En el campo de los dispositivos de almacenamientode energía, las baterías de ion-litio están consideradas“las joyas de la corona” debido principalmentea su ligereza, elevada capacidad energética,resistencia a la descarga o su pequeño “efecto memoria”(relacionado con la disminución de su capacidadde almacenamiento debido a descargasincompletas). Estos factores han permitido el desarrollode dispositivos de acumulación de energíaligeros, de pequeño tamaño y elevado rendimiento,ideales para numerosas aplicaciones en la industriaelectrónica, como por ejemplo teléfonos móviles uordenadores portátiles.Sin embargo, para aplicaciones más ambiciosas,como por ejemplo vehículos eléctricos, es necesariodesarrollar baterías capaces de almacenar muchamás energía, permitiendo una mayor autonomía sintener que recargar. Uno de los principales problemasque deben afrontar los ingenieros eléctricos paralograr este objetivo es el de disponer de materialespara la preparación de electrodos más resistentes ala degradación producida por daños estructuralesdurante su uso. Por ejemplo, el silicio presenta unacapacidad específica teórica diez veces superior a lade los ánodos convencionales de grafito. Sin embargose ha observado que durante los procesos de cargael volumen del silicio aumenta hasta tres veces sutamaño. Por otro lado, en el proceso de descarga seproduce el efecto contrario, observándose una contracción.Estos cambios volumétricos vienen acompañadosde procesos de fracturación y pulverizacióndel ánodo que disminuyen considerablemente lasprestaciones de la batería tras unos pocos ciclos decarga y descarga.En un artículo reciente (Nature Chem. 2013, 5,1042), investigadores de las universidades de Stanford(EEUU) y Tsinghua (China) han desarrolladouna aproximación química para alargar la vida delas baterías de ion-Li, que está basada en el procesoespontaneo de auto-reparación de los dañosmecánicos producidos en el ánodo del dispositivodurante su uso. La estrategia consiste en dispersarnanopartículas de silicio en un polímero auto-reparable(Self Healing Polymer, SHP en inglés), que presentaesta característica debido a su capacidad deformar enlaces de hidrógeno intramoleculares. Posteriormenteañaden grafito a la mezcla y estudianlas propiedades eléctricas y mecánicas del materialobtenido. Los autores observan que los electrodosfabricados mediante esta aproximación presentanuna vida útil aproximadamente diez veces superior ala observada en ánodos basados en silicio preparadosmediante los métodos habituales y aun así soncapaces de retener elevadas capacidades. Además,mediante técnicas de microscopia electrónica debarrido (SEM) pueden monitorizar a tiempo real laauto-reparación del nuevo material a medida que vadeteriorándose por los sucesivos ciclos de carga ydescarga.Sin duda, estos resultados centrados en la capacidadde autoreparación de ciertos materiales poliméricos,pueden beneficiar su aplicación en dispositivosbasados en otros elementos como el germanio o elestaño que también sufren importantes variacionesde volumen (con el consiguiente deterioro) durantelos procesos de carga y descarga y por tanto extendersea otros materiales que presentan problemasmecánicos durante las reacciones electroquímicasen las que se basa su funcionamiento.#14| Investigaciones en antimateriaResultados publicados en Nature Communicationsdescriben la interacción gravitatoria entre la materiay la antimateria; en la que se han usado átomos deantihidrógeno (http://bit.ly/1czsLqx).Por otro lado, investigadores del experimento LHCbdel Laboratorio Europeo de Física de Partículas handetectado la cuarta partícula que al desintegrarse ofrecepistas de por qué la materia domina sobre laantimateria. Se trata del mesón B 0 , según un estudiospublicado en la revista Physical Review Letters (2013,110, 221601). En este artículo se describe la primeraobservación de la asimetría materia-antimateria enlas desintegraciones de la partícula conocida comoB 0 s. Este mismo fenómeno había sido previamenteobservado en los kaones, el mesón B 0 y el meson B + .JoF | NO. 14 | Marzo 2014 40
El descubrimiento está relacionado con una ‘preferencia’de la materia sobre la antimateria conocidacomo violación de la simetría CP, que podría explicarpor qué existe más materia que antimateria en nuestrouniverso aunque en sus comienzos fuera la misma.La simetría CP es la suma de la simetría C, queindica que las leyes de la física permanecerían invariablesaunque se intercambiasen las partículas decarga positiva con las negativas, y la simetría P, queplantea que tampoco habría cambios si el universofuera su imagen especular. Ahora el experimentoLHCb ha observado esta violación CP en la desintegraciónde las partículas B 0 neutras. Los resultadosspublicados en 2013 se basan en el análisis de los datosrecogidos por el experimento en 2011 (http://bit.ly/1fkAOuk).#15| Confirmación de la existencia del bosón de Higgs#16| Detectando armas químicasAunque el 4 de julio de 2012 marcó un punto deinflexión en la investigación de la estructura de lamateria y sus interacciones, con el anuncio del descubrimientodel bosón de Higgs en el LHC (LargeHadron Collider, Gran Colisionador de Hadrones);en 2013 se ha continuando investigando en la generaciónde esta partícula y su caracterización inequívova.Los proyectos CMS y ATLAS han comparado laspropiedades de espín de la partícula de aproximadamente125 GeV detectada y los resultados confirmanque esta partícula tiene espín nulo y paridadpositiva, que son dos características previstas en elbosón de Higgs consistente con el Modelo Estándarde partículas. Estos datos, unidos al estudio de la interacciónde esta nueva partícula con otras partículas,confirman (con muy alta probabilidad) que estapartícula es el bosón de Higgs. Incidentalmente, estaes la primera partícula elemental escalar descubiertaen la naturaleza con espín nulo (partícula escalar).Recomendamos escuchar la entrevista a Alberto Casas(IFT-CSIC) realizada en El Nanoscopio (http://bit.ly/1kfY5yy).El sarín (1) es un compuesto organofosforado, desarrolladooriginalmente como pesticida en 1939 enAlemania y que es usado como arma química debidoa su extrema potencia como agente nervioso. En1993 su producción y almacenamiento fue declaradailegal en la Convención sobre Armas Químicas.Su mecanismo de acción se basa en su capacidadde actuar como un potente inhibidor de la enzimacolinesterasa, mediante su reacción con un residuode serina presente en el sitio activo de dicha enzima.La inhibición de la colinesterasa lleva a una acumulaciónde acetilcolina en las sinapsis que finalmenteconduce al fallecimiento de la víctima por asfixia, yaque se produce una parálisis de los músculos implicadosen la respiración.JoF | NO. 14 | Marzo 2014 41
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