Esta semana en la ciencia 13|31

Semana - 1331 - 0

  • Delgados, ligeros y flexibles – Los componentes electrónicos del futuro

  • Relaciones cualitativas en estrellas de neutrones y estrellas de quarks

  • La creación de falsos recuerdos – Condicionamiento optogenético

Delgados, ligeros y flexibles – Los componentes electrónicos del futuro

Semana - 1331 - 1 Thin foil electronicsEn las últimas décadas ha sido notorio el avance en el desarrollo de los dispositivos electrónicos, que han pasado de ser aparatos de dimensiones considerables a objetos “inteligentes” y portátiles. Sin embargo, un aspecto que aún dificulta su integración a la vida cotidiana es que sus componentes deben ajustarse a arquitecturas rígidas. En este contexto podemos encontrar áreas de investigación emergentes, relacionadas con el desarrollo de materiales electrónicos flexibles y elásticos. Un ejemplo de ello son las placas enrollables con transistores de efecto de campo de silicón, sobre sustrato de acero y de solamente 3 micras de grosor, que ya se han realizado. Asimismo, se han logrado radios de doblez de 0.1 mm en sustratos de polímeros. Algunas aproximaciones incluyen la transferencia de capas ultradelgadas de poliimida, encapsulando circuitos CMOS sobre elastómeros pre-estirados, el uso de elastómeros conductores integrados con transistores orgánicos de efecto de campo (OFET) en islas de poliimida y la fabricación de OFET sobre sustratos elásticos para sensores de presión, temperatura y luz.

En un artículo recientemente publicado, un equipo internacional de investigadores presenta una plataforma para la fabricación de componentes electrónicos “prácticamente irrompibles e imperceptibles”.  Se trata de circuitos flexibles de peso mínimo (3 g m-2) fabricados directamente sobre láminas ultradelgadas de polímero, de sólo 1 micra de espesor. Explican que transistores orgánicos de sólo algunos nanómetros de espesor permiten crear sofisticadas láminas electrónicas que presentan una estabilidad mecánica y ambiental sin precedentes. Estos componentes son capaces de tolerar el doblado repetido con radios de 5 micras o menos, pueden estirarse hasta un 230% y son capaces de operar en ambientes con altas temperaturas y humedad total. De acuerdo a los investigadores, en el futuro las láminas electrónicas imperceptibles llegarán a ser tan comunes como el plástico de envoltura lo es hoy, gracias al potencial bajo costo asociado a la fabricación de componentes electrónicos orgánicos. Refieren que algunas de las posibles aplicaciones de esta tecnología son los sensores táctiles para el monitoreo médico, calentadores ultradelgados, monitores, celdas solares orgánicas y sensores infrarrojos y de temperatura.

 

Relaciones cualitativas en estrellas de neutrones y estrellas de quarks

Semana - 1331 - 2 Neutron starLas estrellas de neutrones y las estrellas de quarks son reconocidas por su altísima densidad y cualidades exóticas que no sólo han dificultado su distinción sino que presentan retos importantes para su estudio. Además de la masa y radio, pueden ser caracterizadas por la velocidad de rotación, mediante el momento de inercia y su susceptibilidad a la deformación mediante el número de Love y el momento cuadripolar. Estas cualidades dependen de la estructura interna de la estrella y por tanto, de interacciones físicas nucleares inapreciables desde la Tierra.

Kent Yagi y Nicolás Yunes, de la Universidad Estatal de Montana, presentaron un estudio en el que examinan la relación entre estas tres magnitudes. Sus resultados muestran que existen relaciones universales entre el momento de inercia, el número de Love y el momento cuadripolar que son independientes de la estructura interna de estas estrellas. A partir de estas relaciones  es posible conocer la deformabilidad de una estrella mediante observaciones del momento de inercia por ejemplo. Asimismo permiten distinguir entre estrellas de neutrones y estrellas de quarks y probar la relatividad general de una manera independiente a la estructura nuclear.

 

La creación de falsos recuerdos – Condicionamiento optogenético

Semana - 1331 - 3 Frightened hamsterLa memoria regularmente está formada por la acumulación de experiencias que, en función de su significación y otros factores, se encuentran a disposición de los individuos para, por ejemplo, alimentar la imaginación. Asimismo, las experiencias cotidianas se encuentran bajo constante evaluación al ser contrastadas con los recuerdos del pasado. El hecho de que un recuerdo, como estímulo interno, quede asociado a un estímulo externo, puede llevar en ocasiones a la formación de “falsos recuerdos”, cuando ambos estímulos corresponden a contextos muy distintos.

En un estudio experimental, cuyo reporte se publicó recientemente, un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts utilizó la manipulación optogenética de células identificadas en el giro dentado del hipocampo en ratones, para generar falsos recuerdos en los individuos. Para lograr esto, identificaron en un primer momento las neuronas del giro dentado activadas en un contexto neutro; posteriormente dichas neuronas fueron reactivadas ópticamente en un contexto condicionado por el miedo. Posteriormente, el grupo experimental mostró repuestas de miedo ante la situación original neutra, en la cual no se presentaba ningún estímulo aversivo. Los autores del reporte refieren que la aparición del falso recuerdo es específica al contexto, que activa las mismas regiones que un recuerdo “natural” y que generan las mismas respuestas activas de miedo. En sus conclusiones, aseguran que sus resultados demuestran que es posible generar, de manera artificial, falsos recuerdos con representación interna y expresión conductual.


Con información de artículos publicados en Nature 7459 del 25 de julio de 2013 y Science 6144 del 26 de julio de 2013

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