ESPECIALES

Fotografías en falso color de microscopio electrónico en la que se ven los cristales mencionados. Foto: A. Norman, S. Ahrenkiel, A. Hicks, J. Murphy – NREL.

Uno de los problemas de las células solares estriba en el bajo rendimiento de las mismas. Así, una célula solar comercial de silicio sólo transforma en electricidad el 15% de la luz que le llega. Aunque esa cifra se puede incrementar en el laboratorio con prototipos multicapa muy caros, desde hace años se buscan sistemas alternativos que rindan más a bajo precio, única manera de que la energía solar fotovoltaica sea rentable.
La razón del bajo rendimiento se debe, entre otras razones a que cuando un fotón de luz incide en el semiconductor de una célula convencional suele rendir como máximo solamente un electrón. La física del sistema es bastante compleja, pero se podría resumir en que cuando un electrón libre que ha absorbido un fotón colisiona (y sucede frecuentemente) con los átomos vecinos entonces es menos capaz de liberar otro electrón y la energía que debería emplearse en ello se pierde en vibraciones de la red que se escapa en forma de calor.
Recientemente diversos grupos de investigación han conseguido en el laboratorio liberar varios electrones por fotón incidente usando puntos cuánticos hechos con pequeños cristales de seleniuro o telururo de plomo.
Los puntos cuánticos son pequeñas regiones nanométricas en las cuales la función de ondas cuántica de los electrones que hay dentro se ve confinada de tal modo que dichos puntos actúan como si fueran átomos artificiales. Como se pueden manipular para condicionar sus cualidades podemos sintonizar las propiedades a nuestras necesidades, así en lugar de conformarnos con las propiedades de los átomos normales que nos ha dado la naturaleza podemos conseguir unos hechos a medida. Por ejemplo se pueden crear nanocristales semiconductores con una zanja o gap de energía más pequeña. (leer más…)

El caso del arroz dorado.

En este artículo Goretti Virgili nos introduce en el fascinante mundo de la genética aplicada a los alimentos que consume el ser humano, en este caso del arroz dorado transgénico. Sin esquivar la polémica nos plantea la necesidad que los países en vías de desarrollo tienen de este tipo de alimentos. También nos plantea cómo nuestra ignorancia no nos debe de impedir ver la verdad, y así poder cultivar un arroz que alimente a la próxima generación de seres humanos.

Historia y biotecnología

Arroz blanco y dorado. Foto: Wikipedia.

Hace más de 12.000 años que el arroz (Oryza sativa) se cultiva y es la fuente de alimentación de más del 50% de la población mundial. Desde tiempos ancestrales, el arroz ha sufrido cambios en su genoma, mutaciones, de forma natural que le han aportado ciertas ventajas de adaptación en su desarrollo como cereal.
La biotecnología nos brinda en la actualidad la oportunidad de ‘controlar’ esas mutaciones de forma específica, es decir, para que no sucedan al azar sino donde nosotros queramos en el genoma. Es una herramienta para producir, seguir y controlar un cambio introducido en el genoma de un organismo, en este caso el arroz, para obtener ciertos beneficios.

Patologías asociadas a la falta de vitamina A o de hierro

Según la Organización Mundial de la salud (OMS), 230 millones de niños corren el riesgo de padecer déficit de vitamina A (retinol), el cual se puede prevenir. Cada año más de un millón de niños mueren debido a este déficit ya que los afectados son más vulnerables a las infecciones y a la curación de las mismas. Además, en países en vías de desarrollo, 500.000 niños padecen ceguera como consecuencia del déficit de vitamina A. Si se suministra esta vitamina al niño deficiente, UNICEF valora la disminución del riesgo de muerte en un 23%. (leer más…)

Inspirándose en la fisiología del ojo de los animales los bioingenieros quieren desarrollar nuevas tecnologías para mejorar las cámaras de video y otros dispositivos ópticos.
No sería la primera vez que el ser humano alcanza un logro tecnológico y luego se da cuenta que la naturaleza lo descubrió hace mucho tiempo. Tampoco es la primera vez que se inspira directamente en la naturaleza para desarrollar algo nuevo.
Los mecanismos biológicos han evolucionado, gracias a la selección natural, durante millones de años hasta alcanzar una solución óptima a un problema. En el caso de los insectos la estructura de sus ojos lleva sobre la Tierra cientos de millones de años desde que sus antepasados, unos artrópodos marinos, desarrollaran ojos facetados por primera vez. Como los trilobites, ya extintos, que contaban con ese tipo de ojos.
Algunos investigadores desean aplicar este tipo de “recetas” sobre problemas tecnológicos actuales y crear modernas tecnologías. Para ello utilizan una estructura tridimensional de polímero que imita los componentes del ojo de algunos animales, desde la lente a los detectores de luz. (leer más…)

Bioreactor de vesícula, prototipo de célula artificial. Foto: Rockefeller U.

Los científicos están intentando crear células artificiales para saber cuáles son los mínimos componentes necesarios para sustentar la vida.
Hay un salto muy grande entre la síntesis de las primeras moléculas orgánicas, que sabemos hacer muy bien y desde hace tiempo, y la creación de un organismo unicelular. La naturaleza eliminó todos los pasos intermedios hace miles de millones de años y no sabemos cómo sucedió exactamente. El origen de la vida ha sido siempre un misterio. Pero eso no significa que este problema esté fuera del alcance de la ciencia. Siempre podemos hacer experimentos y ver si nuestras hipótesis eran acertadas o no. En este caso en concreto podemos incluso intentar crear vida orgánica artificial.
Después de miles de millones de años de evolución la vida ha alcanzado cotas de muy alta complejidad. Incluso los seres vivos más pequeños como las bacterias son muy complejos, y no sabemos cuáles de sus genes son indispensables para la vida y cuáles son añadidos que simplemente mejoran su competitividad en el medio. Lo mismo podemos decir de otros componentes celulares.
Si queremos saber cómo fueron esas primera células que poblaron la Tierra y cómo se desarrollaron debemos de ir quitando poco a poco los componentes de los seres mas sencillos que conocemos. O bien, a la inversa, ir añadiendo a una “célula vacía” genes y componentes poco a poco hasta que logre sobrevivir por si sola.
Uno de los científicos que trata de alcanzar este logro es Albert Libchaber y su equipo de Rockefeller University. Últimamente se han acercado mucho a esta meta. (leer más…)

Impresión artística de una nave viajando a traves de un agujero de gusano. Foto: NASA.

Si pudiésemos viajar en automóvil a la estrella más cercana, que está a poco más de cuatro años luz, tardaríamos millones de años. Incluso viajando a la máxima velocidad alcanzada hasta la fecha por una nave espacial como el Voyager el viaje demoraría decenas de miles de años.
Ya vimos que existe tecnología plausible para alcanzar una importante fracción de la velocidad de la luz. Sin embargo, sólo se puede concebir que sean naves robotizadas automáticas, portadoras de embriones o multigeneracionales las que podrían encargarse de ese tipo de viajes, pues incluso para las estrellas más cercanas se tardarían decenas de años. Si buscamos un planeta habitable el viaje más optimista necesitaría cientos de años incluso a una fracción apreciable de la velocidad de la luz.
La Física moderna ofrece una salida para los viajeros embarcados en un viaje interestelar. Si la nave viaja a una velocidad muy próxima a la velocidad de la luz (99,99%) entonces el tiempo para los viajeros se contrae y lo que para los que se quedan en tierra supone cientos de años para los astronautas sólo supone unos pocos años. Naturalmente los viajeros a su vuelta (si vuelven) no encontrarían a familiares y amigos, pues habrían muerto mucho tiempo antes. Habría que convencer muy bien a los gobiernos para gastar dinero en una misión de este tipo para la que nunca verían en vida los resultados. Es de suponer que los tiempos de construcción de catedrales góticas ya han pasado. (leer más…)

Selva hondureña donde se realizó el descubrimiento. Foto: Montana State University.

Cuando se buscan argumentos a favor de conservar la biodiversidad en la Tierra a veces se usan criterios utilitaristas para el ser humano, como si cualquier cosa estuviese supeditada al beneficio del hombre. Así, se afirma que hay que preservar las selvas tropicales porque ahí puede haber una planta u otro tipo de ser vivo que nos sirva para encontrar una nueva medicina o un nuevo tratamiento contra el cáncer o cualquier otra cosa útil que desaparecería para siempre una vez que la especie que lo produce se extinga.
No necesitamos este tipo de razones para defender esos seres que tienen derecho a la existencia. Estos argumentos son un poco pobres, tristes y egoístas, pero no son en ningún modo afirmaciones gratuitas, pues los seres que ahí habitan llevan compitiendo por la supervivencia durante miles de años y han desarrollado toda una gama de productos bioquímicos para defenderse por ejemplo de las infecciones y de otros seres.
Es más, ese tipo de afirmaciones se basan en la realidad de ahora mismo y no en una hipótesis o en un futurible. Para ilustrar este hecho NeoFronteras quiere hacerse eco de un pequeño descubrimiento que el biólogo Gary Strobel de Montana State University ha hecho en la selva de Honduras. Este investigador lleva unas dos décadas recorriendo las selvas tropicales del mundo en busca de esos nuevos tesoros químicos.
Su campo se ha centrado en el estudio de los hongos y bacterias que pueblan esos ambientes tan húmedos. Le interesan concretamente las variedades endofitas que viven dentro de las plantas, y es ahí donde busca productos útiles para la industria como puedan ser fármacos o pesticidas. (leer más…)