Los vidrios metálicos, nuevos materiales de gran eficacia

Pueden combinar las ventajas de vidrios y metales y eliminar puntos negativos

Una investigación desarrollada por ingenieros y científicos de la Carnegie Institution ha profundizado en determinadas características de los vidrios metálicos, nuevos materiales que podrían alcanzar estándares de máxima eficacia y convertirse en una excelente opción para aplicar en distintos campos. Por ejemplo, los vidrios metálicos son menos frágiles que los cristales convencionales y más resistentes que los metales. Por Pablo Javier Piacente.

Esquema que grafica el proceso por el cual se pueden optimizar las características de los vidrios metálicos, al someterlos a elevadas presiones.  

Especialistas de Carnegie Intitucion han descubierto importantes nuevas propiedades de los vidrios metálicos, materiales de gran eficacia capaces de integrar los beneficios de los cristales y los metales por separado, anulando al mismo tiempo las desventajas de los mismos. El incremento en la resistencia es una de las características positivas de los vidrios metálicos, que tendrían un amplio potencial en diversas aplicaciones.

Los secretos de los vidrios metálicos habrían comenzado a dilucidarse con esta nueva investigación, dirigida por el becario predoctoral Qiaoshi Zeng y que contó con la participación del especialista Ho-kwang Mao y otros científicos e ingenieros del Geophysical Laboratory de la Carnegie Institution. También colaboraron investigadores de Universidad de Zhejiang, la Universidad de Stanford y de SLAC National Accelerator Laboratory.

El trabajo se centra en el estudio de las propiedades de los vidrios metálicos al someterlos a experimentos de alta presión. Los resultados obtenidos permiten concluir que los vidrios metálicos podrían emerger próximamente como materiales potencialmente útiles en una gama muy amplia de aplicaciones.

Titanio elaborado con vidrio. Caltech.

Sometimiento a presiones elevadas

En el marco de este nuevo estudio, los especialistas de la Carnegie Institution utilizaron técnicas de alta presión para investigar la relación entre la densidad y la estructura electrónica de los vidrios metálicos. Los descubrimientos obtenidos abren nuevas posibilidades para el desarrollo de vidrios metálicos para fines específicos.

Según explica Ho-kwang Mao, uno de los responsables del trabajo, el sometimiento a condiciones elevadas de presión es una herramienta muy poderosa para lograr una mayor comprensión sobre las características de estos materiales. Atendiendo a esto, los vidrios metálicos fueron sometidos a estas experiencias de laboratorio.

La presión elevada puede causar cambios en las propiedades de los materiales, como por ejemplo en su volumen o su comportamiento electrónico, características que permiten dilucidar por ejemplo su estructura a escala atómica, una de las condiciones más importantes para su estudio.

Al incrementar el conocimiento sobre esta estructura, los investigadores obtienen una valiosa información para predecir las propiedades de los nuevos materiales, algo que posibilitaría su desarrollo y aplicación tecnológica con mayor rapidez. Aquí radica el principal avance obtenido por los especialistas de la Carnegie Institution con relación a los vidrios metálicos.  

Materiales versátiles y transformables, con aplicación en distintos campos

A diferencia de los materiales metálicos, que tienen un orden atómico y una estructura cristalina, los vidrios metálicos son desordenados en la escala atómica. Esta condición puede realmente mejorar algunas propiedades del material, eliminando ciertos puntos de mayor debilidad, que desembocan en roturas o corrosión.

En consecuencia, los vidrios metálicos pueden alcanzar una resistencia y durabilidad superior en comparación con otros metales. La estructura atómica desordenada también hace que los vidrios metálicos sean muy eficaces como imanes, porque carecen de los tipos de defectos encontrados en los metales con estructura cristalina.

Las condiciones creadas en los experimentos permiten concluir que los vidrios metálicos sometidos a diferentes cambios bajo presiones elevadas se convierten en nuevos materiales, con propiedades diferentes. Esto permitiría ajustar sus propiedades físicas y electrónicas para una variedad de aplicaciones.

Los vidrios metálicos son materiales únicos, ubicados en la vanguardia de la investigación en materiales. Estos nuevos experimentos demuestran que es posible cambiar drásticamente la naturaleza de los mismos, simplemente mediante la aplicación de diferentes presiones y de acuerdo a distintas necesidades tecnológicas e industriales.

EL arsenico y sus consecuencias

El arsénico es una sustancia tóxica liberada tanto por ciertas actividades humanas como de forma natural por la corteza terrestre.
Las personas pueden verse principalmente expuestas al arsénico a través de los alimentos y el agua, sobre todo en ciertas zonas en las que las aguas subterráneas entran en contacto con minerales que contienen arsénico.
¿Hasta qué punto puede la exposición al arsénico afectar a la salud humana y al medioambiente?

.1 El arsénico es un elemento natural que se comporta como un metal. Está presente en el entorno de forma natural y como consecuencia de ciertas actividades humanas. Se presenta de diferentes maneras. Existe tanto bajo forma inorgánica como orgánica. Generalmente se considera que el arsénico inorgánico es más tóxico. 1.2 El nivel de arsénico puede medirse con diferentes métodos de laboratorio. Algunos pueden diferenciar diferentes tipos de arsénico y otros permiten medir de forma precisa cantidades muy pequeñas de arsénico. 

La Velocidad de Creación de Nuevas Especies en la Tierra

Un equipo de expertos ha llegado a la conclusión de que las especies en la Tierra siguen acumulándose, pero a una velocidad menor que en el pasado. En el estudio, unos investigadores de la Universidad de Pensilvania desarrollaron un innovador método computacional para inferir la dinámica de la diversificación de las especies usando los árboles genealógicos evolutivos de las especies actuales. Valiéndose de nueve patrones de diversificación como modelos alternativos, examinaron 289 filogenias, o árboles evolutivos, que representaban a los anfibios, artrópodos, aves, mamíferos, moluscos y plantas con flores. Los resultados del estudio demuestran que, por regla general, la diversidad no está en equilibrio. Sin embargo, las velocidades de especiación normalmente han decaído con el tiempo, lo cual sugiere que la diversificación de las especies está restringida en cierto modo, y que finalmente se puede alcanzar ese equilibrio. Hay muchas teorías sobre cómo se diversifican y extinguen las especies. Algunas sugieren que las especies se acumulan de manera constante con el paso del tiempo, encontrando siempre nuevos nichos ecológicos. Otras teorías sugieren que la cantidad de especies en coexistencia está limitada y que se alcanzará finalmente un equilibrio; en otras palabras, sólo nacerá una especie cuando otra se extinga. El equipo de Joshua Plotkin ha llegado a la conclusión de que las velocidades de diversificación están disminuyendo pero todavía no han llegado a cero. Aún no se ha alcanzado esa situación de equilibrio, ya sea porque hay un límite en la cantidad total de especies y todavía no se ha alcanzado ese límite, o porque no existe tal límite. La cuestión es que, de modo general, las velocidades de diversificación están disminuyendo; aunque por ahora resulte imposible predecir con certeza cuándo llegarán a cero. A pesar de que está claro que en la Tierra se han perdido especies recientemente a consecuencia del impacto humano, en este estudio se trabajó con escalas de tiempo geológicas, mucho más grandes que la relativa a la historia humana. Entender esta dinámica de largo plazo es vital para averiguar qué es exactamente lo que controla la biodiversidad actual en los grupos y regiones.

La traducción, la

Un grupo de investigadores alemanes afirman que han implantado con éxito un pequeño dispositivo en la retina de tres personas con ceguera congénita.

 Por un defecto en uno de sus genes, los elementos de la visión encargados de captar la luz y transmitir esta señal al cerebro dejan de funcionar progresivamente, afectando primero a la visión periférica hasta causar progersivamente la ceguera parcial o completa. El director del Instituto Oftalmológico de Tuebingen (Alemania), Eberhart Zrenner, en colaboración con la compañía Retina Implant AG, acaba de dar a conocer los resultados de los primeros ensayos con pacientes que demostraron la eficacia de un pequeño microchip.
El dispositivo, que se implanta en la zona de la retina encargada de la visión en detalle (la mácula), consiste en 1.500 electrodos colocados sobre una pequeña superficie de apenas 3x3 milímetros cuadrados. Ellos son los encargados de suplir la función de conos y bastones y transmitir después la información captada al cerebro mediante un sistema de impulsos eléctricos. Fueron necesarios 15 años de estudio hasta dar con el material biocompatible, con la técnica quirúrgica adecuada para implantar el chip y con la potencia eléctrica suficiente para estimular sin peligro el nervio óptico. A partir de ahora, añade la compañía fabricante del implante en un comunicado, seguirán trabajando para tratar de desarrollar un sistema sin cables gracias a un estudio europeo que reclutará a 25 pacientes de todo el continente.

Ío: El satélite de Júpiter que no tiene cráteres

La superficie de Ío se renueva 

A diferencia de los otros tres satélites de Júpiter descubiertos por Galileo (Europa, Ganimedes y Calixto), la superfice de Ío presenta una coloración violenta y contrastante: del rojo al anaranjado y del verde al blanco. Además, no presenta trazas del poderoso bombardeo de meteoritos que, en cambio, ha acribillado la superficie de Calixto por ejemplo.

¿Es posible que los meteoritos hubieran evitado deliberadamente la superficie de Ío? ¿De dónde proceden los volcanes de Ío? ¿Cuál es la composición de este satélite?

Para que las huellas desaparecieran era preciso que interviniera algún proceso de rejuvenecimiento de la superficie que, sin embargo, no podía ser la erosión producida por las corrientes de agua ni la del viento, los dos fenómenos que modifican continuamente la corteza de nuestro planeta.
De hecho, a la distancia que se encuentra Ío del Sol, el agua (suponiendo que la hubiera, pero no la hay) estaría helada y no podría fluir; además, la atmósfera es muy tenue y el viento no tendria fuerza suficiente para modificar las características superficiales.

Calderas en erupción en Ío

El heho de que el agente remodelador fuera el vulcanismo tenía que haberse comprendido por otros dos elementos. El primero era la elevada frecuencia de estruturas topográficas oscuras con lenguas radiales de colores diversos, que recuerdan inmediatamente a la forma de los cráteres volcánicos expulsando lava. Se han contado por lo menos 200 de estas calderas volcánicas, distribuidas sobre todo en torno a la región ecuatorial. La medida de la intensidad de esta actividad eruptiva puede darla la compración con nuestro planeta, que, aunque mucho más grande, presenta apenas una décima parte de formaciones similares.
El segundo elemento son las temperaturas. En el centro de las calderas hay máximas de 400ºC por encima de la temperatura media de la superficie de Ío, y en sus alrededores se suelen observar extensas regiones oscuras, mucho más calientes que las llanuras normales de color anaranjado del satélite. probablemente se trata de lagos de lava en proceso de enfriamiento.
En las imágenes del voyager 1, com decíamos, tenemos la prueba directa de una actividad volcánica todavía en desarrollo.
En efecto, la sonda captó varias calderas justo sobre el borde del satélite, y en ellas los vapores de las erupciones destacaban claramente sobre el fondo oscuro del cielo. De la altitud de los conos volcánicos se deduce la velocidad de expulsión de los gases, que es diez veces superior a la media de los volcanes terrestres.
Se ha comprobado así mismo que la actividad suele ser constante, atendiendo a pequeñas escalas temporales; así pues, se trata de emisiones a intervalos regulares, más que de bruscas erupciones explosivas.
Al cabo de cuatro meses, se notaban ya las diferencias. De los ocho volcanes activos captados por el voyager 1, sólo seis seguían expulsando material. También la forma de las regiones oscruas alrededor de las calderas había cambiado.
De los índices de actividad medidos por los Voyager se deduce que el material expulsado a la superficie cada año sería suficiente para cubrir todo el satélite de una capa de 1/100mm de grosor. La lava contiene compuestos de azufre, sobre todo dióxido de azufre, que confiere al satélite su color característico.

En esta imagen se puede apreciar uno de los penachos de material que provocan los volcanes de Ío. El primer volcan descubierto en Ío fue bautizado como Pelé y fue descubierto gracias a las imágenes de la Voyager 1.

El material expulsado se eleva hasta 300km por encima de la superficie del satélite. Segun se cree, las fuentes de la energía volcánica son, por un lado, las mareas provocadas por Júpiter en la superficie de Ío  por otro, la singular órbita excéntrica que el satélite se ve obligado a describir por las interacciones gravitaciones con los otros satélites. La energía se difunde en el interior de Ío y lo mantiene parcialmente fundido, sobre todo en el estrato subsuperficial, particularmente rico en compuestos de azufre y silicatos.

Otoño en la Serranía de Ronda

La babosa ladrona

Una babosa marina vive de la fotosíntesis gracias a los cloroplastos robados a las algas que comió en su infancia. Ahora descubren que además también roba sus genes.

Nosotros, animales racionales, que últimamente estamos cambiando el clima de la Tierra y provocando una extinción masiva creemos que una de las posibles soluciones sería el uso de la energía solar. Las plantas llevan haciéndolo millones de años y nosotros hemos empezado a producir energía con nuestras células fotovoltaicas hechas de semiconductores. Pero hace mucho tiempo un molusco ya ideó una forma de energía solar definitiva: comer plantas para terminar siendo el mismo un ser fotosintético. Este animal es capaz de robar los cloroplastos de las plantas que come y utilizarlos en su cuerpo para producir energía a partir de la luz del sol y vivir en exclusiva de ella.