La frase de la setmana

"La meteorologia és la ciència que ens permet conèixer el temps que hauria de fer"

Philippe Bouvard

L’estané, el primer superconductor a temperatura ambient?

Aquest material es comportaria com un aïllant topològic , dotat d’unes propietats de conducció que recorden les d’un superconductor.

Inspirats en el grafé, un equip de físics ha simulat el comportament d'una làmina feta d'àtoms d'estany i fluor. Batejat com a estané, aquest material es comportaria com un aïllant topològic dotat de propietats de conducció que recorden a les d’un superconductor. Encara que no és en el sentit estricte un superconductor, l’estané no oposa cap resistència a la conducció d'electricitat a temperatura ambient.

 

Unint àtoms de fluor (groc) sobre una capa d'àtoms d'estany (gris), s'obté un nou aïllant topològic amb notables propietats.
L’estané, condueix l'electricitat sense resistència al llarg de les seves vores (fletxes blaves i vermelles) a temperatures de fins a 100 ° C. Encara que de moment només amb simulacions teòriques per ordinador. 

Els aïllants topològics han despertat la curiositat de molts científics per les seves notables propietats de conducció elèctrica que suggereixen la realització de components electrònics més ràpids. Dins d'un material aquest actua com un aïllant, però la seva superfície condueix el corrent elèctric.

Va ser gairebé per casualitat que el seu descobriment es va dur a terme. Va ser el físic teòric Charles Kane estudiant detingudament la conductivitat dels electrons en un full de grafé. L'investigador es va adonar que la conducció es pot produir d'una manera que recorda el famós efecte Hall quàntum, observat per primera vegada el 1980. Però en aquest cas, no era necessari refredar un material a una temperatura molt baixa i submergir-lo en un camp magnètic.

Aïllants topològics i ordinadors quàntics

Avançant en les seves investigacions, Kane va demostrar que el fenomen era subtilment diferent, i que podria succeir amb altres estructures en dues dimensions. Aquest resultat va cridar l'atenció de Joel Moore, que el va estendre a les estructures en 3D. Com l'anàlisi matemàtica del fenomen de la conducció de Kane implicava consideracions de topologia, Moore va anomenar a la nova classe de materials descoberts pel seu col·lega, aïllants topològics.

L'estany, amb símbol Sn a la taula periòdica de Mendeleiev és un metall molt comú en les nostres vides.Potser amagui el potencial de revolucionar l'electrònica per poder fabricar un cosí del grafé, l’estané.

L'interès pels aïllants topològics va augmentar quan es van adonar que podien contenir els fermions de Majorana, i per tant ajudar a realitzar càlculs quàntics naturalment protegits contra els efectes de la decoherència. El 2006, el físic Shoucheng Zhang, de la Universitat de Stanford, va observar que certs tipus de nuclis pesats eren especialment adequats per a la producció d'aïllants topològics. També va pronosticar que un vidre a base de mercuri i tel·luri hauria de permetre verificar els càlculs de Kane i Moore. De fet el 2007, Laurens Molenkamp i els seus companys van anunciar que existeixen aïllants topològics. Pel seu treball , Charles Kane , Shoucheng Zhang i Laurens Molenkamp ser guardonats amb el Physics Frontiers Prize.

L’estané, un cosí superconductor del grafé?

La saga dels aïllants topològics potser hagi experimentat un nou gir amb l'article publicat per la Universitat de Cornell els autors del qual són Shoucheng Zhang i els seus col·laboradors. En aquest article els físics van anunciar que han realitzat simulacions per ordinador sobre les propietats de conducció d'un nou material. Els investigadors l'han anomenat estané, ja que es compon principalment d'àtoms d'estany formant un full en 2D similar al grafè. El seu nom deriva del llatí d'estany, és a dir, "Stannum".

Igual que tots els aïllants topològics en 2D, l’estané és conductor per les seves vores, però aïllant a l'interior de la fulla. El que és particularment sorprenent, si ens refiem de les simulacions, és que la conducció de l'electricitat es produeix sense resistència, com un superconductor, i molt important especialment, a temperatura ambient. Òbviament això és el que crea les expectatives per a una nova electrònica.

De moment, i suposant que l’estané posseeixi aquesta extraordinària propietat de comportar-se com els mítics superconductors però a temperatura ambient, Zhang Shoucheng li vaticina el seu ús a nivell de les connexions en un microprocessador. Però també podem imaginar una nova generació de xips que consumeixin menys energia i més ràpids gràcies a l’estané.

Ho he  vist aquí

Qui no te feina....I

Doncs això, que el gat pentina.

Gairebé estem de cap de setmana, i quan tinc una mica de temps lliure navego per la xarxa una estona o "viatjo" pel món amb el Google Earth.

Certament et trobes coses curioses, i fins i tot obres d'algú que encara li agrada perdre el temps més que a mi, tot dedicant-se a fer "fricades".

Com a mostra aquesta imatge d'una pobra ovella "pelada" com si fos un canitx qualsevol.

La cara del avergonyit animal no te preu.

Per altra banda, si utilitzeu el Google Earth aneu fins a la localitat de Dixon a Illinois (USA) i trobareu aquest edifici, amb una forma ben sugerent, amb la vegetació aportant-li el toc que potser li mancava.

No se si recomanar al propietari que visiti a l'arquitecte o a l'uròleg.

Un segon codi amagat a l'ADN!

La molècula d'ADN està lluny de ser un llibre obert. Si bé pensàvem que ja havíem aclarit els secrets del codi genètic, ja fa més de 50 anys, un equip dels EUA ha identificat un altre codi, amagat sota del primer, que tindria un paper en el control dels gens. El descobriment podria ajudar als científics a avaluar millor l'impacte de les mutacions per comprendre millor certes malalties.

 

Algunes investigacions fan més soroll que d’altres. El descobriment de l'estructura de l'ADN (àcid desoxiribonucleic) per James Watson i Francis Crick el 1953 en va ser una d’elles. Guardonats amb el Premi Nobel de Medicina el 1962, aquell descobriment va tenir un efecte completament revolucionari en el coneixement de la biologia.

 L’ADN és una molècula molt llarga que consisteix en una seqüència de nucleòtids

units un a l’altre per enllaços fosfodièster. És el portador de la informació genètica.

El seu codi, conegut des de fa més de 50 anys, n’amaga un altre.

© Spooky Pooka, Wellcome Imatges, cc by nc nd 2.0

En aquelles dates, els biòlegs sabien que la molècula de l’ADN estava composta per quatre tipus de molècules més petites anomenades nucleòtids, que es distingeixen per la seva base nitrogenada: A (adenina), T (timina), C (citosina) i G (guanina). El que ignoraven en canvi, és com era la seva estructura. James Watson i Francis Crick van aclarir brillantment el misteri i varen demostrar que la molècula de l'ADN tenia una estructura com una doble hèlix en què les bases s’aparellaven específicament, les A amb les T i les C amb les G.

Amb aquests fonaments, els científics van ser capaços d’entendre com es transmet la informació genètica en la cèl·lula. Els investigadors van demostrar que els nucleòtids eren presents en l'ADN alineats específicament, formant un codi que permetia la producció d’aminoàcids i proteïnes. Tres nucleòtids units constituïen una mena de paraula, anomenada codó, que es llegeix i es tradueix en un dels 20 aminoàcids de la cèl lula. Els aminoàcids es lliguen entre si i posteriorment s’acoblen per formar una proteïna. Sota certes condicions, les mutacions poden aparèixer i modificar el codi. La proteïna mutant resultant pot perdre la seva funció, i conduir al desenvolupament d'una patologia.

La molècula de l’ADN està constituïda per quatre nucleòtids diferents anomenats:

 A (adenina), T (timina), C (citosina) i G (guanina).

 Aquests nucleòtids s'agrupen per parelles especials: A amb T ,T amb A, C amb G i G amb C.

© Dosto, Wikimedia Commons, cc by sa 2.5

De l’ADN a la regulació genètica

Des de llavors, s'ha avançat molt i els científics poden ara conèixer la seqüència d'un gen d’interès molt ràpidament. A l'abril del 2003, es va completar la seqüenciació completa del genoma humà i els aproximadament 25.000 gens identificats s’estan ara estudiant en detall per tot el món. Els científics no estan, però, al final de la seva feina i l'ADN encara amaga molts secrets. Recentment , un equip ha observat en cèl·lules una forma particular d'ADN, la quadrúpede G o ADN de quatre hèlixs, que mai abans s'havien identificat “in vivo”, (N ota; al contrari que in vitro, aquest s’han identificat en un ésser viu).

En passar els anys, els investigadors s'han adonat que la lectura de l'ADN és molt més complexa del que es pensaven inicialment. Van demostrar que el codi genètic no era només això, si no que la manera en què s’ha de llegir és també molt important. En altres paraules, no son només les frases del llibre les que compten, sinó també com s'explica la història. D’aquesta manera els gens es poden llegir més o menys bé i condueixen a una producció més o menys elevada de proteïnes. Això és el que explica per què, dins d’un mateix organisme, totes les cèl·lules tenen el mateix genoma i no obstant això, tenen destinacions molt diferents: algunes esdevenen glòbuls vermells, d’altres cèl·lules immunes, altres neurones, etc... Aquest mecanisme, anomenat regulació genètica està controlada pels components cel·lulars, els factors reguladors, que poden unir-se a seqüències d'ADN específiques i modular l'expressió dels gens.

Un codi en pot amagar un altre

Dins del projecte Encode (Enciclopèdia dels elements de l'ADN), l'objectiu és identificar totes les seqüències de l'ADN del genoma humà, els investigadors de la Universitat de Washington (Estats Units) han fet un descobriment sorprenent. Han demostrat que el codi genètic, tal com el coneixem, n’amaga un altre, que regula l'expressió gènica. Aquest descobriment s'ha publicat a la revista Science.

El genoma conté unes seqüències de codificació i d'altres seqüències que permeten als factors de regulació fixar-se a l'ADN per controlar l'expressió dels gens. Gràcies a les tècniques de biologia molecular, els investigadors han analitzat la distribució d'aquests dos tipus de seqüències. Han demostrat que el 15% dels codons del genoma humà tenia una doble funció: d'una banda, contribuir a la producció de proteïnes, i de l'altra, donar instruccions a les cèl·lules per modular l'expressió dels diferents gens . Per aquesta raó, els científics els han anomenat "DUONS”.

"El codi genètic pot escriure simultàniament dos tipus d'informació”, diu John Stamatoyannopoulos, director de l'estudi. Per tant, és possible que certes mutacions que es creien relacionades només amb la seqüència de la proteïna, també pertorbin el control de l'expressió gènica. Segons els autors, aquest descobriment podria portar a comprendre millor el desenvolupament de certes malalties.

Vist a futura-sciences.com

Aquest article també l’he publicat en castellà a Astroseti

 

L'Observatori Fabra

L'Observatori Fabra de Barcelona és la primera estació meteorològica de Catalunya que arriba a 100 anys de dades ininterrompudes. 

Segueix al mateix lloc i gairebé amb el mateix equip del 1913.

Les onades de calor extrema, els grans diluvis i moltes altres variables meteorològiques que s'han produït al costat del Tibidabo, amb Barcelona als peus, s'han conservat sense interrupció durant 100 anys gràcies a una singular estació instal·lada a l'Observatori Fabra i als observadors que s'han encarregat d'apuntar les dades amb disciplina diària. La sèrie obtinguda, que no es va aturar ni per la guerra civil, va celebrar ahir el seu centenari convertida en un referent en la història del clima, una fita a l'abast de molt poques ciutats.

«Si les dades no s'haguessin pres sempre en el mateix lloc i de forma semblant, no podríem comparar-les», resumeix Marc Prohom, cap de Climatologia del Servei Meteorològic (SMC-Meteocat). En definitiva, no tindrien validesa. De fet, el pluviòmetre i els termòmetres d'alcohol i mercuri situats a l'interior d'una garita són pràcticament idèntics als que hi havia el 1913. La sèrie del Fabra no és la més antiga de Catalunya en el mateix emplaçament, privilegi que correspon a l'Observatori de l'Ebre, a Roquetes, que es va iniciar el 1905, però aquesta estació va patir un breu parèntesi amb motiu de la guerra civil. 

L'Observatori Fabra, propietat de la Reial Acadèmia de Ciències, va assolir notorietat en les primeres dècades del segle passat gràcies als descobriments astronòmics de Josep Comas Solà, inclosos diversos satèl·lits i asteroides, i als seus sensors sísmics, però és la sèrie meteorològica el que millor ha suportat el pas del temps. «El Fabra està al terme municipal de Barcelona, però lògicament no és un referent del temps que es viu al centre de la ciutat, on les temperatures acostumen a ser més suaus per la proximitat del mar -il·lustra Prohom- . No obstant, sí que és una eina clau per analitzar l'evolució del temps i el canvi climàtic». En aquest sentit, el cap de Climatologia de l'SMC considera que, amb els 412 metres d'altura i envoltada de bosc, l'estació amb prou feines nota l'efecte d'illa urbana derivada del creixement de Barcelona. També considera negligibles els problemes causats per la freqüentació de l'observatori, inclòs un aparcament. Les estacions tradicionals al centre de la ciutat o bé han canviat d'emplaçament o bé els seus resultats es veuen molt influïts per la urbanització. 

Efemèrides famoses

L'anàlisi de les dades permet observar que les temperatures al Fabra han pujat 1,2 graus de mitjana des de l'inici de les observacions, més fins i tot que la mitjana mundial per al mateix període, i que la majoria de l'increment es concentra a partir del 1985. Pel que fa a pluges, en canvi, no hi ha tendències clares, encara que sí efemèrides espectaculars com els 195 litres per metre quadrat recollits el 5 de desembre de 1971. Com a altres curiositats, el mes més càlid de la sèrie és l'agost del 2003, mentre que la classificació per anys l'encapçala el 2006. Pel que fa al fred, el mes més gèlid va ser el febrer del 1956, amb un històric -10º. 

A més, el 29 d'abril de 1984 es va registrar una ratxa de vent de 144 quilòmetres per hora! 

Juntament amb la centenària estació manual, l'SMC va instal·lar el 1995 un nou equip automàtic que permet obtenir dades contínues de l'enclavament sense sortir d'un despatx. «Els resultats són gairebé idèntics, però per mantenir la sèrie hem d'utilitzar les dades de l'estació manual», adverteix Prohom. 

Article publicat al nº 10 de la revista L'Altaveu de Sant Genís dels Agudells

Benvinguda

Estimat lector/a

La voluntat d'aquest bloc és la d'esser una finestra divulgativa en català de tot allò que em provoca alguna mena de curiositat. Hi podreu trobar traduïts, articles i dossiers de caire divulgatiu i informatiu, relacionats amb la ciència, principalment amb el nostre cel més llunyà.

Els drets de reproducció de les imatges corresponen als seus autors o hereus legals.

Aquest bloc és de difusió científica en general i en català. Si algun autor, o persona degudament autoritzada sobre alguna obra reproduïda, sol·licita la supressió d'alguna imatge només cal que ens ho faci avinent i s'esborrarà del bloc.

A Sci-Bit defensem la ciència com una font d'aprenentatge i de sorpresa quotidiana.

AVÍS PER A NAVEGANTS: No hi ha cap problema que feu un copi/paste d'algun article, només us demano que en consti la meva autoria i que hi enllaceu al meu article. I finalment, si us ha complagut el que heu trobat en aquest blog, us agrairé que el recomaneu als vostres amics, coneguts i familiars, gràcies.

 

POLÍTICA DE PRIVACITAT

 

Sci-Bit com a autor dels continguts del blog, no recull cap mena de dada personal dels seus lectors i/o visitants dels continguts del blog. Pel que no s'utilitzen, recullen ni consulten amb cap finalitat.

 

Sci-Bit no es fa responsable de les dades dels visitants i/o lectors que pugui utilitzar Blogger (Google) com a propietari i allotjador d'aquest blog.

Dit això: Sigueu benvinguts, passeu, passeu. . .