Horoscopo
Los científicos desarrollan un material increíblemente ligero, 4 veces más resistente que el acero
Los investigadores crearon un nuevo material recubriendo el ADN con una forma pura de vidrio, lo que dio como resultado una sustancia más ligera y resistente que el acero. Este descubrimiento revolucionario, que utiliza la estructuración del vidrio a nanoescala y las propiedades únicas del ADN, ofrece potencial para diversas aplicaciones en ingeniería y defensa. (Concepto del artista)
Los investigadores han desarrollado un material ligero pero resistente combinando dos ingredientes inesperados: ADN y vidrio.
Trabajar en en la nanoescala proporciona a los científicos una comprensión profunda y precisión en la fabricación y el análisis de materiales. En la producción a gran escala, e incluso en entornos naturales, muchos materiales son susceptibles a defectos y contaminantes que podrían comprometer su compleja arquitectura. Estas vulnerabilidades pueden provocar que se fracturen bajo presión. Esto es particularmente evidente en la mayoría de los tipos de vidrio, lo que le otorga la reputación de ser un material frágil.
Científicos de la Universidad de Columbia, la Universidad de Connecticut y el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) han fabricado con éxito una forma pura de vidrio y han recubierto piezas especializadas con él. ADN con esto para crear un material que no sólo era más fuerte que el acero, sino también increíblemente liviano. Los materiales con ambas cualidades son raros y una mayor investigación podría conducir a nuevas aplicaciones en ingeniería y defensa. Los resultados fueron publicados en la revista. Estetodos A.informes ciencias fisicas.
ADN: los componentes básicos de la vida y mucho más
En los seres vivos, desoxirribonucleico. ácido, más comúnmente conocido como ADN, contiene información biológica que indica a las células de los organismos cómo formarse, crecer y reproducirse. El material del que está hecho el ADN se conoce como polímero, una clase de materiales fuertes y elásticos que incluye el plástico y el caucho. Su resistencia y simplicidad han intrigado a los científicos de materiales e inspirado muchos experimentos interesantes. Oleg Gang, científico de materiales en el Centro de Nanomateriales Funcionales (CFN), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE en Brookhaven Lab, y profesor de Universidad de Colombia, lleva años explotando las propiedades únicas del ADN para la síntesis de materiales, lo que ha dado lugar a numerosos descubrimientos. Esta nueva tecnología ha inspirado una variedad de aplicaciones innovadoras, desde la administración de medicamentos hasta la electrónica.
Oleg Gang, en la foto de atrás, y Aaron Michelson utilizan los recursos especializados de CFN para medir la sorprendente resistencia de esta nueva estructura material. Crédito: Laboratorio Nacional de Brookhaven
Gang había trabajado previamente con el autor principal del artículo, Aaron Michelson, investigador postdoctoral en Brookhaven, en un experimento que utiliza estructuras de ADN para construir un marco sólido para nuevos materiales. Las moléculas de ADN se comportan de una manera interesante. Los nucleótidos individuales, las unidades básicas de los ácidos nucleicos como el ADN y ARN, dictan la conexión entre secuencias complementarias. La forma precisa en que se unen entre sí permite a los científicos desarrollar métodos para doblar el ADN en formas específicas llamadas «origami», que llevan el nombre del arte japonés de doblar papel. Estas formas de ADN son bloques de construcción a nanoescala que se pueden programar mediante enlaces de ADN direccionables para «autoensamblar.” Esto significa que se pueden formar espontáneamente estructuras bien definidas con un patrón repetitivo a partir de estos bloques de ADN de origami.
Luego, estos bloques se unen entre sí para formar una red más grande, una estructura con un patrón repetido. Este proceso permite a los científicos construir nanomateriales ordenados en 3D a partir de ADN e integrar nanopartículas y proteínas inorgánicas, como han demostrado estudios anteriores del grupo. Habiendo adquirido comprensión y control de este proceso de ensamblaje único, Gang, Michelson y su equipo pudieron explorar lo que se podría lograr cuando se utilizara este andamio biomolecular para crear estructuras de sílice que preservaran la arquitectura del andamio.
«Nos centramos en utilizar el ADN como un nanomaterial programable para formar un andamio 3D complejo», dijo Michelson, «y queríamos explorar cómo este andamio se comportaría mecánicamente cuando se transfiriera a materiales sólidos más estables. Investigamos la posibilidad de fundir este andamio auto- Material de ensamblaje en sílice, principal ingrediente del vidrio, y su potencial.
El trabajo de Michelson en esta área le valió el premio Robert Simon Memorial de la Universidad de Columbia. Su investigación sobre las estructuras del ADN ha explorado una variedad de características y aplicaciones, desde propiedades mecánicas hasta la superconductividad. Al igual que las estructuras sobre las que se construyó, el trabajo de Michelson continúa creciendo y desarrollándose a medida que incorpora nuevas capas de información de estos apasionantes experimentos.
Una mirada microscópica a cómo estas hebras de ADN forman formas incrustadas dentro de estructuras de red más grandes recubiertas de sílice. CFN, JEOL-1400 TEM y Hitachi-4800 SEM. Crédito: Laboratorio Nacional de Brookhaven
La siguiente parte del proceso de fabricación se inspiró en la biomineralización, la forma en que ciertos tejidos vivos producen minerales para volverse más duros, como los huesos.
«Estábamos muy interesados en cómo podemos mejorar las propiedades mecánicas de materiales ordinarios, como el vidrio, mientras los estructuramos a nanoescala», dijo Gang.
Los científicos utilizaron una capa muy fina de vidrio de sílice, de sólo unos 5 nm de espesor, o unos pocos cientos de átomos, para cubrir los marcos de ADN, dejando los espacios interiores abiertos y garantizando que el material resultante sea ultraligero. A esta pequeña escala, el vidrio es inmune a los defectos y proporciona una resistencia que no se encuentra en piezas grandes de vidrio donde se desarrollan grietas que hacen que se rompa. Sin embargo, el equipo quería saber exactamente qué tan fuerte era este material, lo que, a esta escala, requería equipo muy especializado.
Fuerza bajo presión
Hay formas sencillas de comprobar si algo es sólido. Hurgar, empujar e inclinarse sobre las superficies y observar su comportamiento a menudo puede proporcionar información útil. ¿Se doblan, chirrían, se deforman o se aprietan bajo presión? Esta es una forma sencilla pero eficaz de comprender la fuerza de un objeto, incluso sin herramientas para medirla con precisión. Pero, ¿cómo se puede presionar un objeto que es demasiado pequeño para verlo?
«Para medir la fuerza de estas pequeñas estructuras, utilizamos una técnica llamada nanoindentación», explicó Michelson. “La nanoindentación es una prueba mecánica a muy pequeña escala que se realiza utilizando un instrumento preciso capaz de aplicar y medir fuerzas resistivas. Nuestras muestras tienen sólo unas pocas micras de espesor, aproximadamente una milésima de milímetro, por lo que es imposible medir estos materiales por medios convencionales. Usando juntos un microscopio electrónico y nanoindentación, podemos medir simultáneamente el comportamiento mecánico y observar el proceso de compresión.
Un gráfico que compara la nanored de este experimento con la resistencia relativa de varios materiales. Crédito: Laboratorio Nacional de Brookhaven
A medida que el pequeño dispositivo comprime o indenta la muestra, los investigadores pueden tomar medidas y observar las propiedades mecánicas. Luego pueden ver qué sucede con el material cuando se libera la compresión y la muestra vuelve a su estado original. Si se forman grietas o la estructura falla en algún punto, se pueden registrar estos valiosos datos.
Cuando se probó, se descubrió que la red de ADN recubierta de vidrio era cuatro veces más fuerte que el acero. Lo que fue aún más interesante fue que su densidad era aproximadamente cinco veces menor. Aunque existen materiales que son resistentes y se consideran bastante ligeros, nunca se había conseguido tanto.
Sin embargo, esta técnica no siempre estuvo disponible en el CFN.
«Colaboramos con Seok-Woo Lee, profesor asociado de la Universidad de Connecticut, que tiene experiencia en las propiedades mecánicas de los materiales», dijo Gang. “Era un usuario de CFN que aprovechó algunas de nuestras capacidades y recursos, como los microscopios electrónicos, y así es como desarrollamos una relación con él. Inicialmente no teníamos la capacidad de nanoindentación, pero él nos guió hacia las herramientas adecuadas y nos encaminó por el camino correcto. Este es otro ejemplo de cómo los científicos del mundo académico y los laboratorios nacionales se benefician de la colaboración. Ahora contamos con estas herramientas y la experiencia para llevar estudios como este aún más lejos.
Construye algo nuevo y emocionante
Même s’il reste encore beaucoup de travail à faire avant de passer à l’échelle et de réfléchir à la myriade d’applications d’un tel matériau, les scientifiques des matériaux ont encore des raisons d’être enthousiasmés par ce que cela signifie para el futuro. El equipo planea estudiar otros materiales, como la cerámica de carburo, que es incluso más resistente que el vidrio, para ver cómo funcionan y se comportan. Esto podría dar lugar a materiales ligeros aún más resistentes en el futuro.
Aunque su carrera aún se encuentra en sus primeras etapas, Michelson ya ha logrado mucho y está ansioso por pasar a las siguientes fases de su investigación.
«Es una maravillosa oportunidad ser un postdoctorado en Brookhaven Lab, especialmente después de ser estudiante en la Universidad de Columbia y trabajar en CFN con bastante frecuencia», recuerda Michelson. “Eso es lo que me llevó a realizar un posdoctorado allí. Las capacidades que tenemos en CFN, particularmente en imágenes, realmente han ayudado a impulsar mi trabajo.
Referencia: “Sílice de nanoarquitectura liviana y de alta resistencia” por Aaron Michelson, Tyler J. Flanagan, Seok-Woo Lee y Oleg Gang, 27 de junio de 2023. Informes celulares Ciencia física.
DOI: 10.1016/j.xcrp.2023.101475
Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.
Horoscopo
SpaceX lanza 23 satélites Starlink en el vuelo Falcon 9 desde Cabo Cañaveral – Spaceflight Now
Tras el histórico lanzamiento de dos satélites Galileo por parte de la Comisión Europea, SpaceX ha lanzado otro lote de sus propios satélites de Internet de alta velocidad Starlink. El lanzamiento del Falcon 9 el domingo por la noche marcó el 29º lanzamiento dedicado de satélites Starlink en 2024.
El despegue de la misión Starlink 6-54 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 (SLC-40) en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral (CCSFS) tuvo lugar a las 6:08 p.m.EDT (2208 UTC).
El propulsor de primera etapa Falcon 9 que respalda esta misión, número de cola B1076 en la flota de SpaceX, se lanzó por decimotercera vez. Anteriormente apoyó los lanzamientos de Ovzon 3, Intelsat IS-40e, el vuelo número 26 de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS-26) de SpaceX y seis misiones Starlink.
Poco más de ocho minutos después del despegue, B1076 aterrizó en el dron SpaceX, “Simplemente lea las instrucciones”. Este fue el aterrizaje número 80 del JRTI y el aterrizaje de refuerzo número 301 hasta la fecha.
En una publicación en las redes sociales, Kiko Dontchev, vicepresidente de lanzamiento de SpaceX, señaló que el equipo completó una rotación de cinco horas desde JRTI a Puerto Cañaveral entre la llegada y la salida del dron para apoyar la misión Starlink 6-54.
Los 23 satélites Starlink se suman a los 5.874 actualmente en órbita, según cifras compiladas el 24 de abril por el astrónomo y experto en seguimiento orbital Jonathan McDowell. Antes de este lanzamiento, se lanzaron 633 satélites Starlink en 2024.
El miércoles, SpaceX anunció que los Estados Federados de Micronesia, un país insular en el Océano Pacífico al este de Australia, fue el último país en agregarse a la lista de países donde el servicio Starlink está disponible.
Aterrizar y aterrizar en el dron Solo lee las instrucciones pic.twitter.com/qbVzhByVZZ
– EspacioX (@SpaceX) 28 de abril de 2024
Salida del dragón
El lanzamiento de Starlink 6-54 se produce apenas unas horas después de que SpaceX Cargo Dragon se separara de la Estación Espacial Internacional para comenzar su viaje de aproximadamente 36 horas para aterrizar frente a la costa de Florida. El desacoplamiento tuvo lugar a la 1:10 p. m. EDT (5:10 p. m. UTC).
El aterrizaje del martes por la mañana concluirá la misión CRS-30. Estuvo acoplado a la ISS durante más de 30 días y regresará con más de 4.000 libros de experimentos científicos.
La operación es también otro paso importante hacia el lanzamiento de la primera misión tripulada de Boeing al puesto orbital utilizando su nave espacial Starliner.
Antes de que pueda realizarse ese lanzamiento, SpaceX debe mover su nave espacial Crew Dragon Endeavour desde el puerto orientado hacia adelante al puerto orientado hacia el espacio del módulo Harmony. Esta maniobra debería tener lugar el 2 de mayo.
Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.
Los investigadores han descubierto una rara partícula de polvo en un meteorito, formada por una estrella distinta de nuestro sol. Utilizando tomografía avanzada con sonda atómica, analizaron la proporción única de isótopos de magnesio de la partícula, revelando su origen a partir de un tipo recientemente identificado de supernova que quema hidrógeno. Este avance proporciona una mejor comprensión de los eventos cósmicos y la formación de estrellas. Crédito: SciTechDaily.com
Los científicos han descubierto una partícula de meteorito con una proporción de isótopos de magnesio sin precedentes, lo que apunta a su origen en una supernova que quema hidrógeno.
La investigación ha descubierto una rara partícula de polvo atrapada en un antiguo meteorito extraterrestre formado por una estrella distinta a nuestro sol.
El descubrimiento fue realizado por la autora principal, la Dra. Nicole Nevill y sus colegas durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Curtin, quienes actualmente trabajan en el Instituto de Ciencias Lunares y Planetarias en colaboración con NASAen el Centro Espacial Johnson.
Meteoritos y granos presolares
Los meteoritos están formados principalmente por materiales formados en nuestro sistema solar y también pueden contener pequeñas partículas de estrellas nacidas mucho antes que nuestro sol.
Las pistas de que estas partículas, llamadas granos presolares, son reliquias de otras estrellas, se descubren analizando los diferentes tipos de elementos que contienen.
Técnicas analíticas innovadoras
El Dr. Nevill utilizó una técnica llamada átomo Sonda tomográfica para analizar la partícula y reconstruir la química a escala atómica, accediendo a la información escondida en su interior.
«Estas partículas son como cápsulas del tiempo celestes y proporcionan una instantánea de la vida de su estrella madre», dijo el Dr. Nevill.
“Los materiales creados en nuestro sistema solar tienen proporciones de isótopos predecibles: variantes de elementos con diferente número de neutrones. La partícula que analizamos tiene una proporción de isótopos de magnesio distinta de cualquier otra cosa en nuestro sistema solar.
“Los resultados fueron literalmente fuera de este mundo. La proporción de isótopos de magnesio más extrema, de estudios anteriores de granos presolares, fue de alrededor de 1.200. El grano en nuestro estudio tiene un valor de 3.025, que es el valor más alto jamás descubierto.
«Esta proporción de isótopos excepcionalmente alta sólo puede explicarse por la formación de un tipo de estrella recientemente descubierta: una supernova que quema hidrógeno».
Avances en astrofísica
El coautor, el Dr. David Saxey, del Centro John de Laeter en Curtin, dijo que la investigación innova la forma en que entendemos el universo, ampliando los límites de las técnicas analíticas y los modelos astrofísicos.
«La sonda atómica nos proporcionó un gran nivel de detalle al que no habíamos podido acceder en estudios anteriores», afirmó el Dr. Saxey.
“La supernova que quema hidrógeno es un tipo de estrella que se descubrió recientemente, casi al mismo tiempo que estábamos analizando la pequeña partícula de polvo. El uso de la sonda atómica en este estudio proporciona un nuevo nivel de detalle que nos ayuda a comprender cómo se formaron estas estrellas.
Vinculando los resultados de laboratorio con los fenómenos cósmicos
El coautor, el profesor Phil Bland de la Escuela de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Curtin, dijo que los nuevos descubrimientos del estudio de partículas raras en meteoritos nos permiten comprender mejor los eventos cósmicos más allá de nuestro sistema solar.
«Es simplemente asombroso poder relacionar mediciones a escala atómica en el laboratorio con un tipo de estrella recientemente descubierta».
La investigación titulada “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Polvo estelar rico en magnesio procedente de una supernova que quema hidrógeno » fue publicado en el Revista de astrofísica.
Referencia: “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Mg-rich Stardust from an H-burning Supernova” por ND Nevill, PA Bland, DW Saxey, WDA Rickard, P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman, L. Daly y SM Reddy, 28 de marzo de 2024, La revista de astrofísica.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad2996
Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.
El 5 de julio de 2023, el lanzador Ariane 5 realizó su último vuelo, poniendo así fin a los 27 años de carrera del que fue el primer cohete pesado de Europa. Casi diez meses después, Arianespace vuelve a la plataforma de lanzamiento con su nuevo caballo de batalla avanzado para el transporte pesado: el Ariane 6.
Por primera vez, el núcleo central y los propulsores del Ariane 6 fueron entregados a la plataforma de lanzamiento ELA-4 en Kourou, Guayana Francesa, marcando oficialmente el inicio de la campaña de lanzamiento inaugural.
El miércoles 24 de abril, el núcleo central del cohete, compuesto por el propulsor principal y la etapa superior, fue transportado 800 metros desde el edificio de montaje del lanzador hasta la plataforma ELA-4, donde fue instalado sobre la mesa de lanzamiento mediante una grúa. y con la asistencia de vehículos de guiado automático (AGV).
Durante los dos días siguientes, Arianespace trabajó para entregar los dos propulsores de cohetes de estado sólido P120C del vehículo a la plataforma y luego montarlos en la mesa de lanzamiento a cada lado del núcleo central. Esta es la configuración del Ariane 62 que realizará la primera misión del vehículo.
El primer cohete propulsor sólido Ariane 6 se transporta al sitio de lanzamiento ELA-4 para su integración. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Al igual que su predecesor, el Ariane 6 tiene un diseño de dos etapas, propulsado por motores que queman hidrógeno líquido y oxígeno líquido. La primera etapa está equipada con un motor Vulcain 2.1, una versión mejorada del motor Vulcain 2 que volaba en el Ariane 5. La segunda etapa, por su parte, está equipada con un motor Vinci de nuevo diseño, capaz de producir 180 kN de empuje en una aspiradora.
Ariane 6 está configurado para volar con un solo par o dos pares de propulsores de cohetes sólidos P120C, que producen un porcentaje importante del empuje total en el despegue. Cada propulsor contiene 142 toneladas de propulsor sólido y puede generar hasta 4.650 kN de empuje.
La capacidad de carga del Ariane 6 varía según la configuración de vuelo utilizada. La versión Ariane 62 que utiliza dos propulsores es capaz de transportar hasta 10.350 kg a la órbita terrestre baja (LEO) y 4.500 kg a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO), mientras que la variante Ariane 64 con cuatro propulsores puede colocar hasta 21.500 kg en órbita baja. Órbita terrestre (LEO). y 11.500 kg en GTO.
«El lanzamiento del Ariane 6 y la restauración del acceso de Europa al espacio son una prioridad absoluta para la ESA a la hora de reanudar los lanzamientos regulares de cohetes desde el puerto espacial europeo», afirmó el director general de la ESA, Josef Aschbacher. “Juntar las etapas del cohete en la plataforma de lanzamiento marca el inicio de una campaña de lanzamiento y muestra que ya casi llegamos; Pronto veremos esta belleza elevarse hacia el cielo.
El siguiente paso en la campaña inicial del Ariane 6 es acoplar los propulsores P120C al núcleo central, actuando como mecanismo de soporte para la pila de lanzamiento. Una vez ensamblados, los equipos realizarán las conexiones mecánicas y eléctricas necesarias.
Luego, para completar el primer Ariane 6, sólo quedará instalar el carenado con las cargas útiles encapsuladas en su interior. Esto tendrá lugar unas semanas antes de la fecha de lanzamiento prevista.
Estas operaciones de integración de vehículos se llevaron a cabo bajo la jurisdicción primaria de la ESA, con el apoyo de ArianeGroup y la agencia espacial francesa CNES.
«Ver el nuevo lanzador europeo en la plataforma de lanzamiento marca la finalización de años de trabajo en las oficinas de diseño y plantas de producción de ArianeGroup y de todos nuestros socios industriales en Europa», dijo Martin Sion, director ejecutivo de ArianeGroup. “Este evento marca también el inicio de una nueva etapa de la campaña de primeros vuelos, con todos los desafíos y complejidades que esto conlleva. Los miembros de nuestro Space Team Europe están poniendo todo su conocimiento y experiencia para que este primer vuelo sea un completo éxito.
El primer núcleo central de Ariane 6 está a punto de ser integrado. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Ariane 6 está diseñado para poder lanzar varias configuraciones de misión. Estas podrían variar desde misiones LEO que involucran constelaciones de satélites hasta misiones Galileo de lanzamiento dual en órbita terrestre media (MEO), lanzamiento único y lanzamiento dual de satélites geosincrónicos/geoestacionarios.
Para su primer lanzamiento, Ariane 6 intentará entregar un conjunto de pequeñas cargas útiles y experimentos a LEO para clientes como la ESA, la NASA, universidades europeas y varias empresas comerciales.
Algunas cargas útiles constan de CubeSats, mientras que otras permanecerán unidas a la etapa superior para documentar la misión. Dos cargas útiles regresarán a la Tierra en forma de cápsulas de reentrada, diseñadas para probar nuevos materiales.
Arianespace y la ESA apuntan actualmente a una ventana entre el 15 de junio y el 31 de julio de 2024 para el primer vuelo de Ariane 6.
“El programa Ariane 6 entra ahora en su recta final antes del vuelo inaugural desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. La soberanía europea sobre el acceso al espacio vuelve a ser posible gracias al duro trabajo de los equipos de la ESA, ArianeGroup y CNES”, declaró Philippe Baptiste, director general del CNES. “Me gustaría agradecerles y enviarles mis mejores deseos para las etapas finales. ¡Vamos Ariane 6!
(Imagen principal: El primer núcleo central de Ariane 6 se encuentra dentro del edificio móvil del complejo de lanzamiento ELA-4 en Kourou en preparación para su lanzamiento inaugural. Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.
-
Horoscopo3 años agoHoróscopo: ¿qué dice tu ascendente para hoy y el fin de semana del 27 de noviembre?
-
Ciencia y tecnología3 años ago
Localizan la región de Marte más apropiada para la existencia de vida.
-
Entretenimiento2 años ago
¿Britney Spears y Sam Asghari están casados? Planes después de la conservación
-
Negocios3 años ago
Reguladores federales investigan bolsas de aire en vehículos 30M
-
Deportes5 meses ago
Vista previa: Perú vs Brasil – predicciones, noticias del equipo, alineaciones
-
Horoscopo3 años ago
Paseo espacial estadounidense fuera de la Estación Espacial Internacional pospuesto debido a un problema médico con el astronauta
-
Entretenimiento3 años ago
Eva Longoria, Shonda Rhimes y Jurnee Smollett abandonan la junta de Time’s Up: «Listos para un nuevo liderazgo»
-
Deportes4 meses ago
Kyogo Furuhashi anota y Japón venció a El Salvador 6-0 en un amistoso | Noticias de futbol
