El final de la Tabla Periódica

La tabla original de Mendeléyev contaba con 63 elementos químicos, que hoy ascienden a 118. Sólo 94 de ellos existen en la naturaleza: el resto son sintetizados de forma artificial y su vida es de unos pocos milisegundos. Para fabricarlos, se utilizan aceleradores de partículas que estrellan átomos para obtener nuevos elementos con más protones.
Podríamos pensar que entonces el número posible de elementos químicos es infinito, al menos en teoría. El problema es que cuantas más partículas tiene un núcleo atómico, más inestable se vuelve y menos tiempo dura antes de desintegrarse. Además, sería imposible añadir infinitos protones a un átomo, pues al final existirían elementos químicos serían tan grandes como planetas.
La vida de estos nuevos elementos artificiales es incompatible con cualquier tipo de aplicación, pero esto no quiere decir que no puedan descubrirse elementos más duraderos. Las islas de estabilidad son zonas de la tabla periódica alrededor de las cuales los elementos tienen una vida de minutos o incluso días. En torno al 120 existe una, por lo que el elemento 120 podría ser más útil que los últimos descubiertos.
¿Cuántos elementos podrían existir? Richard Feynman predijo que la tabla periódica se cerraría con el 137, aunque investigaciones más recientes reducen la cifra a 126. Este elemento se intentó sintentizar una única vez sin éxito en 1971, en el CERN. El huidizo Unbihexium podría ser el último y definitivo elemento químico en añadirse
a la tabla original de Mendeléyev.

7 nuevos materiales que cambiarán el mundo

1. Grafeno

Pantallas enrollables, táctiles y con circuitos invisibles ya no serán más un sueño futurista gracias a este nuevo material. El grafeno es obra de la casualidad y la curiosidad de Andre Geim y Kostya Novoselov, de la Universidad de Manchester en Reino Unido, quienes merecidamente obtuvieron el Premio Nobel de Física en el 2010.

Gracias a sus propiedades conductivas, el grafeno podría aplicarse en el campo de la electrónica para diseñar mejores procesadores y circuitos integrados, además de su aplicación en la investigación química mediante microprocesadores de silicio facultados para analizar resultados de laboratorio en tiempo real. Otra propuesta es la de eficientar las placas solares debido a su excelente conductividad térmica.
Por si fuera poco, otra aplicación viable del grafeno y que ha llamado mucho la atención es la de por fin fabricar dispositivos con pantallas tan maleables que será posible doblarlas, enrollarlas y seguirán adoptando su forma original, algo que la compañía Samsung, con ayuda de la Universidad Sungkyunkwa, de Corea del Norte, se ha propuesto desarrollar en el futuro.

2. Upsalita

El nombre se le concedió en honor a los científicos de la Universidad de Uppsala en Suecia que lo fabricaron. Estamos hablando de la sustancia más absorbente jamás creada, con una alta área de superficie: 800 m2/g, la mayor conocida hasta ahora.
Entre sus aplicaciones podrían estar desde absorber residuos tóxicos en los mares hasta preservar seco el interior de los equipos electrónicos para incrementar su durabilidad, en una escala mucho más pequeña.

3. Espuma de titanio

El campo de la medicina se encuentra una vez más con suerte gracias al trabajo del Fraunhofer IFAM, en Dresden, Alemania, en donde científicos investigadores lograron crear un nuevo material super resistente y ultra ligero, gracias a la combinación de espuma de poliuretano y titanio en polvo.
Entre sus aplicaciones destaca la regeneración de huesos al integrarse con las piezas naturales, permitiendo que éstas se desarrollen de forma natural en el interior del implante. Esto es debido a su estructura porosa que permite que los vasos sanguíneos y las células entren y formen parte del implante de la misma forma en que lo hacen en los huesos.
También va a permitir que el material sea flexible pero a su vez rígido, capaz de soportar grandes cargas a pesar de ser más ligero que el titanio convencional. Sin duda todo un avance en la medicina que permitirá que más personas cuenten con prótesis adecuadas para su estilo de vida.

4. Aerografeno

Two Dandelion Seed Heads — Image by © Royalty-Free/Corbis

Si el grafeno te pareció sorprendente, espera saber lo que investigadores en China crearon a base de dicho compuesto. Se trata de un aerogel el cual es el nuevo material más ligero conocido en el mundo, con una densidad de solamente 0.16 mg/cm³.
Lo han fabricado científicos de la Universidad de Zhejiang, quienes aseguran que gracias a su composición de grafeno, podría utilizarse también en diversas aplicaciones dentro del campo de la electrónica y la electricidad: en la fabricación de micro tarjetas, baterías, pantallas flexibles, cables de fibra óptica, transistores, super capacitores e inclusive paneles solares más eficientes.
El avance científico fue publicado en la revista Nature y promete ser la solución a problemas de contaminación en el medio ambiente, pues es posible su utilización para recoger las sustancias vertidas en el océano, gracias a su capacidad de absorción de hasta 900 veces su peso.

5. Seda sintética

La compañía japonesa Spiber ha logrado descubrir el gen responsable de la producción de fibroína, proteína que segregan las arañas durante la producción del conocido hilo de seda. Un solo gramo de esta sustancia es capaz de producir 8 kilómetros de seda, lo cual representa un método mucho más barato y fácil de obtener el tan preciado material.
La startup tenía planeado fabricar 10 toneladas de la hermosa tela en este 2015, ¿imaginas cuántos kimonos podrían obtenerse de esa cantidad?

6. Pegamento molecular

Científicos de la Universidad de Oxford han logrado inventar un pegamento capaz de unir objetos a nivel molecular.
El sorprendente compuesto fue obtenido gracias a una bacteria conocida por la función que tiene de desintegrar y digerir la carne. Los científicos investigadores comenzaron su investigación a partir de una proteína de esta bacteria, de forma que lograron crear un pegamento que se une a nivel molecular con sustancias que contienen las proteínas específicas.
Los investigadores ahora investigan nuevas formas de crear esas proteínas para fabricar pegamentos moleculares en una forma más selectiva.

7. Envoltorio métalico de burbujas

30% más ligero y hasta 50% más resistente, este nuevo sistema de embalaje creado en la Universidad de Carolina del Norte promete ser una versión mejorada del popular plástico del que grandes y chicos adoran reventar sus burbujas.
La mala noticia es que debido a su composición es casi imposible hacer explotar las pequeñas burbujas metálicas, pues consta de dos láminas de aluminio y una tercera de carbonato de calcio entre ellas. Al aplicárseles calor, el carbonato de calcio produce oxígeno, lo que forma las conocidas burbujas capaces de proteger desde la pieza de cerámica más frágil, hasta el equipo electrónico más moderno.

Los avances tecnológicos avanzan a la par de la ciencia, y los materiales para crear mejores y más eficientes dispositivos no se quedan atrás. Estamos convencidos de que éstos podrían ser la solución a muchos de los problemas actuales, y que nuevas propuestas llegarán con el tiempo.

Curiosidades de la Tabla Periódica

- En la Tabla Periódica no hay ninguna 'j'.

- Entre los elementos que la componen, hay tres descubiertos por españoles: el platino (Pt), el wolframio (W) y el vanadio (V). Antonio de Ulloa, Fausto Delhuyar y Andrés Manuel del Río son los responsables, respectivamente, de que estos elementos formen parte de la Tabla de Mendeléiev.

- La primera versión de la Tabla Periódica se presentó en 1869 con sólo 63 elementos, el número que hasta entonces era conocido. A día de hoy, es posible encontrar un total de 118 elementos.

- Hay elementos con nombres que hacen referencia a países: galio (Ga), escandio (Sc), germanio (Ge), polonio (Po), niponio (Np), y francio (Fr).

- También los hay relativos al nombre de continentes: europio (Eu) y americio (Am).

- En la Tabla Periódica también hay hueco para los cuerpos celestes: uranio (U), neptunio (Np) y Plutonio (Pu).

- Dos de los científicos más importantes de la historia también han sido homenajeados en la Tabla Periódica: Einstein, con el einstenio (Es); y Copérnico, con el copernicio (Cn).

El grafeno

Una de las grandes características del grafeno, es que tiene la capacidad de convertir la luz que recibe en electricidad, lo que le daría múltiples posibilidades en el campo de las energías renovables. Imaginaros un edificio con todas sus ventanas cubiertas por una capa transparente de grafeno, podrían llegar a generar su propia electricidad.

Relacionado con la luz, tiene otra característica muy llamativa, y es que es capaz de capturar la luz que nuestros ojos no ven. Esto se podría aplicar a multitud de usos, desde mejorar la visión de personas con gafas o deficiencias ópticas, hasta utilizarlo en los coches para mejorar la seguridad en la conducción de noche y, cómo no, en el ámbito militar para dispositivos de visión nocturna.

Una de las características que seguro más habéis oído, es la de mejorar las prestaciones de las baterías. Una batería fabricada con grafeno puede llegar a tener una autonomía 10 veces superior a las utilizadas actualmente, con la ventaja además de que se carga en mucho menos tiempo. Esto abriría un nuevo horizonte en los vehículos eléctricos, donde ahora mismo el tema de la autonomía y recarga es donde parece que tienen su talón de Aquiles.

Seguimos con otra ventaja de utilizar grafeno. Investigadores de la Nanyang Technological University en Singapur han creado un sensor fotográfico hecho de grafeno, aumentando la sensibilidad a la luz unas mil veces respecto al que utilizan las cámaras actuales. Esto permitiría hacer mejores fotografías en condiciones de poca luz, y generalmente en cualquier condición ya que el sensor recibiría mucha más información. Además, estos nuevos sensores de grafeno consumen diez veces menos energía y resultan mucho más económicos de fabricar.

Utilizado en el ámbito de las telecomunicaciones, una antena creada con grafeno es capaz de multiplicar por 100 la velocidad de una conexión WiFi. Sí, por 100. Esto supondría poder enviar miles y miles de datos a una velocidad mucho más alta que la actual. Por ejemplo, sería perfecto para poder ver contenido audiovisual en HD, 4K y lo que todavía esté por venir.

Acabamos con una característica muy interesante pensando sobre todo en los smartphones y smartwatch.Con el grafeno será posible crear pantallas flexibles, lo que abrirá un abanico increíble para todo tipo de diseños en dispositivos que, por ejemplo, se adapten al contorno de nuestra cara o de nuestra muñeca. Ya hemos vistos dispositivos con pantallas curvas que a día de hoy no han aportado una gran mejora, sin embargo esta capacidad permite que el dispositivo se adapte a lo que necesitemos en cada momento.

Fractales

Un fractal es un objeto que:

• Es un objeto de longitud y complejidad infinita dentro de un área finito.
• Se genera mediante una función matemática sencilla.
• Presenta auto semejanza en diferentes escalas.
• Su dimensión es fraccionaria.

Comúnmente, en el lenguaje coloquial, se conoce como fractal a las imágenes obtenidas mediante la representación gráfica de una función matemática iterada.

Ejemplos de fractales en la naturaleza:

14 marzo - día número PI

Hoy se celebra una curiosa efeméride que tiene que ver más con la casualidad que con ser una celebración propiamente.  Y es que hoy es el día de Pi, porque la fecha coincide con este número tan popular entre los geeks. En formato anglosajón la fecha de hoy es 3/14, igual que las primeras cifras del número Pi que son 3,1415. Hasta el 2015 no veremos el número exacto, cuando sea 3/14/15, pero por ahora podemos celebrar los dos primeros decimales.

Una curiosa y divertida coincidencia sobre un número que tiene tantísimas curiosidades casi como decimales. Pi es una de las constantes matemáticas más importantes, es de suponer por este motivo que es de las más populares entre matemáticos y físicos.  es la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro. Es una constante en geometría euclidiana. Pero os vamos a contar algunas curiosidades de Pi.

Lo que más me llama personalmente la atención es la cantidad de decimales, y mira tu por donde que en 1949 uno de los primeros ordenadores, el ENIAC, trabajando durante 70 horas logró determinar Pi con 2037 decimales. Y a medida que ha ido evolucionando la informática también lo han hecho los decimales. En Julio de 1997, Yasumasa Kanada y Daisuke Takahashi obtuvieron 51.539.600.000 cifras , utilizando un HITACHI SR2201 con 1024 procesadores, casi nada. Esto os dará un poco la idea sobre la complejidad y longitud del número Pi.

El día de Pi

Algo interesante sobre el número de decimales y Pi y su exactitud es que en el año 1900 antes de Cristo los egipcios ya habían determinado Pi como 3.16, con un error muy pequeño. Pero es que ya en el 600 antes de Cristo en la Grecia clásica se consiguió una exactitud impresionante con 3.14. A partir de ahí se fue evolucionando, pero en el 600 después de Cristo se regresó al 3.16 de los egipcios. Así que 1200 años después de los griegos se conocía el número Pi con una exactitud peor, ¡impresionante!

Curiosidades del número Pi

Pero   ha sido popular no sólo en su faceta más “técnica”, también existen multitud de referencias sobre este número en cine y televisión. En el cine quizá la más centrada en el número es la película llamada así, Pi, de Darren Aronofsky. Una película que relata la obsesión de un matemático que cree que toda la naturaleza puede ser representada en números.  También hay muchas referencias, menos explícitas que la película mencionada anteriormente, como la película de Alfred Hitchcock “Cortina rasgada”, en la que una organización de espionaje es representada con el símbolo de Pi ().

En televisión, hay constantes referencias al número Pi en Futurama, donde lo encontramos en muchísimos sitios. Desde el nombre de Ikea, expresado como “Kea”, la th avenue y si nos fijamos o buscamos veremos que no son las únicas referencias matemáticas que encontraremos, la obsesión de sus guionistas es considerable.

Cálculo Geométrico

Trenes flotantes

     El problema es conseguir que un tren entero levite y permanezca estable. En principio, un imán levitará si lo acercamos a otro. Uno de neodimio de pocos gramos, por ejemplo, genera una fuerza de atracción de varios newtons entre polos opuestos o de repulsión entre polos iguales. Sin embargo, pronto descubriremos que el imán que debería flotar girará nada más soltarlo y se adherirá al que que debía repelerlo. Con independencia de la configuración elegida, la levitación con imanes permanentes (o electroimanes) es siempre inestable.
    En cambio, la levitación de un imán sobre una plaqueta superconductora permanece estable ya que todo material superconductor impide que un campo magnético penetre en él, con lo que será siempre repelido independientemente de su orientación. Por desgracia, dado que la superconductividad a temperatura ambiente sigues siendo una quimera, no parece fácil construir una instalación de varios kilómetros de raíles superconductores.
    No obstante, la materia en estado normal presenta otro tipo de repulsión, llamada diamagnética, por ejemplo el agua. Así fue como, en 1992, André Geim, hizo levitar agua, un pequeño tomate y hasta una rana viva en un campo magnético de 16 teslas.

(Extraído de Investigación y Ciencia, marzo 2015)

Ondas gravitacionales

El observatorio LIGO en EE UU ha conseguido detectar por primera vez las ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo, llamadas ondas gravitacionales. El descubrimiento confirma una predicción de la teoría de la relatividad de Einstein y abre una nueva vía para investigar el universo. La primera onda gravitacional observada se llama GW150914, y los científicos piensan que es fruto de la fusión de dos agujeros negros.

Los rumores se han confirmado. Por primera vez, los científicos han observado ondas gravitacionales, ondulaciones del espacio-tiempo que han llegando a la Tierra procedentes de un evento catastrófico en el distante universo. 

Esto confirma una importante predicción de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1915.

Los físicos han llegado a la conclusión de que las ondas gravitacionales detectadas fueron producidas durante la última fracción de segundo de la fusión de dos agujeros negros para producir un solo agujero negro más masivo en rotación. Esta colisión había sido predicha pero nunca antes se había observado.

Las ondas gravitacionales son oscilaciones del espacio-tiempo originadas en algunos de los fenómenos más violentos del cosmos, como colisiones y fusiones de estrellas masivas compactas. Su existencia fue predicha por Einstein en el año 1916, cuando demostró que los objetos masivos acelerados debían distorsionar el espacio-tiempo en forma de radiación gravitacional que se alejaba de la fuente.

Estas oscilaciones viajan a través del universo a la velocidad de la luz, llevando consigo información sobre sus orígenes, así como inestimables pistas acerca de la naturaleza de la gravedad misma. Estas ondas proporcionan datos sobre los  sus dramáticos orígenes y sobre la naturaleza de la gravedad que no puede obtenerse de otra manera.