II bajo la acción de un campo magnético uniforme aplicado en la dirección de crecimiento de la estructura. Se logró manifestar la aparición de oscilaciones AharonovBohm para excitones confinados en QRs tipo II, debido a la polarización en dirección radial que se da en el excitón, como consecuencia de la competencia que surge entre el potencial de confinamiento impuesto por la estructura y el potencial atractivo de Coulomb.


Ariadna Celina Gutiérrez González
148544


Fuente: http://eds.b.ebscohost.com/eds/pdfviewer/pdfviewer?sid=75061f52-14fa-4234-8885-50004ad1cb33%40sessionmgr198&vid=22&hid=126

Estudio de la alta correlación electrónica en el ZnO:Eu

Investigadores mexicanos publicaron en la Revista Mexicana de Física un estudio realizado al material ZnO dopado con Eu, este material dopado se puede obtener al sustituir uno de sus átomos por una impureza. Se analizó la influencia de la correlación electrónica en el material y para realizar esto se realizaron modelos de superceldas, mostradas en la figura siguiente.




Después de haber realizado el trabajo de laboratorio necesario y las propuestas de modelos de superceldas se llegó a la conclusión de que la interacción entre iones de Eu vecinos es menos entre mayor es el número de átomos en la supercelda empleada, además se observó que los electrones requieren de una mayor energía para interactuar con los orbitales f localizados de la impureza.

Posteriormente, al observar las bandas del ZnO se observó que había una mayor contribución de estados d del átomo de Zn en la zona baja de valencia que en la región cercana a la energía de Fermi. En ésta había más estados s del O, los cuales contribuyen también de manera importante a los estados excitados. Esto último indica que existe una hibridación entre los orbitales d del Zn, s del O y f  del Eu en el sistema dopado.

Los fenómenos encontrados en los materiales deben de ser tomados en cuenta al estudiar las propiedades de cada sistema, ya que podrían variar enormemente si se pierde cualquier detalle. Es por esto que entender claramente los conceptos de orbitales, interacciones y estados es de suma importancia en el mundo actual de la química.


Ariadna Celina Gutiérrez González
148544

Fuente: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=57021109007

Y en el inicio...nucleosíntesis (Jorge Gálvez, 147520, Química)

Una universidad en India se encargó de hacer una simulación del tipo N-Body para tener un modelo más aproximado del nacimiento del sistema solar, usando como base las ideas de la nucleosíntesis estelar y cómo se fueron creando los núcleos de elementos que se encuentran en el universo a partir de los porcentajes de abundancia conocidos en el Big Bang.

Pero lo interesante no es que sólo intentan simular la creación del sistema solar, sino que lo simulan a la par de la creación y formación de la galaxia.

Dentro de la simulación se usaron numerosas ecuaciones que explican la formación de estrellas, de nubes de gas, de colapsos de estrellas que tienden o no supernovas y demás, para que de este modo se pudiera tener una serie de eventos muy parecidos a los que sucedieron desde el momento en el que inició el universo. Esto permitió una serie de simulaciones que se apegaron mucho a la realidad y que permitieron explicar la formación de los núcleos más ligeros y pesados y cómo se fue condensando para formar la galaxia y el sistema solar en general.

En estas gráficas se puede observar como se interpretó el radio de formación de estrellas con su densidad, las eventualidades de supernovas, las densidades de los residuos de las supernovas y la formación del hierro. Se puede notar como hay picos en la formación de estrellas, el aumento de las densidades y las eventualidades de supernovas y cómo éstas se fueron estabilizando para crear un universo más estable y que gracias a todo esto se favorecieron las síntesis de núcleos más pesados.

Fuente: http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=a9h&AN=99373031&site=ehost-live

Simetría en el inicio del universo.

Vía láctea.

Nuestro universo está lleno de pequeños detalles que podemos considerar curiosos por su simplicidad y elegancia, uno de estos es la simetría. Se encuentra en la via láctea, en partículas, en nuestros cuerpos y son apreciados en el arte. Es una regla simple, pero nuestro universo está gobernado por simetría y simplicidad.

¿Cómo comenzó nuestro universo? ¿De dónde se generaron las partículas sub-atómicas? Estas preguntas han molestado la comunidad científica varias veces. 

En 1964 Peter Higgs y otros hicieron predicciones y propusieron el bosón y el mecanismo de Higgs, los cuales explicaban el origen de la masa de otras partículas elementales. 

En el 2012, fue descubierta por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). Y en el 2013 Higgs y Francois Englert recibieron el Premio Nobel de física por este descubrimiento.

Pero, ¿En qué se relaciona la simetría con la partícula y el universo?

La partícula de Higgs es la solución para decir que el universo es simétrico y contiene grandes partículas, ya que al se simétrica no tiene masa pero puede sufrir de un rompimiento electro débil de su simetría (en los inicios del universo causado por las altas temperaturas y energía) y reaccionar con otros bosones para generar las partículas sub-atómicas. (Una mejor explicación en la página http://www.quantumdiaries.org/2011/11/21/why-do-we-expect-a-higgs-boson-part-i-electroweak-symmetry-breaking/)

Durante la búsqueda para entender los componentes elementales de la materia y sus interacciones, las 2 principales teorías tratan sobre la simetría y su rompimiento para la aparición de partículas: Higgs Boson y supersimetría. La simetría es algo que la naturaleza busca y que debemos considerar para la ciencia y no sólo para el arte, donde su uso es más conocido.

Beatríz López Ruiz ID. 149823

Referencias
http://www.theguardian.com/science/blog/2012/jul/04/higgs-boson-universe-peter-higgs
http://www.quantumdiaries.org/2011/11/21/why-do-we-expect-a-higgs-boson-part-i-electroweak-symmetry-breaking/
https://www.fnal.gov/pub/ferminews/FermiNews98-01-23.pdf

Electrones para curar tumores (Omar Betanzos Sánchez 150729)

Una nueva técnica podría sustituir los rayos gamma para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer.

Riccardo Ficcini, de la universidad La Sapienza de Roma conjunto con su grupo de investigadores han llevado acabo un estudio de viabilidad sobre el uso de una nueva técnica de cirugía oncológica radioguiada que utiliza la emisión de β-, en otras palabras es la emisión de electrones en lugar de rayos gamma para el tratamiento de dos tipos de cáncer, el meningioma y el glioma de alto grado.

De acuerdo con el articulo publicado por The Journal of Nuclear Medicine señala que desde el punto de vista estadístico, la evaluación global de los ensayos han proporcionado resultados positivos para una futura aplicación en ambos casos clínicos

Hoy en día existen tratamientos para la eliminación parcial o total de ciertos tipos de cáncer pero ¿Qué tan efectivos son estos tratamientos? ¿Qué tan seguros son? Existe un buen tratamiento llamado "Cirugía radio guiada" es una técnica basada en la localización de tumores residuales mediante un trazador radiactivo; el objetivo final es realizar una resección quirúrgica completa de los tejidos cancerígenos. Para ello primeramente se inyecta en el paciente un radiofármaco que se une perfectamente a las células todavía "enfermas", las cuales, tras metabolizarlo, pueden ser identificadas gracias a un dispositivos de sonda, capaz de detectar la emisión que ellas misma producen.

Sin embargo los métodos usados hoy en día recurren al uso de medicamentos los cuales emiten rayos gamma, los cuales pueden atravesar tejidos de gran espesor, lo cual puede llegar a afectar a un órgano sano que se encentre cerca del órgano cancerígeno, el órgano sano puede llegar a "oscurecerá", otro tipo de inconveniente es que los profesionales que realizan este procedimiento de igual manera son sometidos a ciertas dosis de rayos gamma lo cual a la larga puedes causarles un daño en tu vida diaria, este tipo de limitaciones hacen que la cirugía radioguidad no sea aplicable a cualquier tipo de cáncer, como los de cerebro, riñones vejiga e hígado o en los pacientes muy jóvenes.

Señala Riccardo Faccini "Para superar dichos obstáculos, nuestro grupo de investigación propone utilizar un radiofarmaco que emite radiación en lugar de rayos gama, debido al poder de penetración de los electrones en comparación con los fotones" concluye "De esta manera, evitamos que los órganos sanos sesguen la identificación de las células tumorales residuales y, al mismo tiempo, limitamos la radiactividad adsorbida por el personal médico"

Concluimos que para poder haber realizado este experimento antes que nada se necesitaba conocer ampliamente la química inorgánica desde la carga formal que debería de tener este electrón, saber como reacciona el electrón dentro del organismo y a la vez desarrollar un artefacto el cual pueda medir y detectar la energía del electrón dentro de organismo, esta claro que la cirugía radio guiada llego para quedarse ya que es una innovación en el campo de la cual la cual nos brindará una mejor calidad de vida y a la vez un nuevo indició par poder erradicar con enfermedades letales que aún no sabes como curar.

Este articulo fue extraido y publicado primero por Investigación y Ciencia