El cero absoluto, la menor temperatura teóricamente posible, corresponde a  doscientos setenta y tres con quince grados Celsius bajo cero (-273,15 ºC) que en la escala termodinámica de Kelvin es cero grados.

Las primeras incursiones en estas esferas límites de la materia tuvieron relación con la experimentación de gases cuya sensibilidad a la temperatura y la presión los convierte en cuerpos ideales para profundizar en los extremos térmicos de la materia.

Tomando como base la ecuación descrita por Boile, Charles y Lussac, donde temperatura, presión y volumen se afectan mutuamente, la presión sería nula siempre que existiera una temperatura cero.

Cuando la materia se enfría, las partículas que la componen, van perdiendo energía progresivamente. En teoría, cuando se llega al cero absoluto, es tal la falta de energía que sufre el sistema que a nivel subatómico, los electrones empiezan a "caer" en órbitas cada vez más cercanas al núcleo.

Se ha llegado a descender hasta 0,7 K, temperaturas criogénica, mediante técnicas muy sofisticadas donde se usa helio líquido. El helio alcanza su punto de ebullición a -268,9 ºC y puede manipularse en criostatos: recipientes extremadamente aislados  diseñados por un ingeniero mecánico norteamericano: Samuel Collins.

Se supone que, al llegar al extremo de las bajas temperaturas, los electrones que pululan alrededor del núcleo atómico caigan finalmente en espiral sobre ese centro másico atraídos por la vieja fuerza gravitatoria.

Sin embargo este comportamiento estaría contradiciendo un principio fundamental de la física moderna: El Principio de Incertidumbre postulado por Werner Heisenberg. En efecto, este bastión de la física cuántica afirma que en ningún caso podremos conocer, sin un margen de error determinado, la velocidad (c) y la posición (p) exactas de la partícula.

Pero si sabemos que en el cero absoluto los electrones caerán sobre al núcleo debido a su pérdida energética, en franca discrepancia con el principio citado anteriormente, estaríamos conociendo su velocidad ( c = 0) y su posición ( p = núcleo del átomo)

Tal vez estas conclusiones no sean, después de todo, tan contradictorias. Quizá, cuando los electrones hayan colapsado, ya no sean electrones, ni partículas de ninguna clase, tal vez se trate ahora de un aglutinado núcleo sin periferia, una forma de materia sin propiedades electrónicas.

Los diarios comunes son impresos en un papel hecho de fibras de celulosa, que se obtiene de la pulpa de madera. Las fibras son generalmente largas, del orden de decenas de micrómetros de ancho y el papel resultante es bastante frágil (no resulta difícil romper una hoja.) Ahora, investigadores en Japón y Suecia desarrollaron un papel mucho más resistente, utilizando fibras de celulosa mucho menores. Este "nanopapel" tiene una resistencia a tensiones mayor que la del hierro fundido.

Marielle Henriksson del Instituto de Tecnología de Estocolmo, Suecia y sus colegas, usaron encimas y una técnica de golpes "gentiles" para producir fibras con un ancho del orden de decenas de nanómetro (mil millonésima parte de un metro) es decir casi mil veces menor que las fibras comunes. Las nanofibras fueron luego mezcladas con agua y filtradas a vacío para formar el papel. Los investigadores informan que el papel es más bien poroso, pero con una gran resistencia a rasgaduras; ellos sugieren que esa propiedad es debida a la gran cohesión que existe entre las fibras y su fortaleza individual. Según los investigadores, si en algún momento este papel fuera desarrollado comercialmente, tendría grandes aplicaciones en la construcción, como material de refuerzo, por ejemplo.

Más Información | New York Times (en Inglés)

En una publicación en la revista Nature-Materials los investigadores explican el concepto de las “nanoválvulas moleculares.” Usando una estructura cristalina ordenada, desarrollaron una única estructura sólida que es capaz de convertirse de una serie de canales abiertos en una colección de cámaras de aire cerradas. La transición ocurre rápidamente y es controlada simplemente calentando el material para cerrar las nanoválvulas. Luego se le agrega agua a la sustancia para abrirlas nuevamente y liberar el gas atrapado.

“El proceso es altamente controlable porque no estamos rompiendo ninguna unión química fuerte, el material es completamente reciclable y puede ser utilizado indefinidamente.” dijo Shimizu. El equipo tiene planes de continuar desarrollando el concepto de las nanoválvulas usando materiales más ligeros para crearlas, como sodio o litio, para poder capturar gases más livianos como el hidrógeno o el helio.

“Estos materiales ayudarían a avanzar en la construcción de celdas de combustible de hidrógeno y la creación de filtros para atrapar y almacenar gases como el CO2 de operaciones industriales”, dijo Cramb, otro de los investigadores. De esta forma se evitaría la liberación a la atmósfera de gases potencialmente dañinos, almacenándolos y posteriormente tratándolos en plantas desarrolladas para tal fin.

Más Información | Science Daily
Más Información | University of Calgary

Takuo Toda, líder de la Japan Origami Plane Association le propuso en 1999 al profesor de la Universidad de Tokio Shinji Suzuki que llevara un avión de papel al espacio. El profesor parece que se tomó en serio la propuesta, en la que actualmente están trabajando varios ingenieros aeronáuticos. La finalidad principal del experimento es evaluar la viabilidad de este tipo de aeronaves y estudiar nuevos materiales.

La fecha de partida del avioncito, previamente tratado químicamente para evitar que se incendie está programada para Noviembre, y el lanzamiento será desde la ISS (Estación Espacial Internacional, por sus siglas en inglés.) La velocidad del avión será de aproximadamente 24.000 kilómetros por hora, la misma que la de la Estación, sólo que la órbita será ligeramente diferente e irá cayendo. En el caso de que sobreviva a la caída, y no llegue al océano, los científicos incluyeron un mensaje: “Por favor regrésenme a casa a la Japan Origami Plane Association”.

Este se suma a una larga lista de experimentos inútiles llevados a cabo en el espacio.

Más Información | Corriere della Sera (Italiano)
Más Información | Daily Mail

El índice de reflectividad del material es del 0,045 por ciento, es decir por lo menos tres veces más absorbente que la aleación de níquel y fósforo, que hasta ahora ostentaba el récord. Para tener un parámetro de referencia, la pintura negra tiene típicamente un índice de reflexión del 5 por ciento.

Los investigadores están esperando la designación del material como el más oscuro por los records Guinness, pero no descartan que también sea un material utilizable en la conversión de energía solar, ya que básicamente absorbe toda la luz que recibe. Los investigadores sostienen que podría ser utilizable, también, en la detección de infrarrojos o en la observación astronómica.

El material, al estar hecho por pequeños tubos (el diámetro es 400 veces inferior que el del cabello humano) atrapa la luz en sus cavidades; además la superficie se hizo de forma irregular para evitar cualquier reflexión. El profesor Shawn-Yu Lin, quien colaboró en el desarrollo dijo que lo sorprendente no es sólo la baja reflexión sino la alta absorción.

Hasta ahora el compuesto fue probado sólo con luz visible, por lo que el siguiente paso será testearlo en otras longitudes de onda. Si las propiedades se mantienen, es evidente una posible utilización militar como material para “esconder” objetos de radares.

Más Información | Reuters

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En teoría sería posible determinar la duración de varios materiales (los cristales excluidos) como también de datos memorizados, por ejemplo CD's, DVD's u otros tipos de memorias. También sería posible estudiar la duración de un alimento congelado o de un dispositivo artificial para trasplantes. Una vez realizado el estudio se podría cambiar la estructura molecular para ajustar la duración a un tiempo deseado.

Dino Leporini, uno de los investigadores explica: "El descubrimiento de una conexión entre la amplitud de las vibraciones atómicas y la capacidad de un sólido de amorfo de modificar su propia estructura como un líquido o la pérdida de estabilidad dimensional tendrá consecuencias en el desarrollo de los nuevos materiales o en la mejora de los ya existentes."

Actualmente para estimar la duración de un objeto se los somete a un "envejecimiento acelerado" por ejemplo aumentando la temperatura, la presión o algún otro parámetro. Luego, extrapolando los datos utilizando un modelo más o menos objetable, se puede proyectar cuánto tiempo un material mantendrá sus propiedades; de esta forma los fabricantes de CD's y DVD's sostienen que el tiempo de vida medio será de 100 años. El nuevo método de las vibraciones atómicas permitiría una estimación mucho más precisa del tiempo de vida.

Via | Corriere della Sera (Italiano)
Más Información | Nature Physics (Se necesita suscripción)

Los investigadores explican que las posibilidades de este nuevo material son muchas, desde aplicaciones biomédicas, estructuras auto-sellantes o etiquetas inteligentes. Por ejemplo, cuando una herida está cicatrizando, es importante la presión que se aplica en la sutura, y por esto es importante tener un material que reaccione a la temperatura corporal y ajuste la presión que ejerce en función de ella, como permitiría el nuevo material.

Los investigadores están estudiando cómo diferentes tinturas se difunden en el material. Se supone que dependerá tanto de la temperatura como del tiempo, por lo que sería posible fabricar etiquetas inteligentes; es decir, etiquetas que cambien de color superada una determinada temperatura o pasado un dado tiempo, haciendo fácilmente identificables los productos que hubieran expirado o en los que no se hubiera conservado la cadena de frío.

Anthamatten, uno de los investigadores principales, está sorprendido por lo fácil que es fabricar el material: “Es ridículamente simple, y estamos fascinados por cómo pequeñas modificaciones llevan a cambios mayores en cómo se comporta el material.”

Más Información | Universidad de Rochester