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miércoles, 27 de abril de 2011

La nanotecnología y los virus nos hacen progresar.



Los virus pueden ayudar a construir mejores paneles solares, que capten y transformen de manera más eficiente la energía solar en energía eléctrica. Así lo ha demostrado una investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) que ha utilizado un tipo de virus para reestructurar los nanotubos de carbono de los paneles solares y aumentar así su eficiencia un 30 por ciento, del 8 al 10,6 por ciento.

Que la eficiencia de los paneles solares todavía está muy por debajo de sus posibilidades es más que evidente. Lo que no se sabía hasta el momento es que algo tan pequeño y peligroso como es en ocasiones un virus, pudiera contener la clave.

El virus llamado M13 consigue coordinar los nanotubos de carbono enrollados en grafeno que conforman las células solares de modo que el transporte de electrones sea más eficiente y por tanto se produzca más electricidad. Básicamente el M13 consigue que los dos tipos de nanotubos (los semiconductores y los cables) que conforman la estructura de las celdas solares, no interfieran entre ellas y entorpezcan el paso de los electrones, sino que convierte suaviza la estructura.

Celdas de Grätzel



Cada virus controla entre cinco y diez nanotubos, usando unas 300 proteínas. Además, los virus han sido modificados genéticamente para producir una capa de dióxido de titanio, componente esencial en las celdas de Grätzel, un tipo de estructura que utilizan este compuesto para mejorar el transporte de electrones.
Hyunjung Yi y Xiangnan Dang, estudiantes del MIT junto con la profesora Angela Belcher probaron con éxito este nuevo sistema vírico en celdas de Grätzel, aunque explican que la técnica también podría utilizarse para otro tipo de celdas solares, incluidas las de tipo orgánico.
Los virus, además, solubilizan los nanotubos haciendo más fácil su incorporación a los paneles fotovoltaicos a temperatura ambiente, reduciendo sensiblemente su coste de fabricación.

El mayor experimento científico de la historia.

Para detectar las partículas más pequeñas que conforman la materia ha habido que construir la máquina más grande y poderosa del mundo. El Gran Colisionador de Hadrones, enterrado bajo la frontera francosuiza, entrará en funcionamiento a mediados de año. Su objetivo: recrear las primeras trillonésimas de segundo transcurridas tras la Gran Explosión que dio origen al universo.

l11 00000001 Imágenes del LHC

Se encuentra a 150 metros bajo la superficie de la ciudad suiza de Meyrin, dentro de un socavón gigantesco. El lugar está lleno de pesadas estructuras de acero, andamios de colores, cascadas de cables y aparatos misteriosos donde resuena el chillido de perforadoras, taladros, martillos y grúas. Varios hombres hormiguean alrededor de una máquina fantástica de siete pisos que no puede describirse de otra manera que la puerta a otra dimensión.

Se trata del detector ATLAS, uno de los componentes del Gran Colisionador de Hadrones o LHC (de sus siglas en inglés Large Hadron Collider), el mayor acelerador de partículas jamás construido en la historia de la física. El artilugio de los 4.000 millones de euros, en cuya construcción han participado miles de científicos de unos 50 países. El lugar donde, después de 14 años de construcción, los físicos esperan recrear el nacimiento del universo, una y otra vez. Exactamente, 30 millones de veces por segundo.

A mediados del año 2009, dentro del túnel de 27 kilómetros de circunferencia que une el ATLAS con otros tres detectores igualmente complejos (CMS, ALICE y LHCb), comenzarán a viajar dos haces de protones en direcciones opuestas. Más de mil imanes cilíndricos unidos como salchichas y enfriados a –271ºC, una temperatura apenas dos grados por encima del cero absoluto, guiarán a las partículas. Cuando alcancen una velocidad cercana a la de la luz, chocarán frontalmente convirtiendo su energía en la masa de nuevas partículas –o como decía la famosa fórmula de Einstein, E=mc2–. Estas colisiones, que serán minuciosamente estudiadas en el corazón de los cuatro grandes detectores, serán monumentales: recrearán las condiciones primordiales de energía, temperatura y materia que existieron cuando el universo tenía menos de una trillonésima de segundo de edad.

El objetivo del LHC es revelar las partículas infinitesimalmente pequeñas –y aún desconocidas– que escribieron las reglas de todo lo que hoy constituye el cosmos. Cualesquiera que fueran las formas de la materia y las leyes y fuerzas que regían el universo hace 14 mil millones de años, cobrarán vida brevemente una vez tras otra y, si todo sale bien, dejando sus huellas en montañas de ordenadores.

Y si existe alguna máquina capaz de mostrarnos la elusiva criatura celestial, esta es el Gran Colisionador de Hadrones –que, dicho sea de paso, son una categoría de partículas grandes que incluye a los protones–. El LHC es operado por el personal del CERN, la Organización Europea de Investigaciones Nucleares. El mismo lugar donde se inventó la World Wide Web, y que ahora se halla en proceso de creación del Grid, una red global de ordenadores que promete revolucionar el mundo de la computación, aún más poderosa que internet.

El próximo Big Bang


Recrear la Gran Explosión dentro de un laboratorio despierta ciertos temores. ¿Explotará media Europa con cada colisión? ¿Podrían crearse agujeros negros capaces de tragarse la tierra entera? Realmente no, dicen los físicos. Es cierto que existe la posibilidad de que aparezcan diminutos agujeros, e incluso nuevas dimensiones en el espacio-tiempo, pero esto no supondrá ninguna catástrofe.
Y es que, si bien los protones viajarán a una velocidad próxima a la de la luz, son tan diminutos que al colisionar producirán una pequeñísima cantidad de energía: unas 30 trillonésimas veces menos que la liberada por una bombilla de 60 vatios en un segundo. Los haces protónicos dentro del acelerador son otra cosa. Cada uno de ellos, que contiene 280 trillones de protones con una energía combinada equivalente a la de un tren a 200 kilómetros por hora, estará metido dentro de un túnel con un diámetro que no supera el de un cabello y dará, nada más y nada menos, la friolera de ¡11.245 vueltas por segundo! Si, por alguna razón, un haz se desviara, podría agujerear cualquier cosa, aunque la víctima más probable sería el mismo aparato. Por eso se usan poderosos campos magnéticos, para mantener a raya a estas bestias subatómicas.

También descrito como la máquina del tiempo o el telescopio Hubble de la física, el LHC promete más de un Premio Nobel, y un modelo simple y bello que explique el elegante funcionamiento de una naturaleza que hasta ahora nos resulta harto complicada. Ciencia a lo grande para las cosas más pequeñas.


Aquí os dejo un video, está en ingles, pero es interesante:
http://www.youtube.com/watch?v=0syBvGKV6G8