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¿Los opuestos se atraen, los gustos se repelen? Los científicos anulan un principio fundamental de la física

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¿Los opuestos se atraen, los gustos se repelen?  Los científicos anulan un principio fundamental de la física

Un nuevo estudio ha puesto patas arriba un principio fundamental de la física al demostrar que partículas con cargas similares pueden atraerse entre sí en una solución, y el efecto varía entre cargas positivas y negativas dependiendo del disolvente. Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para diversos procesos científicos, incluidos el autoensamblaje y la cristalización. La investigación revela la importancia de la estructura del disolvente en la interfaz para determinar las interacciones entre partículas, desafiando creencias arraigadas e indicando la necesidad de una reevaluación de nuestra comprensión de las fuerzas electromagnéticas. Crédito: Zhang Kang

“Las cargas opuestas se atraen; ya que las cargas se repelen entre sí” es un principio fundamental de la física básica. Sin embargo, un nuevo estudio de la Universidad de Oxford, publicado recientemente en la revista nanotecnología natural, demostró que partículas con carga similar en solución pueden atraerse entre sí a largas distancias.

Igualmente sorprendente es que el equipo descubrió que el efecto es diferente para partículas cargadas positiva y negativamente, dependiendo del disolvente.

Además de trastocar creencias arraigadas, estos resultados tienen implicaciones inmediatas para una variedad de procesos que involucran interacciones entre partículas e intermoleculares en diferentes escalas de longitud, incluido el autoensamblaje, la cristalización y la separación de fases.

El equipo de investigadores, con sede en el Departamento de Química de Oxford, descubrió que las partículas cargadas negativamente se atraen entre sí en grandes separaciones, mientras que las partículas cargadas positivamente se repelen, mientras que ocurría lo contrario con disolventes como los alcoholes.

Estos hallazgos son sorprendentes porque parecen contradecir el principio electromagnético central de que la fuerza entre cargas del mismo signo es repulsiva en todas las separaciones.

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Observaciones experimentales

Ahora, utilizando microscopía de campo brillante, el equipo rastreó micropartículas de sílice cargadas negativamente suspendidas en agua y descubrió que las partículas se atraían entre sí para formar grupos dispuestos hexagonalmente. Sin embargo, las partículas de aminosílice cargadas positivamente no forman grupos en el agua.

Utilizando una teoría de interacciones entre partículas que tiene en cuenta la estructura del disolvente en la interfaz, el equipo estableció que, para las partículas cargadas negativamente en el agua, existe una fuerza de atracción que excede la repulsión electrostática en grandes separaciones, lo que lleva a la formación de grupos. Para las partículas cargadas positivamente en el agua, esta interacción inducida por el disolvente es siempre repulsiva y no se forman grupos.

Este efecto resultó depender del pH: el equipo pudo controlar la formación (o no) de grupos de partículas cargadas negativamente variando el pH. Independientemente del pH, las partículas cargadas positivamente no formaron grupos.

Efectos específicos de los disolventes y otros hallazgos.

Naturalmente, el equipo se preguntó si el efecto sobre las partículas cargadas podría alterarse, de modo que las partículas cargadas positivamente formen grupos y las partículas cargadas negativamente no. Al reemplazar el disolvente con alcoholes, como el etanol, que tienen un comportamiento de interfaz diferente con el agua, esto es exactamente lo que observaron: las partículas de aminosílice cargadas positivamente formaban grupos hexagonales, mientras que este no era el caso de la sílice cargada negativamente.

Según los investigadores, este estudio implica una recalibración fundamental de la comprensión que influirá en la forma en que pensamos sobre procesos tan diferentes como la estabilidad de los productos farmacéuticos y la química fina o la disfunción patológica asociada con la agregación molecular en las enfermedades humanas. Los nuevos hallazgos también proporcionan evidencia de la capacidad de investigar propiedades del potencial eléctrico interfacial debido al disolvente, como su signo y magnitud, que antes se pensaba que eran inconmensurables.

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El profesor Madhavi Krishnan (Departamento de Química de la Universidad de Oxford), que dirigió el estudio, dijo: «Estoy realmente muy orgulloso de mis dos estudiantes de posgrado, así como de los estudiantes de pregrado, que trabajaron juntos para avanzar en este descubrimiento fundamental. .”

Sida Wang (Departamento de Química de la Universidad de Oxford), una de las primeras autoras del estudio, dijo: “Todavía me resulta fascinante ver cómo estas partículas se atraen entre sí, incluso después de haberlas visto mil veces. »

Referencia: “Una fuerza dependiente de carga de largo alcance impulsa el ensamblaje personalizado de materia en solución” por Sida Wang, Rowan Walker-Gibbons, Bethany Watkins, Melissa Flynn y Madhavi Krishnan, 30 de febrero de 2024, Nanotecnología de la naturaleza.
DOI: 10.1038/s41565-024-01621-5

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¿Cuándo despegarán los astronautas?

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¿Cuándo despegarán los astronautas?
  • La tripulación de Polaris Dawn intentará alcanzar alturas mayores que las alcanzadas por los humanos desde el programa Apolo de la NASA en la década de 1970 y también realizará la primera caminata espacial comercial.
  • El cohete Falcon 9 que transporta al Dragón está programado para despegar entre las 3:38 a.m. y las 7:09 a.m. ET del miércoles desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
  • «Falcon y Dragon permanecen sanos y la tripulación continúa lista para su misión de varios días a la órbita terrestre baja», dijo SpacX en las redes sociales.

Una cápsula de SpaceX que transporta a cuatro astronautas comerciales que esperan realizar una caminata espacial pionera no se lanzará hasta al menos el miércoles por la mañana.

La misión Polaris Dawn, un ambicioso viaje de cinco días a las regiones superiores de la órbita de la Tierra, estaba programada para despegar el martes antes de que una fuga de helio detectada obligara a posponerla, dijo SpaceX. dijo el lunes por la tarde en el sitio de redes sociales X.

Cuando la tripulación se lance a bordo de un SpaceX Dragon, será el segundo viaje al espacio para empresario multimillonario Jared Isaacman, quien financió la misión con la empresa de Elon Musk. Isaacman se aventuró previamente en órbita en 2021 a bordo de Inspiration4, la misión que se convirtió en el primer vuelo espacial orbital privado de la historia.

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un raro fósil ha proporcionado información sobre lo que fue un día excepcionalmente desafortunado para una vaca marina prehistórica.

La especie ahora extinta de dugongo, un mamífero marino parecido al manatí, nadaba en el mar hace unos 15 millones de años cuando fue atacada por dos animales: un cocodrilo y un tiburón tigre. Este último dejó uno de sus dientes empalado en el cuerpo de la vaca marina.

Al analizar el fósil descubierto en Venezuela, los investigadores pudieron comprender cómo murió la vaca marina, que pertenecía a un grupo de animales extintos conocido como Culebrtherium.

Su estudiarpublicado el jueves en el Journal of Vertebrate Paleontology, captura un momento en el tiempo que ofrece una visión única del funcionamiento de la cadena alimentaria durante la época del Mioceno temprano y medio, hace entre 11,6 y 23 millones de años.

«Es extremadamente raro encontrar rastros de dos depredadores en un solo espécimen», dijo Aldo Benites-Palomino, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en el departamento de paleontología de la Universidad de Zurich, Suiza. “Esto muestra por qué deberíamos explorar fósiles en regiones tropicales como Venezuela. »

Los restos fosilizados (un cráneo parcial y 13 vértebras o columna vertebral) revelaron tres tipos de marcas de mordeduras. Su forma, profundidad y orientación sugerían que fueron creados por dos depredadores: un cocodrilo de tamaño pequeño a mediano y un tiburón tigre.

Según el estudio, la criatura parecida a un cocodrilo atacó primero, con los dientes enterrados profundamente en el hocico de la vaca marina, lo que sugiere que intentó agarrar esa parte de la cara del dugongo para asfixiarlo. Otras dos grandes incisiones curvas indican que el cocodrilo arrastró a la vaca marina, desgarrando su carne.

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Las rayas y cortes en el fósil sugieren que el cocodrilo realizó una «vuelta mortal», un comportamiento giratorio para someter a su presa que también se observa en las especies de cocodrilos existentes.

«Este tipo de marca sólo se produce al morder, en el que se realizan acciones posteriores de rasgar, rodar o agarrar», señalaron los autores del estudio.

Luego, el rinoceronte fue destrozado por un tiburón tigre, que tiene dientes estrechos y no dentados. Puede ser difícil diferenciar entre depredación activa y marcas de carroñero, pero según el estudio, las marcas de mordeduras en todo el cuerpo del rinoceronte y su distribución irregular, así como la variación en profundidad, sugirieron a los investigadores que este era el comportamiento de un carroñero. como un tiburón tigre.

Los científicos confirmaron la identidad del tiburón mediante el descubrimiento de un único diente alojado en el cuello de la vaca marina que pertenecía a una especie extinta de tiburón tigre, Galeocerdo aduncus.

“Tuve que trabajar como científico forense”, recuerda Benites-Palomino.

Sin embargo, el estudio señaló que, dada la naturaleza fragmentaria del esqueleto, no era posible descartar otros escenarios para la desaparición de la vaca marina.

Dean Lomax, paleontólogo de la Universidad de Bristol y de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, que no participó en la investigación, dijo que estaba de acuerdo con los hallazgos del estudio, pero que era difícil distinguir entre el comportamiento carroñero y el comportamiento depredador activo. .

“Por ejemplo, puede que no sea descabellado pensar que el dugongo ya estaba muerto, que pudo haberse alejado flotando y estar hinchado, y luego fue devorado (recogido) por el cocodrilo y el tiburón en diferentes momentos”. dijo Lomax, el autor de “Bloqueados en el tiempo: el comportamiento animal revelado en 50 fósiles asombrosos”, por correo electrónico.

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“A menos que tengamos evidencia directa del dugongo dentro del cocodrilo (como última comida), o de que el cocodrilo y el dugongo mueran en medio del ataque, todavía es intrínsecamente raro decir al 100% si esto fue definitivamente el resultado de un ataque activo o no. que hurgar en la basura”, añadió Lomax.

En aquella época, las vacas marinas podían crecer hasta cinco metros de largo, dijo Benites-Palomino, y su tejido graso habría sido una buena fuente de alimento.

Hoy en día, los cocodrilos, las orcas y los tiburones se alimentan de dugongos y manatíes, principalmente de los jóvenes, porque los adultos son difíciles de matar debido a su tamaño. No está claro qué tipo de cocodrilo pudo haber atacado a la vaca marina. Podría haber sido una especie extinta de caimán o gavial, conocido por sus mocos largos y delgados, pero debió ser de gran tamaño, de 4 a 6 metros de largo.

“Hay varios candidatos. Sudamérica era entonces un paraíso para los cocodrilos”, añade Benites-Palomino.

Un granjero al sur de la ciudad de Coro, Venezuela, notó por primera vez los restos de la vaca marina en un lugar donde antes no se habían descubierto fósiles.

“Al principio no conocíamos la geología del sitio y los primeros fósiles que descubrimos fueron trozos de cráneos. Nos tomó algún tiempo determinar qué eran: cráneos de manatí, que tienen una apariencia bastante inusual”, dijo en un comunicado Marcelo Sánchez-Villagra, coautor del estudio, profesor de paleobiología y director del Instituto y Museo Paleontológico de. la Universidad de Zúrich.

Benites-Palomino dijo que el raro hallazgo demuestra la importancia de la búsqueda de fósiles en América del Sur «no clásica».

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“Hemos estado visitando los mismos sitios de fósiles en América del Norte y China durante mucho tiempo, pero cada vez que trabajamos en estas nuevas áreas, encontramos constantemente nuevos fósiles. »

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

A ambos lados del océano Atlántico, a más de 6.000 kilómetros de distancia, investigadores han descubierto huellas dejadas por dinosaurios que pudieron haber vagado desde África hasta América del Sur cuando los continentes estaban unidos en un supercontinente.

Las más de 260 huellas, ubicadas en Brasil y Camerún, serían parte del Período Cretácico Inferiorsegún un estudio publicado el lunes por el Museo de Historia Natural y Ciencia de Nuevo México.

Las huellas se crearon originalmente a unas 621 millas de distancia sobre una fina capa de limo y arenisca de barro en el antiguo supercontinente Gondwanan, que luego se rompió y formó el Océano Atlántico Sur.

El estudio compartió fotografías de huellas de formas idénticas que parecían provenir de edades y entornos geológicos similares, según descubrió el paleontólogo de la Universidad Metodista del Sur y autor principal del estudio, Louis L. Jacobs.

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