Crean motor de un solo átomo

 

Al centro, el experimento con el átomo. Foto Quantum

Al centro, el experimento con el átomo. Foto Quantum

El motor de calor. Algo grande, como el de un vehículo. Pero no. Es que también los hay pequeños. Como de un solo átomo.

Sí, en Science científicos describieron una forma de esas máquinas que opera con un solo átomo. Es resultado de investigaciones del grupo Quantum en el Institute of Physics de Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) en colaboración con físicos teóricos de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU).

Las máquinas a calor han sido muy importantes en el desarrollo de la sociedad desde hace varios siglos. Los motores de un auto transforman la energía térmica en fuerza mecánica. Son esenciales hoy, aunque cada vez se abre paso la miniaturización.

Así, investigadores encabezados por el profesor Kilian Singer, usaron una trampa Paul para capturar un solo átomo cargado de calcio, que es calentado con la ayuda eléctrica y enfriado con un rayo láser. Como resultado el átomo es sujeto de un ciclo termodinámico, o sea que la partícula se mueve adelante y atrás en la trampa replicando el golpe de un motor típico. El átomo no solo actúa como uno sino que almacena la energía.

Luego de pruebas extensas se determinó el comportamiento termodinámico y se precisó que la partícula puede generar una potencia de 10-22 vatios y opera con un 0,3 % de eficiencia.

Si la potencia de un solo átomo fuera escalada desde la pequeña masa del átomo, sería equivalente a la del motor de un auto.

Al reversar el ciclo, podíamos usar este dispositivo como un simple átomo refrigerador y usarlo apra enfriar nanosistemas acoplados”, explicó Johannes Roßnagel, primer autor del estudio.

 

Qué hace un vehículo en mi estómago

Casi en todas partes puede imaginarse uno la presencia de un vehículo, pero ¿en el estómago? No podía faltar.

En esta era de la miniaturización de la medicina, el nanoingeniero Joseph Wang, de la Universidad de California en San Diego presentó su prototipo, que algún día podría ser útil para atacar células cancerosas o llevar medicinas a domicilio.

No requiere salir a tanquear con gasolina ni usa gas, aunque a este novedoso vehículo le falta remediar sus pequeños problemas, uno de ellos en sus frenos: no se ha logrado que se detenga, como tampoco controlar su velocidad.

El caso es este: el vehículo es un tubo cónico de 10 micrometros, cubierto por zinc, que reacciona con el ambiente ácido del estómago y produce burbujas de hidrógeno que lo impulsan.

Si fuera cubierto con anticuerpos o equipado con cámara, podría enviar mensajes instantáneos del interior del órgano.

Microvehículos de esta clase se movían al crear burbujas de oxígeno a partir del peróxido de hidrógeno, un elemento algo tóxico para el organismo. El zinc los hace más biocompatibles.

Como la velocidad depende de la acidez, su velocidad aumenta con esta, lo que mostraría también pH estomacal. La acidez, sin embargo, impacta la vida del motor, que puede ser de 10 segundos a… 2 minutos.

¿Corto? La vida suficiente para desarrollar su tarea.

Estos vehículos son conducidos por el estómago mediante magnetos, revelaron los investigadores.

Algún día navegarán por su cuenta, repararán áreas dañadas o harán microcirugías. Todo un avance.

En la foto de la American Chemical Society, el microvehículo.

El ruido que mata animales

Ojo con su bote. No es que vaya a atropellar un cangrejo en la playa, pero al conducirlo podría estar sirviéndole de carnada a un depredador.
Sí, cuando un bote ruge en las cercanías, el cangrejo ermitaño no responde con la rapidez acostumbrada ante la presencia de un depredador, permitiéndole acercarse más de la cuenta, según el ecólogo del comportamiento, Daniel T. Blumstein, de la Universidad de California en Los Ángeles, que publica el estudio en Biology letters.
El rugido no enmascara el sonido que emite el depredador al acercarse, lo que hace es distraer al cangrejo, que no está pendiente del peligro.
La distracción tiene sentido, indicó Blumstein, que realizó el estudio con sus alumnos, pues incluso el ruido del bote tenía un efecto aún en experimentos con una imitación de depredador.
Para crear una amenaza silenciosa, los investigadores emplearon palos que balanceaban una camiseta que cubría una dona inflable hacia los cangrejos. Sin el ruido del motor, los cangrejos se metían en sus conchas al acercarse la camiseta. Con el rugido del motor, no respondían con tanta rapidez.
Distintos estudios se han hecho sobre cómo el ruido afecta los animales, centrándose no pocos en cómo se afecta la comunicación entre ellos, esencial en distintos casos para el apareamiento. El nuevo estudio, dice Hans Slabbekoorn, de Leiden University en Holanda, tiene una aproximación distinta. Él ha estudiado pájaros que cantan distinto en medio del ruido citadino que en lugares silenciosos.