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Primer post: 13 oct 2012Último post: 14 oct 2012
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La revolución del grafeno ya está aquí
Ciencia EducacionporAnónimo10/14/2012

Es uno de los materiales más finos, flexibles, fuertes y con mayor conductividad que existen. Aunque su estructura se describió hace más de ochenta años, fue aislado por primera vez en 2004 y en él descansa una buena parte del futuro de las sociedades tecnológicas, ya que sus aplicaciones potenciales son enormes. Ahora, y por primera vez, uno de sus descubridores, Kostya Novoselov, (el otro fue Andre Geim y ambos recibieron por ello el Nobel de Física en 2010), traza en la revista Nature una "hoja de ruta del grafeno". O lo que es lo mismo, explica cómo este material bidimensional va a cambiar por completo nuestras vidas. En su artículo Novoselov explica que el grafeno tiene, por ejemplo, el potencial suficiente para revolucionar (de nuevo) la industria de la telefonía móvil, las telecomunicaciones o la fabricación de chips, pero también para redefinir la forma de elaborar fármacos contra el cáncer. Uno de los cambios más inmediatos será el de las pantallas táctiles, tan de moda en tablets y smartphones durante los últimos años. Y todo gracias a que posee una extraordinaria flexibilidad mecánica y una resistencia química sin igual, muy superior a la de los materiales que se usan en la actualidad. Según los autores, las primeras pantallas táctiles de grafeno verán la luz en un plazo que va de los tres a los cinco años. Pero ese será solo el primer paso. De hecho, el grafeno abrirá toda una nueva era de "dispositivos flexibles". Una revolución tecnológica comparable a la que supuso el paso de las lámparas a los transistores, o de éstos a los circuitos electrónicos. En algo más de una década, los dispositivos electrónicos ya no serán rígidos, como sucede con los actuales, sino elásticos, lo cual les permitirá cambiar de configuración (de forma) y también de funciones según las necesidades de cada momento. Por ejemplo, el teléfono móvil (o, mejor dicho, dispositivo personal de comunicaciones) del futuro cercano podría ser una especie de lámina de plástico transparente, flexible y desplegable, de forma que podamos, a voluntad, llevarla en el bolsillo o desplegarla varias veces hasta que tenga el tamaño estandar de la pantalla de un ordenador. Cada usuario elegirá si quiere utilizar su dispositivo para habar por teléfono, para ver una película, para trabajar o para compartir documentos con sus contactos. En este camino, Novoselov cree los primeros prototipos de "papel electrónico" estarán disponibles en 2015, inaugurando toda una revolución en el campo de la electrónica. Sin embargo, la capacidad de predecir las fechas de llegada de las diferentes aplicaciones del grafeno tiene sus límites. Y depende, entre otras cosas, de la calidad del grafeno que sería necesaria para convertirlas en realidad. Por ejemplo, los investigadores estiman que el desarrollo de redes de comunicaciones inalámbricas ultraveloces, o de dispositivos ultraprecisos de diagnóstico médico por imagen podrían no estar disponibles hasta finales de la década de 2020, mientras que para los nuevos fármacos contra el cáncer, o la sustitución completa del silicio (por grafeno) habría que esperar hasta 2030. La razón es que los procedimientos para obtener grafeno son, hoy por hoy, muy complejos. Y se complican más cuanto mayores sean las exigencias de calidad para el nuevo material. En su artículo, los autores también detallan los diferentes métodos actuales de producción del grafeno, mucho mejores de los que ellos mismos utilizaron en 2004. Cada uno de estos métodos produce variedades de grafeno con potenciales diferentes, que van desde la fabricación delos citados "dispositivos flexibles" a las "super baterías", los cristales inteligentes o los escudos electromagnéticos. En palabras del Novoselov, "el grafeno tiene el potencial de revolucionar muchos aspectos de nuestra vida al mismo tiempo. Algunas aplicaciones podrían aparecer en los próximos años, mientras que otras necesitan aún de muchos años de duro trabajo. Las diferentes aplicaciones requieres diferentes calidades de grafeno y las que usan la calidad más baja serán las primeras en aparecer, seguramente en los próximos años, mientras que las que necesiten las calidades mayores pueden tardar aún décadas". Sin embargo, y dado que en los últimos año el desarrollo del grafeno (tanto en su fabricación como en sus aplicaciones) ha sido explosivo, "las expectativas con respecto al grafeno no dejan de crecer rápidamente". Para Novoselov, "el grafeno es un cristal único, en el sentido de que, por sí solo, ha usurpado un buen número de propiedades superiores, tanto mecánicas como electrónicas. Lo cual sugiere que se presta plenamente al desarrollo de nuevas aplicaciones, desarrolladas específicamente para este material, en lugar de utilizarlo como sustituto de otros materiales en aplicaciones ya existentes". "Una cosa es cierta -afirma el investigador- y es que científicos e ingenieros continúan buceando en las posibilidades que ofrece el grafeno y, en ese camino, nacerán muchas más ideas para nuevas aplicaciones". Por su parte, Volodya Falko, de la Universidad de Lancaster y coautor del estudio (en el que han colaborado también empresas como Texas Instruments, AstraZeneca, BASF o Samsung), sostiene que "con nuestro trabajo, intentamos estimular el conocimiento de ingenieros, innovadores y emprendedores sobre el enorme potencial del grafeno para mejorar las tecnologías existentes y generar nuevos productos". Acá les dejo unos videos didácticos sobre las utilidades del grafeno link: http://www.youtube.com/watch?v=zrQz1CQO8yo link: http://www.youtube.com/watch?v=xQ5M87mh7aU

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Superar la velocidad de la luz
Ciencia EducacionporAnónimo10/13/2012

Científicos australianos reclaman haber 'superado' la velocidad de la luz Dicen haber desarrollado fórmulas para describir viajes más allá de este límite Einstein en 1905 mostró que los conceptos como velocidad son todos relativos; es decir, dependen del sistema de referencia del observador. La velocidad de un objeto medida por un observador que se mueve será diferente a la velocidad medida por un observador inmóvil. Aun más, la relatividad reveló el concepto de la dilatación del tiempo, que plantea que cuanto más rápido alguien se mueve, más despacio transcurrirá el tiempo. La tripulación de una nave espacial que está acelerando puede percibir que su viaje hacia otro planeta duró dos semanas, mientras que la gente que se quedó en la Tierra observará su trayectoria durante 20 años. Sin embargo, esta relatividad especial 'se rompe', si la velocidad relativa de dos personas -la diferencia entre sus velocidades respectivas- se aproxima a la velocidad de luz. Según la teoría de la relatividad de Einstein, ε = mc2 donde ε es energía del objeto (o del sistema), m es su masa y c es la velocidad de la luz en el vacío (299.792.458 metros por segundo). Es decir que un objeto que se mueva con la velocidad de la luz, tendrá una masa infinita y, respectivamente, necesitará una cantidad infinita de energía para alcanzar la velocidad de la luz. Mientras tanto, Jim Hill y Barry Cox, especialistas en matemáticas aplicadas de la Universidad de Adelaide (Australia), dicen que han formulado "una extensión natural y lógica de la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein". Explican que fueron inspirados por el anuncio del CERN del año pasado de que habían sido registrados los neutrinos que se aceleraron un poco más allá de la velocidad de la luz. A pesar de que luego esta declaración fue desmentida y atribuida a mediciones mal calibradas, los matemáticos ya no quisieron parar. "Somos matemáticos, no físicos, así que hemos utilizado una aproximación a este problema desde una perspectiva de la matemática teórica", asegura Cox. Detalla que sus fórmulas extienden la relatividad especial a una situación donde la velocidad relativa puede ser infinita y pueden usarse para describir el movimiento a velocidades mayores que las de la luz. Los matemáticos comentan que sus "nuevas transformaciones" surgen del mismo marco matemático que las transformaciones de Lorentz (dentro de la Teoría de la Relatividad Especial, las transformaciones de Lorentz son un conjunto de relaciones que dan cuenta de cómo se relacionan las medidas de una magnitud física obtenidas por dos observadores diferentes) mostrando un comportamiento singular, cuando la velocidad relativa se aproxima a la velocidad de la luz. Usando la dependencia de la velocidad relativa de la transformación de Lorentz, proponen una derivación elemental de las nuevas transformaciones entre sistemas de referencia inercial para las velocidades relativas v que son más altas que la velocidad de la luz c. Ofrecen dos criterios posibles de los cuales uno podría deducir un conjunto de transformaciones que sea físicamente más probable que el otro. Concluyen que si ecuaciones de energía-momento deben ser invariantes, según las nuevas transformaciones que están planteando, entonces la masa y la energía se dan, respectivamente, por las fórmulas m = (p∞ ⁄ c) [(v ⁄ c)2 - 1]-½ y ε = mc2 , donde p∞ denomina el momento limitativo para la velocidad relativa infinita. Pero advierten que en caso de remover el requisito de la invariancia, se podrá proponer nuevas ecuaciones de masa y energía, como, por ejemplo, una ecuación que tiene una masa finita no cero en el límite de la velocidad relativa infinita. Por otra parte, las ecuaciones de Hill y Cox presuponen, entre otras cosas, que una nave especial viajando a una velocidad más alta que la de la luz se acelerará más y más, perdiendo su masa más y más, hasta que, a una velocidad infinita, su masa se haga cero. La infografía es una vista tridimensional de U, donde U es una función de u y v, con todos los múltiplos de unidades de c mostrando isolíneas (una isolínea, para una función de diversas variables, es una curva que conecta los puntos en que la función tiene un mismo valor constante) de U = ±c y U= 0. En otras palabras, la infografía muestra las relaciones entre tres velocidades distintas: v, u y U, donde v es la velocidad de un segundo observador medido por un primer observador; u es la velocidad de una partícula en movimiento medida por el segundo observador y U es la velocidad relativa de la partícula respecto al primer observador. Sin embargo, cabe mencionar que los propios matemáticos admiten: "No obstante, debería probarse que la velocidad más allá de la de la luz es posible, lo que cambiaría el juego. Nuestro papel no es tratar de explicar cómo podría lograrse esto, sino solo probar cómo las ecuaciones del movimiento podrían operar en esos regímenes". Acentúan que las velocidades más rápidas que la luz no son "factibles con ningún mecanismo de transporte existente".

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