Monday, April 27, 2009

China asegura que ha construido el telescopio óptico más potente del mundo

China asegura que ha construido el telescopio óptico más potente del mundo

authorCarlos Martin | Noviembre 6, 2008

China aseguró hoy que ha construido el telescopio óptico más potente del mundo, con el que espera “desentrañar los misterios del universo”, y cuya construcción requirió un desembolso de 26,82 millones de euros.

Este potente telescopio se ha ubicado en lo alto de una montaña de 960 metros de altitud, dentro de una base de investigación de los Observatorios Astronómicos Nacionales, situada a 170 kilómetros al noreste de Pekín.

Bautizado como LAMOST, posee una abertura efectiva que supera los cuatro metros, la mayor del mundo dentro de sus características, y 4.000 fibras ópticas que permiten descifrar la luz de las estrellas y convertirla en una enorme cantidad de datos espectrográficos.

De este modo, la visión del LAMOST puede alcanzar el doble de distancia que la del SDSS, instalado en Nuevo México (EEUU) y considerado hasta hora el mayor telescopio óptico del mundo. El LAMOST dispone de 4.000 fibras por cada “disparo”, 5,5 veces más que el “SDSS”.

“Aún debemos formarnos una idea clara acerca de la estructura de nuestra galaxia”, avanzó el profesor Chu Yaoquan, miembro del equipo de ingenieros involucrado en el proyecto. “Analizando un espectro de millones de estrellas en la Vía Láctea, podríamos tener una oportunidad de conocer la historia de la galaxia”, concluyó.

Un láser para rastrear el CO2 de los bosques

Un láser para rastrear el CO2 de los bosques

authorCarlos Martin | Febrero 6, 2009

BosquePor increíble que parezca una nueva tecnología permite en España controlar uno a uno los árboles de los bosques mediante esta nueva técnica de radar aérea.

La precisión es tal que además de medir correctamente la masa forestal, permite conocer con exactitud el dióxido de carbono (CO2) que retiene y que retendrá la biomasa que está en continuo crecimiento.

El radar en cuestión se llama Light Detection and Rangig (LIDAR) y a bordo de un avión es capaz de rastrear el bosque con una precisión de 20 centímetros en horizontal y 15 centímetros en altura. Lanza 150.000 impulsos por segundo que peinan una banda del territorio de 600 metros de ancho. Cuando rebota el láser se detecta mediante GPS la posición.

«Es una tecnología puntera de una precisión asombrosa, que nos permitirá conocer cuánto CO2 mantienen fijado nuestros bosques y las previsiones de los próximos años según el manejo que hagamos», aseguran los que lo han utilizado. «Con LIDAR medimos absolutamente todo: las alturas y densidades de cada árbol. También su edad y diámetro, que nos permite conocer cuánto CO2 más podrá fijar durante su crecimiento. Ya sólo basta aplicar un programa informático en el que se introduce la especie, y tenemos el volumen de CO2 fijado en cada masa forestal», aseguró el ingeniero forestal Diego Cuasante.

Fotosíntesis en menos de un segundo

Fotosíntesis en menos de un segundo

authorCarlos Martin | Febrero 10, 2009

FotosintesisPor sorprendente que nos pueda parecer, un equipo de investigadores lograron tomar fotografías láser en una milésima de una billonésima parte de un segundo para estudiar el papel de los electrones en la transferencia de energía.

Según publica la revista especializada Physical Review Letters, este equipo británico examinó la proteína LH2, muy conocida dentro del sistema fotosintético y que ayuda en el proceso de extracción del agua los electrones que luego conducen la reacción mediante la cual el dióxido de carbono se transforma en azúcar.

“En general, estamos tratando de comprender cómo puede la naturaleza transportar energía en grandes moléculas, y la fotosíntesis es un buen ejemplo de cómo la naturaleza lo hace con extraordinaria eficiencia”, aseguró el director de la investigación, el doctor Mercer.

Esta investigación pretende, entre otras cosas, mejorar el rendimiento de los paneles solares, la mayoría de los cuales funciona a un 10% de su capacidad.

El método desarrollado por estos investigadores, permite observar el acoplamiento de los electrones con sólo un pulso láser “ultra-rápido” de 100 femtosegundos, 10.000 millones de veces más corto que el del flash de una cámara promedio.

“Esto significa que podemos tomar una foto de cualquier sistema antes de que los átomos tengan una posibilidad de moverse significativamente”, concluyó Mercer.

Nueva tecnología aporta imágenes en tiempo real del flujo sanguíneo

Nueva tecnología aporta imágenes en tiempo real del flujo sanguíneo

authorCarlos Martin | Marzo 12, 2009

ArteriaSegún publica la revista Physics in Medicine and Biology, las primeras tomas tridimensionales en tiempo real del flujo sanguíneo y del movimiento del corazón ya han sido publicadas. Según los desarrolladores, Royal Philips Electronics, esto puede mejorar el diagnóstico y la planificación del tratamiento de las enfermedades.

El sistema, denominado Imagen de Partículas Magnéticas (MPI), utiliza las propiedades magnéticas de nanopartículas de óxido de hierro inyectadas en el flujo sanguíneo.

Varias son las aplicaciones de esta novedosa tecnología, convirtiéndose en una herramienta de diagnóstico por imagen para detectar enfermedades como las dolencias cardiacas, los derrames cerebrales o el cáncer. Además, se postula como el primer sistema no invasivo para la visualización del corazón que ayude a clarificar los procesos de la enfermedad vinculados a la arteriosclerosis.

Analizar la Forma Tridimensional del ADN, una Puerta a Nuevos Conocimientos

Un equipo de expertos ha encontrado una nueva manera de detectar regiones funcionales en el genoma humano. Este nuevo enfoque incluye examinar la forma tridimensional del ADN del genoma, no limitándose sólo a examinar la secuencia elaborada con el alfabeto de cuatro letras de sus bases de ADN.

El equipo, dirigido por Elliot Margulies, del Instituto Nacional para la Investigación del Genoma Humano (NHGRI), y Thomas Tullius, de la Universidad de Boston, ha probado un enfoque innovador para detectar regiones funcionales en el genoma. Combinando el análisis químico con el análisis informático, los investigadores inspeccionan el panorama, o la topografía, de las estructuras de ADN, en busca de áreas que probablemente tengan un papel clave en alguna función biológica.

El método incluye la identificación de todos los surcos, baches y giros del ADN que conforma el genoma humano, y la comparación de estas características estructurales con las observadas en el genoma de otras especies animales. Las características estructurales que se han preservado a través de diversas especies durante la evolución probablemente desempeñen funciones muy importantes para el funcionamiento del cuerpo humano, en tanto que las que han cambiado en el curso de la evolución pueden tener papeles de menor importancia, o carecer de utilidad alguna.

Cuando pensamos sobre el ADN, inmediatamente nos imaginamos una cadena de letras en la pantalla de un ordenador, y olvidamos que esta cadena de letras es una molécula tridimensional. La forma realmente importa. Las proteínas que influyen sobre las funciones biológicas al enlazarse con el ADN reconocen no sólo la secuencia de bases. Estas proteínas también “ven” la superficie de la molécula de ADN, y han de encajar en el punto adecuado, una situación que podríamos comparar a la de una llave encajando en una cerradura y abriéndola.

La secuencia del ADN no siempre es un buen indicador de su función. Los investigadores han encontrado que secuencias muy similares de ADN pueden adoptar formas topográficas muy diferentes, lo que puede tener un gran impacto sobre su función. Por otra parte, secuencias diferentes de ADN pueden asumir formas topográficas muy similares y por tanto realizar funciones parecidas. Así, en muchos casos, la estructura de ADN puede ser un mejor predictor de la función que la secuencia.

El innovador enfoque presentado en este estudio pionero es un avance importante que acelerará el trabajo de identificación de los elementos funcionales en el genoma.

Disponible en: http://www.amazings.com/ciencia/noticias/170409b.html

El Proceso Por el Que una Bacteria "Respira" Metales Tóxicos

Un equipo de científicos está estudiando algunas bacterias comunes en los suelos que "inhalan" metales tóxicos y los "exhalan" en una forma no tóxica.

Estas bacterias podrían usarse algún día para limpiar los residuos tóxicos dejados hace décadas por la producción de armas nucleares.

Usando una combinación única de microscopios, unos investigadores de la Universidad Estatal de Ohio y sus colegas han logrado observar cómo las bacterias Shewanella oneidensis descomponen compuestos metálicos para extraer oxígeno químicamente.

El estudio proporciona la primera evidencia de que la Shewanella moviliza las proteínas dentro de la célula bacteriana hacia su membrana exterior para contactar directamente con los compuestos metálicos. Las proteínas se unen entonces con óxidos metálicos, que las bacterias utilizan.

Las bacterias no siempre tienen acceso al oxígeno. Sin embargo, aun si están enterradas en el subsuelo o sumergidas bajo el agua, pueden recurrir a compuestos metálicos para conseguir la energía que necesitan. Lo hacen mediante una forma arcaica de respiración.

Brian Lower, profesor de la Escuela de Recursos Naturales y Medioambientales de la Universidad Estatal de Ohio, y su equipo, están interesados en cómo pueden usar las bacterias para sanear entornos contaminados con compuestos de uranio, tecnecio, y cromo.
Los últimos dos son subproductos del plutonio. El Departamento de Energía de Estados Unidos está patrocinando el trabajo con la esperanza de que ello lleve a descubrir nuevos métodos para tratar los residuos nucleares generados por la producción de armamento nuclear en las décadas de 1960 y 1970.

La Shewanella se halla presente de manera natural en los suelos, y de hecho puede encontrarse incluso en cementerios nucleares como el de Hanford en el estado de Washington, EE.UU.

Con un conocimiento mejor de las capacidades de esta bacteria, los científicos quizá puedan algún día obtener por ingeniería genética una cepa de Shewanella capaz de limpiar sitios contaminados por residuos nucleares con una eficacia mucho mayor que la de los métodos tradicionales.

El peligro de estos cementerios es que los metales tóxicos son solubles, y podrían filtrarse hacia el manto freático y las reservas locales de agua. Las bacterias Shewanella convierten de modo natural metales tóxicos en formas insolubles, por lo que esos nocivos productos pasarían a sólidos estables en vez de a formar parte de líquidos inestables.

Sunday, April 26, 2009

Clusters metálicos y aromaticidad

Cuando uno escucha la palabra aromaticidad en el contexto químico, es inevitable remitirse a la química orgánica y al benceno y sus derivados. La aromaticidad es un concepto ya arcaico que surgió como una explicación para la baja reactividad del benceno y sus derivados hacia las reacciones que normalmente ocurren en alquenos. La regla de Hückel de los 4n+2 electrones fue uno de las primeras formas para determinar si una molécula cíclica con orbitales p disponibles era aromática o anti-aromática. Sin embargo, con el desarrollo de la teoría del orbital molecular y el entendimiento de la aromaticidad en términos de la deslocalización electrónica, han surgido nuevas investigaciones sobre aromaticidad fuera del dominio orgánico.

El concepto de aromaticidad se ha extendido a anillos inorgánicos en años recientes. Se han hecho estudios de compuestos organometálicos derivados del benceno en los que la aromaticidad se conserva. Hay que entender que la aromaticidad orgánica clásica ahora se entiende como la deslocalización electrónica a lo largo de un orbital molecular π cíclico. De igual forma, si se tuvieran orbitales atómicos disponibles de simetría adecuada, se podría generar un orbital molecular completamente enlazante de simetría σ en el que se podría deslocalizar densidad electrónica. A este último concepto se le conoce como aromaticidad σ. En moléculas orgánicas es más común encontrarse con la aromaticidad π, pero en anillos de otros elementos de grupo principal es muy común encontrar que hay contribuciones tanto π como σ en la aromaticidad de la molécula.

Una de las áreas de investigación más importantes en los últimos años son los cúmulos o clusters metálicos, que no necesariamente se asemejan a los de boro, pueden ser anillos bidimensionales como el benceno pero aún así se les denomina clusters. Algunos ejemplos de clusters aromáticos son el Al42-, el Hg46- que es la unidad estructural de la amalgama de sodio, el [Mo3O9]2- y el [W3O9]2-. Un hecho interesante sobre la posibilidad de formar orbitales moleculares deslocalizados responsables de la aromaticidad con orbitales de simetrías distintas es que puede haber aromaticidad múltiple en una molécula. Esto se observa muy a menudo en el estudio de clusters metálicos de grupo principal, donde puede haber aromaticidad π y σ al mismo tiempo o anti-aromaticidad π y σ, pero también puede haber aromaticidad conflictiva cuando hay aromaticidad π y anti-aromaticidad σ o viceversa. Este hecho ha obligado a introducir el concepto de aromaticidad neta. Un ejemplo de aromaticidad conflictiva es el cluster Li3Al4- que ha sido el causante de un debate importante entre expertos en el área y ha evidenciado la necesidad de nuevos y mejores indicadores de aromaticidad. Actualmente, los programas de química computacional son una herramienta vital en el estudio de la aromaticidad en clusters metálicos ya que permiten hacer cálculos sobre estabilidad termodinámica, estados basales y orbitales moleculares, lo que ayuda a clarificar muchos problemas.

Recientemente, se han encontrado clusters metálicos con metales de transición en los que se exhiben los primeros ejemplos de aromaticidad δ. Aunque ya se habían encontrado clusters aromáticos con metales de transición como el [W3O9]2-, éste posee aromaticidad σ únicamente. En el 2007 se reportó que el cluster [Ta3O3]- fue el primero en exhibir un orbital enlazante deslocalizado tipo δ, además de ser doblemente aromático ya que posee aromaticidad π. Poco después se descubrió que el cluster Hf3 es triplemente aromático (σ, π y δ) en su estado singulete.

La aromaticidad ya no es un concepto exclusivo de la química orgánica, y se ha extendido hacia muchos tipos de ciclos con diferentes átomos. Los clusters metálicos son un campo de estudio muy amplio e interesante, y la aromaticidad observada en muchos de ellos no sólo es importante desde un punto de vista teórico, sino que puede implicar futuras aplicaciones si se toma en cuenta que la estructura electrónica es la que determina las propiedades de la materia. Sin embargo, en este momento una gran parte de la investigación aún se está enfocando en comprobar la aromaticidad de estos clusters ante los ojos de muchos escépticos. Los métodos computacionales empleados resultan ser muy teóricos para algunos y el concepto de la aromaticidad conflictiva ha generado muchas disputas principalmente porque se quiere diseñar un criterio cuantitativo de la aromaticidad que permita hacer generalizaciones en cualquier ciclo, ya sea orgánico o inorgánico, y esto resulta complicado. Sería interesante se empezaran a generar investigaciones de carácter práctico sobre la química de estos clusters, ya que tal vez podría ayudar a entender mejor su comportamiento y a encontrar tendencias para llegar a generalizaciones en un futuro.

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