Si crees que la física es aburrida, este artículo es para ti. Te contaremos datos divertidos que te ayudarán a darle una nueva mirada a tu tema que menos te gusta.

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No. 1: ¿por qué el sol está rojo por las tardes?

En realidad, la luz del sol es blanca. La luz blanca, en su descomposición espectral, es la suma de todos los colores del arco iris. Por la tarde y por la mañana, los rayos atraviesan la superficie baja y las capas densas de la atmósfera. Las partículas de polvo y las moléculas de aire actúan así como un filtro rojo, transmitiendo mejor el componente rojo del espectro.

#2: ¿De dónde vienen los átomos?

Cuando se formó el Universo no había átomos. Sólo había partículas elementales, y aun así no todas. Los átomos de los elementos de casi toda la tabla periódica se formaron durante reacciones nucleares en el interior de las estrellas, cuando los núcleos más ligeros se convierten en más pesados. Nosotros mismos estamos formados por átomos formados en el espacio profundo.

No. 3: ¿Cuánta materia “oscura” hay en el mundo?

Vivimos en un mundo material y todo lo que nos rodea es materia. Puedes tocarlo, venderlo, comprarlo, puedes construir algo. Pero en el mundo no sólo hay materia, sino también materia oscura. No emite radiación electromagnética y no interactúa con ella.

La materia oscura, por razones obvias, no ha sido tocada ni vista por nadie. Los científicos decidieron que existe observando algunos signos indirectos. Se cree que la materia oscura constituye aproximadamente el 22% del Universo. A modo de comparación: la buena materia antigua a la que estamos acostumbrados ocupa sólo el 5%.

No. 4: ¿cuál es la temperatura del rayo?

Y está claro que es muy alto. Según la ciencia, puede alcanzar los 25.000 grados centígrados. Esto es muchas veces más que en la superficie del Sol (solo hay alrededor de 5000). No recomendamos encarecidamente intentar comprobar cuál es la temperatura del rayo. Hay personas especialmente capacitadas en el mundo para esto.

¡Comer! Teniendo en cuenta la escala del Universo, la probabilidad de que esto ocurra se había evaluado anteriormente como bastante alta. Pero sólo hace relativamente poco tiempo que la gente empezó a descubrir exoplanetas.

Los exoplanetas orbitan sus estrellas en lo que se llama la "zona de vida". Actualmente se conocen más de 3.500 exoplanetas y se descubren cada vez con más frecuencia.

#6: ¿Qué edad tiene la Tierra?

La Tierra tiene unos cuatro mil millones de años. En este contexto, un hecho es interesante: la unidad de tiempo más grande es el kalpa. Kalpa (de lo contrario, el día de Brahma) es un concepto del hinduismo. Según él, el día da paso a la noche, de igual duración. Al mismo tiempo, la duración del día de Brahma coincide con la edad de la Tierra con una precisión del 5%.

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#7: ¿De dónde viene la aurora?

Las auroras polares o auroras boreales son el resultado de la interacción del viento solar (radiación cósmica) con las capas superiores de la atmósfera terrestre.

Las partículas cargadas procedentes del espacio chocan con los átomos de la atmósfera, provocando que se exciten y emitan luz. Este fenómeno se observa en los polos, cuando el campo magnético de la Tierra "captura" partículas, protegiendo al planeta del "bombardeo" de rayos cósmicos.

#8: ¿Es cierto que el agua del fregadero se arremolina en diferentes direcciones en los hemisferios norte y sur?

Actualmente, esto no es verdad. De hecho, existe una fuerza de Coriolis que actúa sobre el flujo de fluido en un sistema de referencia giratorio. A escala de la Tierra, el efecto de esta fuerza es tan pequeño que sólo es posible observar los remolinos del agua mientras fluye en diferentes direcciones bajo condiciones muy cuidadosamente seleccionadas.

No. 9: ¿En qué se diferencia el agua de otras sustancias?

Una de las propiedades fundamentales del agua es su densidad en estado sólido y líquido. Así, el hielo siempre es más ligero que el agua líquida, por lo que siempre está en la superficie y no se hunde. Además, el agua caliente se congela más rápido que el agua fría. Esta paradoja, llamada efecto Mpemba, aún no se ha explicado completamente.

#10: ¿Cómo afecta la velocidad al tiempo?

Cuanto más rápido se mueva un objeto, más lento pasará el tiempo. Aquí podemos recordar la paradoja de los gemelos, uno de los cuales viajó en una nave espacial ultrarrápida y el segundo permaneció en la Tierra. Cuando el viajero espacial regresó a casa, encontró a su hermano anciano. La respuesta a la pregunta de por qué sucede esto la da la teoría de la relatividad y la mecánica relativista.

Esperamos que nuestros 10 datos sobre física nos hayan ayudado a convencernos de que no se trata sólo de fórmulas aburridas, sino del mundo entero que nos rodea.

Sin embargo, las fórmulas y los problemas pueden ser una molestia. Para ahorrar tiempo, hemos recopilado las fórmulas más populares y hemos preparado una guía para resolver problemas físicos.

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¡Ni una sola persona en el mundo es capaz de ver un átomo! La razón de esto es la visión humana. Estas partículas microscópicas simplemente están fuera del alcance de nuestros ojos. Pero esto no significa que los científicos e ingenieros no hayan llegado a estos “bebés”.

Presentamos datos interesantes sobre el átomo.

El microscopio de efecto túnel es un invento diseñado específicamente para ver lo invisible. Lo hicieron para ver lo que nos rodea: los átomos. Entonces, este dispositivo actúa como un escáner y "dobla" los átomos en pequeñas "rondas" negras similares a conos. La información obtenida aparece en forma de fotografías a través de una computadora, lo que permite realizar estudios sobre átomos “descompuestos”. De esta manera, los científicos realmente estudian lo desconocido.

Hay relojes que constan de un solo átomo. Esta es verdaderamente una creación única que no tiene ninguna afiliación práctica. Holger Müller, un físico de California, aseguró que el mundo podría ver un reloj monoatómico. Míralo, sí, úsalo, apenas.

Por lo tanto, estos relojes son miles de millones de veces más pequeños que los relojes de pulsera a los que estamos acostumbrados y, además, la hora no tiene absolutamente ninguna precisión. En general, "en su propia opinión".

Las tecnologías para crear películas animadas en formatos 3D, 4D y 5D son una buena manera de ganar dinero y divertir al público con una creación cinematográfica insuperable. Sin embargo, para grandes shocks y expresiones de emociones humanas, los científicos crean algo nuevo y único todo el tiempo. Prueba de ello es una película creada exclusivamente a partir de átomos de carbono sobre un sustrato de cobre (!). Como comprenderás, no hay acción: las imágenes más simples de lo mundano.

La división de átomos no es sólo un proceso químico, en algunos casos puede ser un pasatiempo humano. Y hay un ejemplo de Suecia: un hombre (aparentemente no tenía nada que hacer) instaló un minilaboratorio en forma de "reactor nuclear" en su pequeña cocina y allí, de hecho, llevó a cabo experimentos tan simples, invirtiendo sólo menos de $1000 en esta fascinante expedición.

Los físicos Ralph Alpher y George Gamow, antes de publicar un artículo sobre la nucleosíntesis primordial - la formación de elementos químicos durante el Big Bang - invitaron a Hans Bethe como coautor sólo para que sus apellidos formaran una hermosa combinación de las tres primeras letras del Alfabeto griego. En aras de la brevedad, la comunidad científica llama a este artículo “artículo αβγ”. Algunos cálculos del trabajo fueron realizados en una computadora por Ralph Herman, a quien le ofrecieron cambiar su apellido a Delter y también ser incluido en la lista de autores, pero él se negó.

¿Qué metal puede contraer la plaga?

A temperatura ambiente, el estaño es un metal de color blanco plateado, pero cuando la temperatura desciende a 13,2 °C o menos, comienza a pasar a otro estado de fase: el llamado estaño gris en forma de polvo. El contacto del estaño gris y blanco acelera el proceso de recristalización de este último, por lo que a este proceso se le llama “plaga del estaño”. Esta fue una de las razones de la muerte de la expedición de Scott al Polo Sur, porque el combustible almacenado en tanques sellados con estaño se filtró. También existe la opinión de que contribuyó a la derrota del ejército de Napoleón en Rusia, ya que los botones de hojalata de los uniformes de los soldados se desmoronaban durante las heladas severas.

¿Por qué el tren retrocede antes de avanzar?

Si el conductor de un tren de carga pesado intenta comenzar a moverlo bruscamente hacia adelante, es posible que el tren no se mueva, ya que la fuerza de fricción estática total que actúa desde los rieles sobre las ruedas de los vagones excederá la fuerza de deslizamiento de las ruedas motrices de la locomotora. . A menudo, el conductor primero debe retroceder para liberar la tensión en los acopladores. Y solo entonces avanza, poniendo en movimiento los vagones uno tras otro.

¿Qué físico no logró ganar el Premio Nobel a pesar de haber sido nominado 84 veces?

El físico alemán Arnold Sommerfeld, conocido por sus logros en teoría cuántica, teoría electrónica, electrodinámica y muchos otros campos científicos, fue nominado al Premio Nobel 84 veces entre 1917 y 1951, pero nunca lo recibió. Sommerfeld todavía ostenta el récord en este indicador. Pero siete de sus alumnos llegaron a ser premios Nobel: Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Peter Debye, Hans Albrecht Bethe, Linus Pauling, Isidor Isaac Rabi y Max von Laue.

¿Pueden existir dos copos de nieve idénticos?

La formación de copos de nieve depende de la temperatura y humedad del aire dentro de la nube de hielo, así como de la trayectoria de su movimiento, en la que los contornos de sus rayos cambian constantemente. Por lo tanto, muchas fuentes afirman que no existen copos de nieve idénticos en la naturaleza. Sin embargo, las búsquedas específicas realizadas por el Centro de Investigación Atmosférica de EE. UU. en 1988 refutaron esta hipótesis: los especialistas lograron descubrir dos cristales de nieve idénticos. Y en 2015, el físico Kenneth Libbrecht los obtuvo en el laboratorio, proporcionándoles condiciones iniciales de crecimiento idénticas. Vale la pena señalar que en ambos casos, a pesar de la similitud externa, la estructura atómica de los cristales seguía siendo diferente.

¿Qué ley física ayudó a condenar a los agentes bursátiles por uso ilegal de información privilegiada?

En 2013, las autoridades estadounidenses comenzaron a investigar a algunos actores de la Bolsa de Valores de Chicago. Fueron sorprendidos haciendo uso de información privilegiada cuando comenzaron a negociar futuros en términos completamente diferentes a los anteriores, dos milisegundos después de un anuncio importante de la Reserva Federal. Sin embargo, un cálculo simple mostró que la información tardaría 7 milisegundos en viajar entre Washington y Chicago, incluso a la velocidad de la luz.

¿En qué condiciones puede fluir un líquido, “ignorando” las fuerzas de fricción y gravedad?

En estado de superfluidez, un líquido tiene viscosidad cero y puede moverse ignorando las fuerzas de fricción y atracción. Este fenómeno se ha estudiado mejor utilizando el ejemplo del helio líquido a temperaturas cercanas al cero absoluto. Si coloca dicho líquido en un recipiente, proporcionando una capa microscópica de helio en las paredes, se elevará a lo largo de ellas y fluirá por el borde.

¿A qué científico famoso le gustaba trabajar en sus teorías en un club de striptease?

El físico estadounidense Richard Feynman, premio Nobel, iba a veces a trabajar a un club de striptease. Cuando se cansaba de calcular otra teoría más, miraba a chicas desnudas, lo que le ayudaba a aclarar su mente.

¿Qué famosa teoría física recibió su nombre de su crítico?

El término "Big Bang" para caracterizar el desarrollo temprano del Universo fue utilizado por primera vez por el astrónomo británico Fred Hoyle en una conferencia dedicada a la crítica de este modelo. Sin embargo, el término se hizo popular y empezó a utilizarse entre los partidarios de la teoría del Big Bang. Por cierto, del inglés "Big Bang" se traduce más apropiadamente como "Big Cotton", lo que transmite con mayor precisión la connotación negativa implícita en Hoyle.

¿En qué región del espacio puede una persona ver su espalda sin la ayuda de instrumentos?

La luz está formada por partículas elementales de fotones, que no tienen masa ni carga. Cerca de los agujeros negros se encuentran las llamadas esferas de fotones, áreas donde la gravedad es tan fuerte que los fotones comienzan a girar en órbitas. Si un observador cae en la esfera de fotones, en teoría puede verse la espalda.

¿Qué científicos le rogaron a Kustodiev que pintara su retrato justo cuando planeaban hacerse famosos?

En 1921, dos jóvenes científicos se acercaron al artista Boris Kustodiev para pedirle que pintara su retrato. Su argumento fue que Kustodiev sólo pinta celebridades, y están seguros de que ellos también se harán famosos, aunque ahora nadie los conozca especialmente. Estos científicos fueron Pyotr Kapitsa y Nikolai Semenov, futuros premios Nobel de física y química, respectivamente. Como pago, le dieron al artista una bolsa de mijo y un gallo recibido por la reparación del molino.

¿Dónde están las mayores reservas de agua del sistema solar?

Las mayores reservas de agua del Sistema Solar se encuentran, por extraño que parezca a primera vista, en el Sol. Las moléculas de agua en forma de vapor se concentran en las manchas solares, cuya temperatura es mil quinientos grados más baja que en las áreas circundantes, así como en la región de temperatura mínima, una capa estrecha debajo de la superficie de la estrella.

¿Qué estado especial de la materia se encuentra en el ojo de una gallina?

Existe un estado especial de la materia llamado "superhomogeneidad desordenada", en el que la sustancia tiene las propiedades de un cristal y un líquido al mismo tiempo. Fue descubierto por primera vez por los físicos en helio líquido y plasmas simples, pero recientemente los biólogos también lo encontraron al estudiar el ojo de gallina. Como otras aves diurnas, las gallinas tienen cinco tipos de fotorreceptores: rojo, azul, verde, violeta y los encargados de la percepción de la luz. Todos ellos están ubicados en la retina en una capa, a primera vista, al azar, pero tras un estudio detallado de los patrones, resultó que alrededor de cada cono hay una llamada zona prohibida, en la que la aparición de otros conos de el mismo tipo está excluido. Como resultado, el sistema no puede adoptar una única forma ordenada, sino que se esfuerza por ser lo más homogéneo posible.

¿En qué condiciones al desenrollar un rollo de cinta se producen rayos X?

Cuando se desenrolla un rollo de cinta en el vacío, se producen tanto luz visible como rayos X. Los científicos creen que la razón de esto es un efecto similar a la triboluminiscencia: la aparición de radiación electromagnética cuando se destruyen los enlaces asimétricos en un cristal. Sin embargo, la masa adhesiva no tiene una estructura cristalina, por lo que se requiere otro modelo teórico para explicar el brillo creado por la cinta. La potencia de la radiación de rayos X resultante es suficiente para obtener imágenes de partes del cuerpo, pero esto sólo ocurre en el vacío y desenrollar la cinta en el aire es absolutamente seguro.

¿En qué condiciones del agua se puede convertir el sonido en luz?

En un medio acuático se puede observar la sonoluminiscencia, es decir, la transformación del sonido en luz. Para hacer esto, es necesario bajar un resonador al agua, creando una onda ultrasónica esférica estacionaria. En la fase de rarefacción de la onda, debido a la muy baja presión, aparece una burbuja de cavitación que crece durante un tiempo y luego colapsa rápidamente en la fase de compresión. En ese momento, aparece un destello de luz en el centro de la burbuja, y el observador ve un brillo azulado constante, mientras las burbujas se originan y colapsan a una velocidad muy alta. Según el punto de vista predominante en los círculos científicos, esta radiación es de naturaleza térmica.

¿Está relacionado el descubrimiento de Newton de la teoría de la gravedad con la caída de una manzana?

La leyenda popular atribuye el descubrimiento de la teoría de la gravedad por parte de Newton a un incidente en el que una manzana cayó sobre su cabeza. Sin embargo, si un golpe en la cabeza realmente puede considerarse sólo un mito caricaturizado, el hecho mismo de ver caer una manzana es descrito por al menos dos autores diferentes. La biografía de Newton escrita por William Stukeley habla de su conversación en un huerto de manzanos en 1726 mientras tomaban una taza de té, cuando el famoso científico recordó sus pensamientos sobre la gravedad, que surgieron en un entorno similar. El asistente de Newton, John Conduit, aclara en su libro que el incidente de la manzana que cayó tuvo lugar en 1666, cuando el científico estaba de vacaciones en la finca de su madre. Vale la pena señalar que el libro "Principios matemáticos de la filosofía natural", en el que se demuestra la ley de la gravitación universal, no se publicó inmediatamente después, sino veinte años después.

¿Qué taza inventó Pitágoras para proteger a la gente de la excesiva pasión por el vino?

La llamada taza pitagórica es muy popular en las tiendas de souvenirs griegas. Este es un recipiente en el que puedes verter líquido solo hasta cierto nivel, pero si lo viertes más alto, todo se derramará. Este efecto se consigue mediante un canal doblemente curvado en el centro de la taza, uno de cuyos extremos está abierto en la parte inferior y el otro va hacia adentro. El vertido de líquido se produce de acuerdo con la ley de vasos comunicantes de Pascal. Según la leyenda, Pitágoras inventó esta taza para moderar el consumo de vino y castigar a los demasiado codiciosos.

¿Qué causa el tenue brillo del agua a profundidades donde no llega la luz del sol?

A profundidades de varios cientos de metros y más, no hay oscuridad completa, como se podría suponer. La luz del sol no llega hasta aquí, pero los isótopos de calcio y otros elementos disueltos en agua emiten electrones rápidos, que provocan un brillo tenue debido al efecto Vavilov-Cherenkov. Al parecer, esta circunstancia es la razón por la que los peces de aguas profundas no perdieron la vista durante la evolución.

¿Qué padre e hijo recibieron premios Nobel por diferentes estudios de las mismas partículas?

El electrón como partícula fue descubierto en 1897 por el físico inglés Joseph John Thomson. Nueve años más tarde recibió el Premio Nobel con la frase "por la investigación sobre la conductividad de la electricidad mediante gases". Su hijo, George Paget Thomson, descubrió las propiedades ondulatorias del electrón en 1927 y posteriormente también recibió el Premio Nobel “por el descubrimiento experimental de la difracción de electrones por cristales”.

¿Cómo pueden aparecer carámbanos bajo el espeso hielo marino y llegar al fondo del mar?

A veces pueden aparecer grandes carámbanos, similares a estalactitas, bajo el hielo marino. Cuando se forma hielo, no queda sal en su red cristalina y, en algunos puntos, se forman corrientes descendentes de agua muy fría y muy salada. En determinadas condiciones, alrededor de dicho flujo comienza a crecer una capa de hielo hacia abajo. Si el mar es poco profundo en un lugar determinado, el carámbano llega al fondo y continúa creciendo en alguna dirección horizontal.

¿Cómo se puede utilizar el agua como dieléctrico?

Mucha gente sabe que el agua es un buen conductor de la electricidad; por eso, por ejemplo, no se debe nadar durante una tormenta, ya que puede convertirse en víctima de un rayo que caiga sobre un estanque. Sin embargo, no son las moléculas de agua en sí las que conducen la corriente, sino las impurezas que contiene, iones de diversas sales minerales. El agua destilada, que casi no contiene sales, es un dieléctrico.

¿Qué planeta tiene un hexágono casi regular en su polo norte?

En el polo norte de Saturno hay un vórtice de nubes con forma de hexágono casi regular. No existe una explicación científica estricta para este fenómeno, pero los científicos de la Universidad de Oxford pudieron crear vórtices similares en un experimento de laboratorio. Se sumergieron pequeños anillos en una botella de agua que se encontraba sobre una mesa giratoria, que giraba aún más rápido. Los vórtices resultantes crearon flujos de fluidos de diversas formas, no sólo hexagonales, sino también cuadradas, triangulares y ovaladas.

¿Qué científico midió la velocidad de la corriente eléctrica en personas vivas conectadas en un circuito?

La velocidad de la corriente eléctrica es casi igual a la velocidad de la luz. En 1746, cuando esto aún no se sabía, el sacerdote y físico francés Jean-Antoine Nollet quiso medir experimentalmente la velocidad de la corriente. Colocó a 200 monjes, conectados entre sí mediante cables de hierro, en un círculo de más de un kilómetro y medio de largo, y luego descargó en este circuito una batería de jarras de Leyden, inventadas un año antes. Todos los monjes reaccionaron a la corriente en un instante, lo que convenció a Nolle del altísimo valor del valor deseado.

¿Cómo se puede utilizar una pared y un periódico para abrir una botella de vino sin sacacorchos?

Para abrir una botella de vino sin sacacorchos, necesitará una superficie dura, como una pared, así como un objeto suavizante: un libro, un periódico o simplemente un zapato. Apoyando el periódico contra la pared, es necesario tomar la botella y golpearla con el fondo estrictamente perpendicular a la pared una o más veces hasta que el corcho salga lo suficiente como para quitar el resto con la mano. Este fenómeno se explica por el hecho de que durante una colisión, la velocidad del flujo de líquido dentro de la botella cambia bruscamente, lo que provoca un golpe de ariete en el tapón. Vale la pena señalar que con un manejo inadecuado, la botella puede romperse, por lo que es mejor realizar el experimento envolviéndola en una toalla.

¿Dónde y cuándo funcionó un reactor nuclear natural espontáneo?

En el territorio del depósito de uranio de Oklo en Gabón, se descubrieron yacimientos en los que se produjo una reacción en cadena espontánea de fisión de núcleos de uranio hace casi 2 mil millones de años. En otras palabras, aquí hubo un reactor nuclear natural que funcionó durante varios cientos de miles de años. Este descubrimiento se realizó en 1972, cuando se llevó a cabo un análisis espectrométrico de masas de la roca en una planta de enriquecimiento francesa en Gabón y reveló una concentración más baja de lo habitual del isótopo de uranio 235U, lo que indicaba la presencia de combustible nuclear gastado.

¿Qué notas obtuvo Einstein en matemáticas en la escuela?

En muchas fuentes, a menudo con el objetivo de animar a los estudiantes con bajo rendimiento, se afirma que Einstein reprobó matemáticas en la escuela o, además, estudió muy mal en todas las materias. De hecho, no todo fue así: Albert comenzó a mostrar talento en matemáticas a una edad temprana y lo sabía mucho más allá del plan de estudios escolar. Más tarde, Einstein no pudo ingresar a la Escuela Politécnica Superior Suiza de Zurich, mostrando los mejores resultados en física y matemáticas, pero no logrando la cantidad requerida de puntos en otras disciplinas. Habiendo dominado estas materias, un año después, a los 17 años, ingresó como alumno de esta institución.

¿Cómo se pueden convertir unos auriculares en un micrófono?

Si conecta unos auriculares normales a la entrada del micrófono, podrá utilizarlos como micrófono. De forma simplificada, el diseño de los auriculares y el micrófono es el mismo: la membrana está conectada a una bobina de alambre ubicada en el campo magnético de un imán permanente. En los auriculares, durante el uso normal, la corriente suministrada a la bobina se convierte en vibraciones de la membrana, y en un micrófono, viceversa.

¿Qué puedes hacer para maximizar tus posibilidades de sobrevivir a la caída de un ascensor?

Si te encuentras en un ascensor que cae, la mejor estrategia para aumentar tus posibilidades de supervivencia es tumbarte boca arriba e intentar ocupar el mayor espacio posible en el suelo. En este caso, la fuerza del impacto se distribuirá lo más posible sobre la superficie del cuerpo. Una creencia común es que solo es necesario saltar durante el impacto, pero esto es un error: casi nadie puede adivinar con precisión el momento de la colisión y saltar a la misma velocidad a la que cae el ascensor.

¿Qué explica la inmovilidad de algunas nubes incluso con vientos muy fuertes?

En las zonas montañosas se pueden ver nubes que pueden permanecer inmóviles incluso con vientos muy fuertes; se llaman lenticulares. Esto se explica por el hecho de que el viento mueve masas de aire en determinadas corrientes u ondas, sorteando diversos obstáculos. Las nubes lenticulares se forman en las crestas de dichas ondas o entre dos capas de aire. Su estabilidad se debe a los procesos simultáneos de condensación del vapor de agua a la altura del punto de rocío y evaporación de las gotas de agua durante el movimiento descendente del aire. Estas nubes suelen tener forma redonda, por lo que a menudo se las confunde con ovnis.

¿Por qué los ojos humanos son azules y verdes aunque no tengan esos pigmentos?

No hay pigmentos azules o verdes en el iris del ojo humano. El único pigmento colorante del ojo es la melanina: en determinadas concentraciones, el color de los ojos cambia de marrón claro a casi negro. Sin embargo, con un bajo contenido de melanina, las ondas cortas del espectro luminoso no son absorbidas por la membrana, sino que se reflejan, por lo que registramos el color de ojos azul, cian, verde o gris. Este efecto se explica por la dispersión de la luz de Rayleigh, que de manera similar explica el color azul o gris del cielo que vemos.

¿Cuál de los habitantes de nuestro planeta tiene el récord de viajes en el tiempo?

El cosmonauta ruso Gennady Padalka pasó un total de 878 días en órbita, lo que supone un récord mundial. Al mismo tiempo, se le puede considerar dueño de otro récord: el viaje en el tiempo más largo entre los habitantes de nuestro planeta. Según la teoría de la relatividad, cuanto más rápido se mueve un objeto, más se ralentiza el tiempo. Se calcula que, gracias a los vuelos espaciales, Padalka es 1/45 de segundo más joven que si hubiera permanecido en la Tierra todo el tiempo. En otras palabras, el astronauta regresó de la órbita a un punto temporal 1/45 de segundo más tarde de lo esperado en condiciones normales.

¿Por qué los mosquitos no mueren bajo la lluvia?

La masa de una gota de lluvia es muchas veces mayor que la masa de un mosquito. Este factor, así como los pelos de toda la superficie del cuerpo, provocan que la transferencia de impulso de la gota al mosquito sea muy pequeña, lo que da a los insectos la capacidad de sobrevivir bajo la lluvia. Otro factor importante es que la colisión se produce en el aire y no en una superficie fija. Cuando una gota golpea a un mosquito, son posibles dos escenarios: si el impacto es descentrado, el insecto gira un poco y vuela más lejos; de lo contrario, la gota arrastra brevemente al mosquito, pero éste se libera rápidamente.

¿Qué objeto familiar te ayuda a mirar a través de un vidrio esmerilado opaco?

Para mirar a través de un vidrio con superficie mate, basta con pegarle un trozo de cinta adhesiva transparente. Debido a las irregularidades del vidrio esmerilado, la luz se dispersa, pero el lado adhesivo de la cinta suaviza estas irregularidades y, como resultado, la luz pasa como a través de un vidrio normal. Hay que añadir que si la superficie es mate por ambos lados, este truco ya no funcionará.

¿A qué temperatura bajo cero puede el agua permanecer líquida?

En su estado normal, el agua comienza a convertirse en hielo a una temperatura de 0 °C. El proceso de congelación del agua ocurre cerca de los centros de cristalización, que se forman cerca de lugares de perturbaciones microscópicas. Sin embargo, si se eliminan estas perturbaciones, el agua puede permanecer líquida hasta -43 °C, un estado llamado agua sobreenfriada. Los fabricantes de bebidas introducen una aplicación comercial de este efecto. Se entregan lotes especiales de refrescos con agua superenfriada y, cuando se abre la botella, se forma inmediatamente en su interior una mezcla de bebida y hielo.

¿En qué condiciones se produce un arco iris invertido?

Existe un fenómeno óptico que se puede llamar arco iris invertido, aunque ocurre muy raramente. Un arco iris así aparece sólo cuando se cumplen varias condiciones. En el cielo, a una altitud de 7-8 km, debería haber una fina cortina de cirros formados por cristales de hielo, y la luz del sol debería caer sobre ellos en un cierto ángulo para descomponerse en un espectro y reflejarse en la atmósfera. Los colores de un arco iris al revés también están dispuestos al revés: el morado está en la parte superior y el rojo en la parte inferior.

¿Por qué las montañas son más frías que las tierras bajas, aunque estén más cerca del sol?

El sol no calienta directamente el aire de la Tierra. Su radiación atraviesa las capas de la atmósfera y es absorbida por la tierra y el agua en la superficie del planeta, y solo entonces el aire recibe energía térmica de ellos. Por tanto, aunque las montañas están más cerca del sol, son más frías que en las llanuras, ya que en promedio, con cada kilómetro de ascenso, la temperatura disminuye 6 °C debido a la expansión adiabática del aire. Pero incluso en las altitudes más altas puede haber valles que, debido a su topografía especial y al reflejo de los rayos del sol en la nieve, pueden calentarse bien. Por ejemplo, en el llamado Circo Occidental, que se encuentra en una de las rutas hacia la cima del Everest a más de 6.000 metros de altitud, en los días soleados y sin viento la temperatura puede alcanzar los 35 °C.

¿Qué se estudia en el experimento de laboratorio continuo más largo de la historia?

En 1927, Thomas Parnell, profesor de la Universidad australiana de Queensland, realizó un experimento para demostrar a los estudiantes las propiedades líquidas del alquitrán bituminoso, una sustancia que es sólida en su estado normal. Después de calentar la resina, la vertió en un embudo de vidrio sellado y cerró la parte superior, y tres años más tarde cortó el fondo del embudo, permitiendo que se formaran gotas. La primera caída cayó en 1938, las siguientes cayeron aproximadamente en el mismo intervalo; hasta la fecha se han registrado un total de 9 caídas. Este experimento se considera el experimento de laboratorio continuo más largo de la historia.

¿En qué entorno se puede detener completamente la luz?

La velocidad máxima posible de las partículas se llama velocidad de la luz en el vacío y es constante. Sin embargo, fuera del vacío, la luz puede viajar a velocidades mucho más bajas que este valor constante. Existe un estado especial de la materia, el condensado de Bose-Einstein, en el que la luz se ralentiza con mayor fuerza. Experimentalmente, la luz fue incluso completamente detenida en el condensado de rubidio de Bose-Einstein mediante la formación de solitones estacionarios y no móviles.

¿Por qué las burbujas de la cerveza Guinness bajan y no suben?

En la cerveza Guinness se puede ver claramente cómo las burbujas bajan por las paredes del vaso en lugar de subir. Esto se explica por el hecho de que en la parte central del vaso las burbujas suben rápidamente, empujando el líquido hacia los bordes con una fricción más viscosa. Pero este efecto es característico no sólo de Guinness, sino de cualquier líquido en general, simplemente se nota más en esta cerveza. Esto se debe principalmente al hecho de que en lugar de dióxido de carbono, la Guinness está llena de nitrógeno, que es menos soluble en agua. En segundo lugar, las burbujas claras son simplemente más visibles en el contexto de una cerveza muy oscura.

¿Qué científico se cortó la piel de los dedos y con qué propósito?

El científico ruso Vasily Petrov, que fue el primero en el mundo en 1802 en describir el fenómeno del arco eléctrico, no escatimó en experimentos. En aquella época no existían instrumentos como un amperímetro o un voltímetro, y Petrov comprobaba la calidad de las pilas mediante la sensación de la corriente eléctrica en sus dedos. Y para sentir corrientes muy débiles, el científico cortó especialmente la capa superior de piel de la punta de sus dedos.

¿Puede una persona ahogarse en arenas movedizas?

Para sacar el pie de las arenas movedizas a una velocidad de 0,1 m/s, es necesario aplicar una fuerza similar a la fuerza que se produce al levantar un automóvil de tamaño mediano. Sin embargo, al ser un fluido no newtoniano, las arenas movedizas no pueden tragar a una persona por completo. La muerte de los atrapados se produce por otras causas, como la deshidratación, la marea alta o la radiación solar. Si te metes en arenas movedizas, es mejor no hacer movimientos bruscos, sino intentar tumbarte boca arriba y, con los brazos extendidos, esperar ayuda.

¿Qué efecto físico han demostrado en la práctica los músicos que tocaron la misma nota durante dos días seguidos?

El físico austriaco Christian Doppler fundamentó teóricamente en 1842 que la frecuencia de las vibraciones percibidas por un observador depende de la velocidad y la dirección del movimiento de la fuente de ondas y del observador entre sí. Tres años más tarde, el meteorólogo holandés Christopher Bays-Ballot se propuso demostrar esta afirmación en la práctica. Alquiló una locomotora de vapor con plataforma para un par de días, colocó sobre ella dos trompetistas sosteniendo la nota G, y colocó en la plataforma a varios músicos con oído absoluto. En la segunda etapa del experimento, los oyentes se movían mientras los músicos tocaban inmóviles. Durante todo este tiempo, los observadores notaron que escucharon notas diferentes, como resultado de lo cual se confirmó la verdad del efecto Doppler.

¿Qué invento humano fue el primero en romper la barrera del sonido?

El característico clic después de blandir el látigo se debe a que su punta se mueve a una velocidad supersónica. Un efecto similar ocurre cuando un avión vuela a una velocidad mayor que la velocidad del sonido: a partir de la onda de choque que crea, el observador puede escuchar un sonido fuerte, similar a una explosión. Sin embargo, es el látigo el que puede considerarse el primer invento humano que superó la barrera del sonido.

¿Por qué un pájaro posado en un alambre no muere por una descarga eléctrica?

Un pájaro posado en una línea eléctrica de alto voltaje no sufre corriente porque su cuerpo es un mal conductor de corriente. Cuando las patas del pájaro tocan el cable, se crea una conexión paralela y, dado que el cable conduce la electricidad mucho mejor, una corriente muy pequeña fluye a través del pájaro, lo que no puede causar daño. Sin embargo, tan pronto como el pájaro en el cable toca otro objeto puesto a tierra, por ejemplo, una parte metálica de un soporte, muere inmediatamente, porque entonces la resistencia del aire es demasiado grande en comparación con la resistencia del cuerpo, y toda la corriente fluye. a través del pájaro.

¿Qué tipo de memoria pueden tener las aleaciones metálicas?

Algunas aleaciones metálicas, como el nitinol (55% níquel y 45% titanio), tienen un efecto de memoria de forma. Consiste en el hecho de que un producto deformado hecho de dicho material, cuando se calienta a una determinada temperatura, vuelve a su forma original. Esto se debe a que estas aleaciones tienen una estructura interna especial llamada martensita, que tiene la propiedad de termoelasticidad. En las partes deformadas de la estructura surgen tensiones internas que tienden a devolver la estructura a su estado original. Los materiales con memoria de forma han encontrado una amplia aplicación en la fabricación, por ejemplo, para casquillos de conexión, que se comprimen a temperaturas muy bajas y se enderezan a temperatura ambiente, formando una conexión mucho más confiable que la soldadura.

¿Cómo evitó el efecto Pauli el engaño de Pauli?

Los científicos llaman efecto Pauli al fallo de los instrumentos y al curso no planificado de experimentos cuando aparecen físicos teóricos famosos, por ejemplo, el premio Nobel Wolfgang Pauli. Un día decidieron gastarle una broma conectando el reloj de pared del pasillo donde iba a dar una conferencia con la puerta de entrada mediante un relé para que al abrir la puerta el reloj se detuviera. Sin embargo, esto no sucedió: cuando entró Pauli, el relevo falló repentinamente.

¿Qué ruidos de colores existen además del ruido blanco?

El concepto de "ruido blanco" es ampliamente conocido: esto es lo que dicen acerca de una señal con una densidad espectral uniforme en todas las frecuencias y una dispersión igual al infinito. Un ejemplo de ruido blanco es el sonido de una cascada. Sin embargo, además del blanco, existen muchos otros ruidos de colores. El ruido rosa es una señal cuya densidad es inversamente proporcional a la frecuencia, y el ruido rojo tiene una densidad inversamente proporcional al cuadrado de la frecuencia; el oído lo percibe como "más cálido" que el ruido blanco. También existen conceptos de ruido azul, violeta, gris y muchos otros.

¿Qué partículas elementales llevan el nombre de los sonidos de los patos?

Murray Gell-Mann, quien planteó la hipótesis de que los hadrones estaban formados por partículas aún más pequeñas, decidió llamar a estas partículas el sonido que hacen los patos. La novela "Finnegans Wake" de James Joyce le ayudó a formular este sonido en una palabra adecuada, concretamente la frase: "¡Tres quarks para Muster Mark!" De ahí que las partículas recibieran el nombre de quarks, aunque no está del todo claro qué significado tenía para Joyce esta palabra que antes no existía.

¿Por qué el cielo es azul durante el día y rojo durante el atardecer?

Los componentes de onda corta del espectro solar se dispersan en el aire con más fuerza que los componentes de onda larga. Esta es la razón por la que vemos el cielo azul: porque el azul se encuentra en el extremo de longitud de onda corta del espectro visible. Por una razón similar, durante el atardecer o el amanecer, el cielo en el horizonte se vuelve rojo. En este momento, la luz viaja tangencialmente a la superficie terrestre y su recorrido a través de la atmósfera es mucho más largo, por lo que una parte importante del color azul y verde sale directamente de la luz solar debido a la dispersión.

¿Cuál es la diferencia entre el mecanismo de lamido del agua en perros y gatos?

Durante el proceso de lamer, los gatos no sumergen la lengua en el agua, sino que, tocando ligeramente la superficie con la punta curva, la levantan inmediatamente. En este caso, se forma una columna de líquido debido al sutil equilibrio de la gravedad, que empuja el agua hacia abajo, y la fuerza de inercia, que obliga al agua a seguir moviéndose hacia arriba. Los perros utilizan un mecanismo de lamido similar: aunque al observador le parezca que el perro está recogiendo líquido con la lengua doblada en forma de paleta, el análisis de rayos X ha demostrado que esta "espátula" se despliega dentro de la boca y la columna de agua creado por el perro es similar al de un gato.

¿Quién posee los premios Nobel e Ig Nobel?

El físico holandés de origen ruso Andre Geim recibió el Premio Nobel en 2010 por experimentos que ayudaron a estudiar las propiedades del grafeno. Y diez años antes, recibió el irónico Premio Ig Nobel por un experimento sobre la levitación diamagnética de ranas. Así, Game se convirtió en la primera persona del mundo en poseer los premios Nobel e Ig Nobel.

¿Por qué las calles normales de la ciudad son peligrosas para los coches de carreras?

Cuando un coche de carreras circula por una pista, se puede acumular una presión muy baja entre la parte inferior del coche y la carretera, suficiente para levantar la tapa de una alcantarilla. Esto sucedió, por ejemplo, en Montreal en 1990, en la carrera de prototipos deportivos: una tapa levantada por uno de los coches golpeó al coche que iba detrás, lo que provocó un incendio y la carrera se detuvo. Por eso, ahora en todas las carreras de coches en las calles de la ciudad, las cubiertas están soldadas al borde de la escotilla.

¿Por qué Newton le arrojó un objeto extraño al ojo?

Isaac Newton estaba interesado en muchos aspectos de la física y otras ciencias y no tenía miedo de realizar algunos experimentos consigo mismo. Comprobó su suposición de que vemos el mundo que nos rodea debido a la presión de la luz sobre la retina del ojo de la siguiente manera: cortó una fina sonda curva de marfil, la insertó en su ojo y presionó en la parte posterior de el globo ocular. Los destellos y círculos de colores que aparecieron confirmaron su hipótesis.

¿Por qué la unidad de medida para la temperatura y la concentración de las bebidas alcohólicas se llama igual: grado?

En los siglos XVII y XVIII, existía una teoría física sobre el calor: la materia ingrávida que se encuentra en los cuerpos y causa fenómenos térmicos. Según esta teoría, los cuerpos más calientes contienen más calorías que los menos calientes, por lo que la temperatura se definió como la fuerza de la mezcla de materia corporal y calorías. Es por eso que la unidad de medida tanto para la temperatura como para la concentración de las bebidas alcohólicas se llama igual: grado.

¿Por qué dos satélites germano-estadounidenses se llamaron Tom y Jerry?

En 2002, Alemania, junto con Estados Unidos, lanzó un sistema de dos satélites espaciales para medir la gravedad de la Tierra llamado GRACE. Vuelan en la misma órbita a una altitud de unos 450 kilómetros, uno tras otro, con un intervalo de 220 kilómetros. Cuando el primer satélite se acerca a una zona de alta gravedad, como una gran cadena montañosa, acelera y se aleja del segundo satélite. Y después de un tiempo, el segundo dispositivo vuela aquí, también acelera y así recupera la distancia original. Para tal juego de "ponerse al día", los compañeros recibieron los nombres de Tom y Jerry.

¿Por qué el avión espía estadounidense SR-71 Blackbird no puede repostarse completamente en tierra?

El avión de reconocimiento estadounidense SR-71 Blackbird a temperaturas normales tiene huecos en la piel. Durante el vuelo, la piel se calienta debido a la fricción con el aire, los espacios desaparecen y el combustible enfría la piel. Pero en su estado normal en tierra, el avión pierde, aunque en pequeñas cantidades, combustible a través de estas grietas. Por este motivo (y también para reducir la velocidad de despegue y ahorrar peso), primero se llena el avión con una pequeña cantidad de combustible y el repostaje se realiza en el aire.

¿Qué ciencia es rica en hechos interesantes? ¡Física! El séptimo grado es el momento en que los escolares comienzan a estudiarlo. Para que un tema serio no parezca tan aburrido, te sugerimos comenzar tus estudios con datos interesantes.

¿Por qué hay siete colores en el arcoíris?

¡Los datos interesantes sobre la física pueden incluso involucrar arcoíris! La cantidad de colores que contiene fue determinada por Isaac Newton. Aristóteles también estaba interesado en un fenómeno como el arco iris, y su esencia fue descubierta por científicos persas en los siglos XIII y XIV. Sin embargo, nos guiamos por la descripción del arco iris que Newton hizo en su obra "Óptica" en 1704. Aisló los colores usando un prisma de vidrio.

Si miras de cerca el arco iris, puedes ver cómo los colores fluyen suavemente de uno a otro, formando una gran cantidad de tonos. Y Newton inicialmente identificó sólo cinco principales: violeta, azul, verde, amarillo, rojo. Pero el científico sentía pasión por la numerología y por eso quería llevar la cantidad de colores al místico número “siete”. Añadió dos colores más a la descripción del arco iris: naranja y azul. Así resultó un arcoíris de siete colores.

Forma liquida

La física está a nuestro alrededor. Datos interesantes pueden sorprendernos, incluso cuando se trata de algo tan común como el agua corriente. Todos estamos acostumbrados a pensar que un líquido no tiene forma propia; ¡hasta un libro de texto escolar de física lo dice! Sin embargo, no lo es. La forma natural de un líquido es una esfera.

Altura de la Torre Eiffel

¿Cuál es la altura exacta de la Torre Eiffel? ¡Y depende del clima! El caso es que la altura de la torre varía hasta 12 centímetros. Esto ocurre porque en climas cálidos y soleados la estructura se calienta y la temperatura de las vigas puede alcanzar hasta 40 grados centígrados. Y como usted sabe, las sustancias pueden expandirse bajo la influencia de altas temperaturas.

Científicos dedicados

Los datos interesantes sobre los físicos no solo pueden ser divertidos, sino también hablar de su dedicación y devoción a su trabajo favorito. Mientras estudiaba el arco eléctrico, el físico Vasily Petrov se quitó la capa superior de piel de las yemas de los dedos para detectar corrientes débiles.

E Isaac Newton insertó una sonda en su propio ojo para comprender la naturaleza de la visión. El científico creía que vemos porque la luz presiona la retina.

Arena movediza

Los datos interesantes sobre la física pueden ayudarle a comprender las propiedades de algo tan interesante como las arenas movedizas. Representan: Una persona o un animal no puede hundirse completamente en arenas movedizas debido a su alta viscosidad, pero también es muy difícil salir de ellas. Para sacar el pie de las arenas movedizas, es necesario hacer un esfuerzo comparable al de levantar un coche.

No puedes ahogarte en él, pero la deshidratación, el sol y las mareas suponen un peligro para la vida. Si cae en arenas movedizas, debe acostarse boca arriba y esperar ayuda.

velocidad supersónica

Ya sabéis cuál fue el primer dispositivo que superó al látigo del Pastor Común. El clic que asusta a las vacas no es más que un pop cuando se supera. Cuando se golpea con fuerza, la punta del látigo se mueve tan rápido que crea una onda de choque en el aire. Lo mismo ocurre con un avión que vuela a velocidad supersónica.

Esferas de fotones

Los datos interesantes sobre la física y la naturaleza de los agujeros negros son tales que a veces es simplemente imposible siquiera imaginar la implementación de cálculos teóricos. Como sabes, la luz se compone de fotones. Cuando los fotones caen bajo la influencia de la gravedad de un agujero negro, forman arcos, regiones donde comienzan a orbitar. Los científicos creen que si colocas a una persona en una esfera de fotones de este tipo, podrá verse la espalda.

escocés

Es poco probable que hayas desenrollado la cinta en el vacío, pero los científicos lo han hecho en sus laboratorios. Y descubrieron que cuando se desenrolla se produce un brillo visible y una emisión de rayos X. ¡El poder de la radiación de rayos X es tal que incluso permite tomar fotografías de partes del cuerpo! Pero por qué sucede esto es un misterio. Se puede observar un efecto similar cuando se destruyen los enlaces asimétricos en un cristal. Pero aquí está el problema: no hay ninguna estructura cristalina en la cinta. Por tanto, los científicos tendrán que encontrar otra explicación. No hay por qué tener miedo de desenrollar la cinta en casa: no se produce radiación en el aire.

Experimentos en humanos

En 1746, el físico francés y sacerdote a tiempo parcial Jean-Antoine Nollet investigó la naturaleza de la corriente eléctrica. El científico decidió averiguar cuál es la velocidad de la corriente eléctrica. He aquí cómo hacerlo en un monasterio...

El físico invitó a 200 monjes al experimento, los conectó con cables de hierro y descargó en los pobres una batería de frascos de Leyden recién inventados (son los primeros condensadores). Todos los monjes reaccionaron al golpe al mismo tiempo, y esto dejó claro que la velocidad de la corriente era extremadamente alta.

brillante perdedor

Datos interesantes de la vida de los físicos pueden dar falsas esperanzas a los estudiantes que fracasan. Entre los estudiantes descuidados existe la leyenda de que el famoso Einstein era un muy mal estudiante, sabía poco de matemáticas y generalmente reprobaba sus exámenes finales. Y nada, se volvió mundial. Nos apresuramos a decepcionar: Albert Einstein comenzó a mostrar habilidades matemáticas notables desde niño y tenía conocimientos que superaban con creces el plan de estudios escolar.

Quizás los rumores sobre el mal desempeño del científico surgieron porque no ingresó de inmediato en la Escuela Politécnica Superior de Zurich. Albert aprobó brillantemente los exámenes de física y matemáticas, pero no obtuvo la cantidad necesaria de puntos en otras disciplinas. Habiendo mejorado sus conocimientos en las materias necesarias, el futuro científico aprobó con éxito los exámenes al año siguiente. Tenía 17 años.

Pájaros en un alambre

¿Has notado que a los pájaros les encanta posarse en los cables? ¿Pero por qué no mueren por una descarga eléctrica? El caso es que el cuerpo no es muy buen conductor. Las patas del pájaro crean una conexión paralela a través de la cual fluye una pequeña corriente. La electricidad prefiere el alambre, que es el mejor conductor. Pero tan pronto como el pájaro toca otro elemento, por ejemplo un soporte conectado a tierra, la electricidad recorre su cuerpo y le provoca la muerte.

Escotillas contra autos

Se pueden recordar datos interesantes sobre la física incluso viendo carreras urbanas de Fórmula 1. Los coches deportivos se mueven a velocidades tan altas que se crea una baja presión entre la parte inferior del coche y la superficie de la carretera, que es suficiente para levantar la tapa de alcantarilla en el aire. Esto es exactamente lo que ocurrió en una de las carreras de la ciudad. La tapa de alcantarilla chocó con el siguiente coche, provocando un incendio y la carrera se detuvo. Desde entonces, para evitar accidentes, las tapas de las escotillas están soldadas al borde.

Reactor nuclear natural

Una de las ramas más serias de la ciencia es la física nuclear. Aquí también hay datos interesantes. ¿Sabías que hace 2 mil millones de años había un verdadero reactor nuclear natural en funcionamiento en la zona de Oklo? La reacción continuó durante 100.000 años hasta que se agotó la veta de uranio.

Un hecho interesante es que el reactor se autorregulaba: entraba agua en la vena, que desempeñaba el papel de inhibidor de las neuronas. Cuando la reacción en cadena estaba activa, el agua se evaporaba y la reacción se debilitaba.

1. ¿Cómo empezó la vida?

La aparición del primer ser vivo a partir de material inorgánico hace unos 4 mil millones de años sigue siendo un misterio. ¿Cómo es que las moléculas relativamente simples contenidas en el océano primordial formaron sustancias cada vez más complejas? ¿Por qué algunos de ellos adquirieron la capacidad de absorber y transformar energía, así como la de autorreproducirse (las dos últimas propiedades son características distintivas de los seres vivos)? A nivel molecular, todos estos eventos sin duda representan reacciones químicas y, por lo tanto, la cuestión del origen de la vida debe considerarse en el marco de la química.

Los químicos no tienen la tarea de comprender los innumerables escenarios de cómo podrían haberse desarrollado las cosas hace miles de millones de años. Si los catalizadores inorgánicos, como los trozos de arcilla, participaron o no en la creación de polímeros autorreplicantes (como el ADN o las moléculas de proteínas); o si existió en un pasado lejano un “mundo ARN” en el que el “primo” del ADN (la molécula de ARN) catalizó las reacciones de formación de proteínas y apareció antes que otros biopolímeros.

Es necesario comprobar la validez de estas hipótesis realizando reacciones químicas en un tubo de ensayo. Ya se ha demostrado que algunas sustancias químicas relativamente simples pueden interactuar entre sí para formar los "componentes básicos" de biopolímeros, como proteínas y ácidos nucleicos, es decir. aminoácidos y nucleótidos, respectivamente. En 2009, un equipo de biólogos moleculares dirigido por John Sutherland del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge demostró la posibilidad de obtener nucleótidos a partir de moléculas que se cree que están presentes en el océano primordial. Otro grupo de investigadores se interesó en la capacidad de algunos ARN para actuar como catalizadores, lo que indica la posible existencia de un mundo de ARN. De esta manera, paso a paso, podemos construir un puente desde la materia inanimada hasta los sistemas vivos que se reproducen a sí mismos.

Ahora que hemos aprendido mucho sobre nuestros vecinos del sistema solar: sobre la presencia de agua en Marte, sobre los lagos de hidrocarburos en Titán, una luna de Saturno, sobre los fríos océanos salados aparentemente ocultos bajo la corteza helada de Europa y Ganímedes, lunas de Júpiter y muchas otras cosas: la cuestión del origen de las formas de vida terrestres se ha convertido en parte de un problema global: ¿qué condiciones son necesarias para el origen de la vida y dentro de qué límites pueden variar sus bases químicas? El espectro de preguntas se ha ampliado aún más en los últimos 15 años, durante los cuales se han descubierto más de 500 planetas que orbitan alrededor de otras estrellas fuera del sistema solar. Estos mundos, de extraordinaria diversidad, aún están por explorar.

Tales descubrimientos obligaron a los químicos a cambiar sus ideas sobre la base química de la vida. Así, durante mucho tiempo se creyó que un requisito absolutamente necesario para su origen es la presencia de agua. Hoy los científicos no están seguros de esto. ¿Quizás en lugar de agua, en condiciones de presión ultra alta en las capas superiores de Júpiter, serían adecuados amoníaco líquido, formamida, metano líquido o hidrógeno? ¿Y por qué la aparición del ADN, el ARN y las proteínas debería ser un requisito previo necesario para la formación de sistemas vivos? Se han creado estructuras químicas artificiales que son capaces de autorreproducirse sin ácidos nucleicos. ¿Quizás sea suficiente con tener un determinado sistema molecular que pueda servir como matriz para copiarse a sí mismo?

“El análisis de las formas de vida modernas en la Tierra”, dice Steven Benner de la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada en Gainesville, Florida, “no responde a la pregunta de si sus similitudes fundamentales (el uso de ADN y proteínas) se deben a la presencia de ancestro común o da testimonio de la universalidad de la vida”. Sin embargo, si insistimos obstinadamente en que debemos permanecer dentro del marco de los hechos ya conocidos, no avanzaremos a ninguna parte.

2 ¿Cómo se forman las moléculas?

La estructura de las moléculas es el tema principal que estudian los estudiantes de las especialidades químicas, mientras que la representación gráfica de las moléculas en forma de un conjunto de círculos y líneas entre ellas, correspondientes a átomos y enlaces químicos, es una pura convención, a la que se recurre. por conveniencia. Todavía no hay acuerdo entre los científicos sobre qué imagen de las moléculas es la más cercana a la realidad.

En la década de 1920 Los físicos teóricos alemanes Walter Heitler y Fritz London demostraron que los enlaces químicos se pueden representar utilizando las ecuaciones de la nueva física cuántica, y el gran químico estadounidense Linus Poling planteó la hipótesis de que los enlaces se forman cuando se superponen en el espacio nubes de electrones de diferentes átomos. Una teoría alternativa de Robert Milliken y Friedrich Hund propuso que los enlaces químicos (excepto los iónicos) son el resultado de la superposición de orbitales atómicos de los electrones externos de los átomos que interactúan y la aparición de un orbital molecular que encierra a estos átomos. Aquí entramos en el ámbito de competencia de la química teórica, que es esencialmente una de las áreas de la física.

El concepto de formación de enlaces químicos mediante la superposición de orbitales atómicos se ha generalizado, pero no todo el mundo cree que sea universal. El hecho es que los modelos de estructuras de moléculas construidos sobre esta base se basan en una serie de supuestos simplificadores y, por tanto, representan sólo una aproximación. En realidad, cualquier molécula es un determinado grupo de núcleos atómicos sumergidos en una nube de electrones, y los núcleos, en sentido figurado, compiten entre sí para "atraerla hacia sí mismos", de modo que toda la estructura "respira" y cambia. En los modelos actuales, las moléculas son formaciones estáticas, construidas teniendo en cuenta sólo una parte de las propiedades importantes.

En el marco de la teoría cuántica, es imposible dar una definición general de enlace químico que corresponda a las ideas de los químicos al respecto, cuyo trabajo se reduce en última instancia a la destrucción de algunos enlaces químicos y la formación de otros. Actualmente, existen muchas formas de representar las moléculas como átomos unidos entre sí. Según el químico cuántico Dominic Marx de la Universidad de Bochum en Alemania, casi todos ellos son “buenos en algunos casos y completamente inutilizables en otros”.

Utilizando modelos informáticos, hoy es posible predecir con gran precisión la estructura y las propiedades de las moléculas basándose en los principios de la mecánica cuántica, pero sólo siempre que el número de electrones implicados en la formación de enlaces químicos sea relativamente pequeño. "La química computacional permite obtener la imagen más realista de lo que está sucediendo", dice Marks. El modelado por computadora puede considerarse como un experimento virtual que reproduce el curso de una reacción química. Pero tan pronto como el número de electrones se acerca a varias docenas, los métodos numéricos se vuelven impotentes incluso con los ordenadores más potentes. En este sentido, surge la pregunta: ¿cómo podemos, por ejemplo, modelar procesos bioquímicos complejos que ocurren en una célula o el comportamiento de sistemas multicomponentes?

3. ¿Cómo influyen los factores externos en nuestros genes?

Durante mucho tiempo, la idea predominante en la comunidad biológica fue que la individualidad de cada uno de nosotros está determinada por los genes que poseemos. Sin embargo, lo que es igualmente importante es cuáles utilizamos. Como en el resto de la biología, esta última está indisolublemente ligada a la misma química.

Las células del embrión en las primeras etapas dan lugar a tejidos de todos los tipos posibles. A medida que se desarrolla, las llamadas células madre pluripotentes se diferencian y se convierten en células especializadas (células sanguíneas, musculares, nerviosas, etc.). Estos últimos conservan sus propiedades individuales durante toda la vida del organismo. La formación del cuerpo humano es esencialmente una transformación química de los cromosomas de las células madre, como resultado de lo cual cambia el conjunto de genes funcionales y silenciosos.

Uno de los descubrimientos revolucionarios en el campo de la clonación y el estudio de las células madre es que estas transformaciones son reversibles. Durante el proceso de diferenciación, las células no desactivan algunos genes, manteniendo en funcionamiento solo aquellos que se necesitan ahora. Los apagan y los mantienen en estado de preparación para el combate. Estos genes pueden activarse, por ejemplo, bajo la influencia de determinadas sustancias químicas ambientales.

Particularmente interesante y misterioso desde el punto de vista de la química es el hecho de que la regulación de la actividad genética se lleva a cabo a nivel supraatómico y supramolecular, con la participación de grupos enteros de moléculas que interactúan entre sí. La cromatina, el complejo entre el ADN y las proteínas que forma los cromosomas, tiene una estructura jerárquica. Primero, una molécula de ADN de doble cadena se envuelve alrededor de partículas cilíndricas que consisten en proteínas especiales: las histonas. Luego, el “collar de cuentas” resultante se organiza en el espacio en estructuras de orden superior. La célula controla estrictamente el proceso de plegamiento; su actividad depende de en qué parte de la cromatina termine un gen determinado.

La reestructuración de la estructura de la cromatina se produce con la participación de enzimas especiales que desempeñan un papel clave en la diferenciación celular. En las células madre embrionarias, la cromatina tiene una estructura laxa y desordenada, que se vuelve más densa a medida que los genes se desactivan durante la diferenciación.

La estructuración de la cromatina va acompañada de transformaciones químicas tanto del ADN como de las histonas. Se les unen pequeñas moléculas, marcadores que le indican a la célula qué genes desactivar y cuáles, por el contrario, activar. Estas marcas se denominan factores epigenéticos porque no afectan la información contenida en los genes.

¿Hasta qué punto se puede devolver a las células maduras a un estado de pluripotencia? ¿Tendrán las propiedades de las células madre necesarias para su uso en la regeneración de diversos tejidos? La respuesta depende de hasta qué punto se puede revertir el marcado epigenético.

Está claro que, además del lenguaje genético en el que están escritas muchas instrucciones clave, las células utilizan un lenguaje completamente diferente desde el punto de vista químico: el epigenético. "Una persona puede tener una predisposición genética a una enfermedad, como el cáncer, pero que esto ocurra o no depende de factores ambientales que actúan a través del canal epigenético", dice Bryan Turner, de la Universidad de Birmingham en Inglaterra.

4. ¿Cómo forma el cerebro la memoria?

El cerebro puede compararse con una computadora química. La comunicación entre las neuronas que forman sus "circuitos eléctricos" se lleva a cabo mediante moléculas especiales: los neurotransmisores. Son liberados por una neurona, cruzan la hendidura sináptica, se unen a los receptores de otra neurona, la activan, lo que activa una tercera, etc. Como resultado, el impulso nervioso se propaga a lo largo de la cadena de neuronas. La naturaleza química de la actividad mental se manifiesta durante la memorización, cuando alguna información (un número de teléfono o algún evento) se "imprime" mediante señales químicas en forma de varios estados de la red nerviosa. ¿Cómo se forma una memoria a partir de procesos químicos que sea a la vez persistente y dinámica? ¿Qué significa recordar, repensar, olvidar?

Sólo tenemos respuestas a algunas preguntas. Sabemos, por ejemplo, que un reflejo incondicionado se produce en respuesta a una determinada cascada de procesos bioquímicos que conducen a un cambio en la cantidad de neurotransmisores en la sinapsis. Pero incluso un proceso tan simple tiene componentes de corto y largo plazo. Un fenómeno más complejo, la llamada memoria declarativa (de rostros, de lugares, etc.), tiene un mecanismo diferente y una localización diferente en el cerebro. El actor principal aquí es el receptor del neurotransmisor dopamina, que está presente en algunas neuronas. Bloquearlo interfiere con la retención de la memoria declarativa.

La formación de la memoria declarativa cotidiana suele estar mediada por la llamada potenciación a largo plazo, que involucra a los receptores de dopamina y va acompañada de una expansión de la región de la neurona que forma la sinapsis. Con la expansión de esta área se fortalece la conexión entre la neurona y sus compañeras, lo que se manifiesta a través de un aumento en la diferencia de potencial en la hendidura sináptica bajo la influencia de un impulso nervioso. La bioquímica del proceso se ha vuelto más o menos clara en los últimos años. Se descubrió que dentro de la neurona se forman filamentos de actina, una proteína que forma el marco interno de la célula, lo que determina su tamaño y forma. El proceso puede interrumpirse si se impide que los filamentos recién surgidos se estabilicen.

La memoria a largo plazo, una vez formada, se conserva gracias a la inclusión de genes que codifican proteínas especiales. Hay motivos para creer que entre ellos se incluyen los priones. Este último puede estar en una de dos conformaciones alternativas. En el primer caso, los priones son fácilmente solubles, en el segundo son insolubles y transfieren a este estado todas las moléculas de proteínas de un tipo determinado con las que entran en contacto. Como resultado, se forman grandes agregados de priones, que están implicados en el desarrollo de diversos trastornos neurodegenerativos. Fue precisamente esta propiedad negativa de los priones la que impulsó su identificación y estudio. Se descubrió que los agregados también realizan funciones útiles en el cuerpo: participan en la preservación de la memoria.

Todavía quedan muchos espacios en blanco en la historia de cómo funciona la memoria, que los bioquímicos tendrán que llenar. ¿Cómo interpretar, por ejemplo, el concepto de “recordar algo” si ese “algo” está almacenado en nuestra memoria? "Este problema, que apenas estamos empezando a resolver, es muy difícil de entender", dice el neurocientífico Eric Kandel, ganador del Premio Nobel, de la Universidad de Columbia.

Hablando de la naturaleza química del fenómeno de la memoria, no se puede dejar de tocar una cuestión como el impacto de los productos farmacéuticos en él. Ya se conocen algunas sustancias que mejoran la memoria. Entre ellos se encuentran las hormonas sexuales y los compuestos sintéticos que actúan sobre los receptores de nicotina, glutamato, serotina y otros neurotransmisores. Como señala el neurocientífico Gary Lynch de la Universidad de California, el hecho de que una larga cadena de eventos conduzca a la formación de la memoria a largo plazo indica que hay muchos objetivos en el cuerpo a los que podrían apuntar los medicamentos para la memoria.

5. ¿Existe un límite para la reposición de la tabla periódica de elementos?

La tabla periódica de elementos químicos, que ocupa un lugar destacado en todas las aulas de química, se actualiza constantemente. Con la ayuda de aceleradores, los físicos nucleares producen elementos nuevos y superpesados ​​con más protones y neuronas en el núcleo que los 92 que existen en la naturaleza. No son muy estables, algunos se desintegran en una fracción de segundo después del nacimiento. Pero si bien tales elementos existen, su estatus no es diferente al de los demás: tienen un número atómico y un número másico, y tienen ciertas propiedades químicas. En el curso de ingeniosos experimentos, se estudiaron algunas propiedades de los átomos de seaborgio y hasio.

Uno de los objetivos de estos estudios es descubrir si existe un límite para la expansión de la tabla periódica, es decir, si los elementos superpesados ​​exhiben la periodicidad en su comportamiento que determina su ubicación en la tabla. Ya podemos decir que algunos cumplen con estos requisitos, otros no. En particular, sus núcleos masivos atraen electrones con tal fuerza que comienzan a moverse a velocidades cercanas a la de la luz. Como consecuencia, la masa de los electrones aumenta drásticamente, lo que puede provocar una desorganización de los niveles de energía de los que dependen las propiedades químicas de los elementos y, por tanto, su posición en la tabla periódica.

Existe la esperanza de que los físicos nucleares puedan encontrar una isla de estabilidad, una zona determinada, un poco más allá de las capacidades actuales de obtención de elementos sintéticos, en la que los elementos superpesados ​​​​vivirán más tiempo. Sin embargo, persiste una pregunta fundamental sobre sus límites de tamaño. Como muestran cálculos de mecánica cuántica bastante simples, los electrones pueden ser retenidos por un núcleo en el que el número de protones no exceda de 137. Cálculos más complejos rechazan esta limitación. “La tabla periódica no termina en el número 137; de hecho, es ilimitado”, dice el físico nuclear Walter Greiner de la Universidad Goethe en Frankfurt am Main, Alemania. La verificación experimental de esta afirmación está todavía muy lejos.

6. ¿Es posible crear una computadora basada en átomos de carbono?

Los chips de computadora basados ​​en grafeno (redes de átomos de carbono) son potencialmente más rápidos y potentes que el silicio. El descubrimiento del grafeno le valió a sus creadores el Premio Nobel de Física de 2010, pero la aplicación práctica de esta nanotecnología de “carbono” depende en última instancia de si los químicos pueden crear estructuras con precisión atómica. En 1985 se sintetizaron fullerenos, estructuras huecas de red cerrada compuestas enteramente de átomos de carbono, y seis años más tarde, nanotubos de carbono con paredes de red. Se esperaba que las estructuras conductoras de electricidad extremadamente duraderas encontraran una amplia gama de aplicaciones, desde la producción de materiales compuestos ultrarresistentes basados ​​en ellas hasta la fabricación de pequeños conductores y dispositivos electrónicos, cápsulas moleculares en miniatura y membranas para la purificación del agua. Sin embargo, todavía no se ha aprovechado todo su potencial. Por tanto, no es posible integrar nanotubos en circuitos electrónicos complejos. Recientemente, el grafito se ha convertido en el centro de atención de los nanotecnólogos.

Fue posible dividirlo en capas ultrafinas (esto es grafeno), a partir de las cuales se pueden fabricar circuitos electrónicos subminiatura, baratos y duraderos. Los desarrolladores de computadoras que utilicen tiras estrechas y diminutas de grafeno podrán fabricar chips más avanzados que el silicio. "El grafeno se puede utilizar para crear estructuras que puedan interconectarse e integrarse fácilmente en circuitos electrónicos", dice Walt de Heer del Instituto de Tecnología de Georgia. Sin embargo, el método de grabado utilizado en microelectrónica no es adecuado para crear circuitos electrónicos de grafeno: es demasiado tosco, por lo que hoy la tecnología del grafeno es una cuestión de especulación, no de acción real. Quizás la clave para resolver el problema del diseño a nivel atómico sea el uso de métodos de química orgánica: conectar entre sí moléculas poliaromáticas de varios anillos de carbono hexagonales, análogos de pequeños fragmentos de una red de grafeno.

7. ¿Es posible captar más energía solar?

Cada amanecer nos recuerda que el hombre utiliza sólo una pequeña fracción de la energía que le proporciona nuestra luminaria. El principal obstáculo para su uso generalizado es el elevado coste de las células solares de silicio. Pero la vida misma en nuestro planeta, que en última instancia se sustenta en la fotosíntesis, que realizan las plantas verdes cuando absorben energía solar, indica que las células solares no tienen por qué ser muy eficientes, basta con tener muchas (como hojas en los árboles) y serían baratos.

"Una de las áreas más prometedoras para desarrollar formas de aprovechar la energía solar es la producción de combustible", dice Devens Gust de la Universidad Estatal de Arizona. La forma más sencilla de hacerlo es dividir las moléculas de agua utilizando la luz solar para formar gas hidrógeno y oxígeno. Nathan S. Lewis y sus colaboradores del Instituto de Tecnología de California están trabajando para crear una lámina artificial de nanocables de silicio que llevaría a cabo dicha división.

Recientemente, Daniel Nocera del Instituto Tecnológico de Massachusetts informó sobre la creación de una membrana de silicio en la que, con la participación de un fotocatalizador a base de cobalto, se produce realmente la división de las moléculas de agua. Nocera estima que un galón (~3,8 L) de agua puede producir suficiente combustible para alimentar una casa pequeña durante 24 horas.

El desarrollo de esta tecnología se ve obstaculizado por la falta de catalizadores adecuados. “En principio lo que se necesita es un catalizador de cobalto como el que utilizó Nocera y nuevos catalizadores basados ​​en otros metales, pero son demasiado caros”, afirma Gast. "Desafortunadamente, no sabemos cómo funciona el catalizador fotosintético natural a base de manganeso".

Gast y sus colegas pretenden crear conjuntos moleculares para la fotosíntesis artificial que imiten los naturales. Ya han logrado sintetizar una serie de sustancias que se incluirán en uno de estos conjuntos. Pero se prevén serios obstáculos en este camino. Las moléculas orgánicas, como las que utiliza la naturaleza, son inestables. Las plantas las reemplazan inmediatamente por otras nuevas, pero las hojas artificiales aún no son capaces de hacer esto: a diferencia de los sistemas vivos, no tienen mecanismos biosintéticos.

8. ¿Cuál es la mejor forma de obtener biocombustibles?

En lugar de desarrollar tecnología para producir combustible utilizando energía solar, ¿es mejor utilizar la capacidad de las plantas verdes para almacenar energía y convertir biomasa en combustible? Los biocombustibles como el etanol provienen del maíz y el biodiesel de las semillas, y estos productos ya tienen cabida en el mercado. Pero existe el peligro de que se utilicen cereales, que constituyen la base de la dieta humana. Esto es especialmente indeseable para los países en desarrollo: exportar biocombustibles puede ser muy rentable y dejar a la población local sin alimentos. Además, para satisfacer las necesidades actuales de combustible, será necesario arar grandes superficies actualmente ocupadas por bosques.

Por tanto, convertir cereales en combustible no parece ser la mejor solución. Una solución podría ser utilizar otros tipos de biomasa menos valiosos. En Estados Unidos se generan suficientes residuos de la agricultura y la industria procesadora de madera para satisfacer un tercio de las necesidades de transporte de gasolina y diésel.

Procesar biomasa de baja calidad requiere descomponer moléculas duraderas como la lignina y la celulosa. Los químicos ya saben cómo hacerlo, pero los métodos existentes son demasiado caros, consumen mucha energía y no son adecuados para producir grandes cantidades de combustible.

John Hartwig y Alexey Sergeev, de la Universidad de Illinois, lograron recientemente superar una de las dificultades más graves en la descomposición de la lignina: romper los enlaces entre los átomos de carbono y oxígeno que conectan los anillos de benceno entre sí. Utilizaron un catalizador a base de níquel.

La producción de combustible a partir de biomasa a escala industrial implica procesar material biosólido in situ para transportar el líquido resultante a través de tuberías. Aquí surge un problema grave: las materias primas están muy contaminadas con diversas impurezas extrañas y la química catalítica clásica sólo trabaja con sustancias puras. "Aún no está claro cómo se resolverá finalmente la situación", afirma Hartwig. Una cosa está clara: el problema pertenece en gran medida al campo de la química y su solución pasa por encontrar un catalizador adecuado. “Casi todos los procesos industriales implican el uso de catalizadores adecuados”, subraya una vez más Hartwig.

9. ¿Es posible desarrollar nuevos métodos para la obtención de sustancias medicinales?

La química en esencia es una ciencia creativa y al mismo tiempo práctica. Produce moléculas que luego pueden usarse para crear una variedad de productos, desde materiales con nuevas propiedades hasta antibióticos que pueden destruir microorganismos patógenos resistentes a otros medicamentos.

En los años 1990. En la cima de su popularidad se encontraba la química combinatoria, cuando se obtenían miles de nuevas moléculas combinando aleatoriamente "bloques de construcción" y seleccionando productos con las propiedades deseadas. Esta dirección, inicialmente proclamada como el futuro de la química medicinal, pronto perdió su relevancia, ya que el resultado resultó cercano a cero.

Pero tal vez la química combinatoria esté a punto de renacer. Esto se llevará a cabo siempre que se obtenga un conjunto suficientemente amplio de moléculas de un determinado tipo y se encuentre un método para aislar cantidades microscópicas de las sustancias necesarias de esta mezcla. La biotecnología está lista para ayudar. Por ejemplo, cada molécula puede equiparse con un código de barras basado en ADN, lo que facilita su identificación y aislamiento. Un enfoque alternativo sería seleccionar secuencialmente candidatos inadecuados, una especie de selección darwiniana in vitro. Para ello, se puede representar la secuencia de aminoácidos de una proteína (candidata a desempeñar el papel de fármaco) en forma de una secuencia de nucleótidos de un segmento de ADN y luego, utilizando el mecanismo de replicación con su inherente propensión a cometer errores, obtener más y más variantes nuevas que se acerquen al ideal con cada ronda de replicación y selección.

Otros métodos nuevos se basan en la capacidad intrínseca de ciertos fragmentos moleculares para unirse en una secuencia determinada. Por tanto, la secuencia de aminoácidos de las proteínas está determinada por los genes correspondientes. Utilizando este principio, los químicos podrían en el futuro programar moléculas con la capacidad inherente de autoensamblarse. Este enfoque tiene la ventaja de que minimiza la cantidad de subproductos y esto a su vez reduce la intensidad energética de los procesos y el consumo de materiales.

Actualmente, David Liu y sus colegas de la Universidad de Harvard están intentando implementar esta idea. Adjuntaron a cada bloque de construcción de moléculas futuras un segmento corto de ADN que codifica un conector y, además, sintetizaron una determinada molécula que se mueve a lo largo del ADN y une secuencialmente unidades de monómero al bloque de construcción, guiados por las instrucciones codificadas en el segmento de ADN. un proceso similar a la síntesis de proteínas en células vivas. El método de Liu puede resultar útil para crear fármacos dirigidos. "Muchos biólogos moleculares involucrados en farmacología creen que las macromoléculas desempeñarán un papel cada vez más importante en la terapia", dice Liu.

10. ¿Es posible el seguimiento químico de nuestro organismo?

Recientemente, en la química ha habido una tendencia cada vez más clara hacia la convergencia con las tecnologías de la información, en particular hacia el uso de productos químicos para la comunicación con las células vivas. La idea en sí no es nueva: los biosensores con reacciones químicas en ellos comenzaron a usarse para determinar la concentración de glucosa en la sangre ya en los años 60, aunque sólo recientemente se han generalizado en el control de la diabetes, con la llegada de dispositivos portátiles económicos. . El ámbito de aplicación de los sensores químicos es amplio: detecta diversas sustancias nocivas en los alimentos y el agua en concentraciones muy bajas, determina el nivel de contaminación del aire y mucho más.

Pero hay otra área, la biomedicina, donde se puede aprovechar plenamente el potencial de los sensores químicos y aportar beneficios invaluables. Por ejemplo, algunos productos genéticos asociados con un cáncer en particular comienzan a circular en el torrente sanguíneo mucho antes de que aparezcan los síntomas visibles de la patología, cuando los métodos de prueba convencionales no detectan nada. La identificación temprana de estos precursores químicos del cáncer permitirá hacer un diagnóstico más preciso y, lo más importante, hacerlo de manera oportuna. La construcción rápida de un perfil genómico permitirá seleccionar un régimen de tratamiento individual y reducir la probabilidad de efectos secundarios.

Algunos químicos vislumbran una era de monitoreo continuo y amigable para el paciente de una amplia variedad de marcadores bioquímicos del estado del cuerpo. Esta información puede ser útil para el cirujano directamente durante la operación; puede transferirse a un sistema automatizado de administración de fármacos, etc. La implementación de estas ideas depende de si se desarrollarán métodos químicos para identificar selectivamente los marcadores, incluso cuando estén presentes en pequeñas cantidades en el cuerpo.