ACTIVIDAD 1. RICHARD FEYNMAN

a. ¿Quién fue Richard Feynman? Escribe une breve biografía.

(Manhattan, Nueva York, 11 de mayo de 1918 - Los Ángeles, California, 15 de febrero de 1988) fue un físico estadounidense, considerado uno de los más importantes de su país en el siglo XX. Su trabajo en electrodinámica cuántica le valió el Premio Nobel de Física en 1965, compartido con Julian Schwinger y Sin-Ichiro Tomonaga.

De niño disfrutaba reparando radios, tenía talento para la ingeniería. Experimentaba y redescubría temas matemáticos. Su modo de pensar desconcertaba a veces a pensadores más convencionales.

En una ocasión, al apuntarse a un curso de fisiología celular, y teniendo que resumir y comentar un artículo sobre los impulsos nerviosos y la diferencia de potencial eléctrico en los nervios tomando como referencia los experimentos realizados en gatos, Feynman tuvo dificultades al desconocer la anatomía de estos animales. Por ello se dirigió a la bibliotecaria de la sección de biología con la intención de resolver sus dudas y le dijo literalmente "¿Tiene un mapa del gato?". Su manera de hablar era clara, aunque siempre con un marcado discurso informal.

Sus padres eran judíos, aunque no practicantes y el propio Feynman se describió abiertamente como un "ateo declarado". El joven Feynman se vio influido fuertemente por su padre (Melville Arthur Feynman), quien le animaba a hacer preguntas que retaban al razonamiento tradicional; su madre le transmitió un profundo sentido del humor, que mantuvo durante toda su vida.

La primera esposa de Feynman, Arline Greenbaum (Putzie), murió mientras él estaba trabajando en el proyecto Manhattan. Se casó una segunda vez, con Mary Louise Bell, de Neodesha, Kansas, en junio de 1952; el matrimonio fue breve y fracasado.

Feynman se casó más tarde con Gweneth Howarth, del Reino Unido, que compartía su entusiasmo por la vida. Además de su hogar en Altadena, California, tenían una casa en la playa en Baja California. Permanecieron casados el resto de sus vidas y tuvieron un hijo propio, Carl, y una hija adoptiva, Michelle.

Feynman viajó mucho, especialmente a Brasil, y cerca del final de su vida planeó visitar la oscura tierra rusa de Tuvá, un sueño que, debido a problemas burocráticos de la Guerra Fría, nunca realizó. En esa época se le descubrió un cáncer que, gracias a una extensa cirugía, le fue extirpado.

Un ejemplo de esto fue lo acontecido tras un gran incendio en la región de Altadena, cerca de donde él vivía, en 1978. Semanas después, fue el único de toda la región que se adelantó a contratar un seguro contra riadas, algo nada común en la zona. Tan sólo un año después, todos se quedaron admirados ante su capacidad

deductiva cuando tras las fuertes lluvias del año siguiente, una gran riada destruyó gran parte de las casas de su vecindario.

Pero lo que hoy quiero rescatar, es la cara más extravagante de Feynman, la que muestra en su libro Surely You’re Joking, Mr. Feynman! (¡Seguro que está bromeando, señor Feynman!). En él, encontramos interesantes anécdotas sobre su carrera como científico y sobre su vida personal, siendo muchas de ellas perfectas muestras de la personalidad fascinante del físico en su día a día.

Una de las más sorprendentes aficiones relatadas en este libro autobiográfico, y que nunca ocultó, fue su adicción a los bares de topless. Feynman relata cómo le gustaba la atmósfera de este tipo de bares para relajarse. Allí solía pedirse un 7-Up, y disfrutar del entretenimiento visual. Una vez relajado, aprovechaba la inspiración para escribir reflexiones y ecuaciones en las servilletas del local.

Feynman tenía una gran frustración por el hecho de tener que pagar las copas de multitud de ellas sin que consiguiese terminar con ellas ninguna noche. Así que, un día hablando con un amigo suyo, le recomendó que antes de pagar las copas y la cena a cualquier mujer, pensase en ella como si se tratase de una puta cualquiera y le preguntase primero si se acostaría con él, a fin de no perder dinero en vano.

Se acercó a uno de sus bares de topless favoritos. Allí, mientras estaba mirando el espectáculo, una mujer se le acercó, presentándose con el nombre de Ann, y le preguntó si quería que le invitase a una copa, a lo que Feynman como un resorte respondió que no. La mujer se fue inmediatamente, pero no tardó en volver para ofrecerle ir a su casa a tomar algo.

De camino a casa de Ann, pararon a comprar unos bocadillos y unas bebidas. Feynman intuitivamente terminó pagando, y se percató de que la mujer ni siquiera hizo ademán de poner un sólo céntimo para colaborar. Entonces la mente de Feynman comenzó a funcionar a toda velocidad, y recordó el consejo de su amigo sobre pensar en las mujeres como putas y el hecho de preguntarles por el postre antes de comprar la comida. Sus pensamientos fueron tan rápido, que sin mediar más palabra le dijo a la mujer: ¡Eres peor que una puta!

Ann, atónita, se volvió a él y le pidió explicaciones. Feynman no dudó en decirle que no le parecía normal no haberle pagado el sándwich cuando claramente se estaba aprovechando de él y no parecía tener ninguna intención de tener relaciones sexuales con él después, y no tembló al pedirle que le pagase su parte de la cena. Ann, totalmente desconcertada, optó por terminar pagándole y marcharse a su casa, dejando a Feynman tirado.

Feynman regresó al bar de topless, y le contó a su amigo la gran hazaña que había llevado a cabo. Su amigo le respondió que había hecho lo que tenía que hacer, y que en un rato comprobaría cómo la mujer volvería a buscarlo para terminar la noche con él. Feynman se mostró escéptico, pero en cuestión de dos horas Ann aparecería de nuevo en el bar de topless para proponerle que fuera a casa con ella a terminar el día.

Esta anécdota es una de las muchas muestras de que la genialidad de Feynman va mucho más allá del campo de la física, mostrando como un tipo natural, vividor, con un gran sentido del humor y con gran pasión por el cuerpo femenino. Esto último lo explotaría al máximo a partir de los cuarenta años, cuando comenzó a dar clases de pintura y empezó a dar rienda suelta a su parte más artística, dejando como legado a su muerte una interesante colección de dibujos y pinturas.

Como curiosidad, un vídeo de Feymann explicando las reglas del ajedrez:

http://www.youtube.com/watch?v=l6DoSEqpJcU

Reid Gower, el creador de The Sagan Series, también se fascinó con las ideas de Feynman y decidió convertirlas en magia con imágenes modernas. Se trata de varios episodios cortos que hablan sobre la belleza, la curiosidad y los honores.

Belleza se deshace del mito de que los científicos son incapaces de apreciar belleza en la naturaleza. Aquí está contenido el monólogo sobre la belleza de una flor, que te compartimos en una versión animada hace poco.

http://www.youtube.com/watch?v=3z_eeiBFj3k#t=25

Honores se deshace de la pretensión de conocimiento que nos dan los honores, los premios y los elogios en general. Los sustituye por algo de mucha más sustancia: el placer de descubrir las cosas.

http://www.youtube.com/watch?v=QIoUfUU2EFI&list=UU4KohaP6iwErptEIMkYBPnQ#t=29

Curiosidad es un monumento a la hazaña del ser humano de organizar los fenómenos y los hechos que ocurren en un mundo extraño y caótico en una serie de teorías complejas y elaboradas pero al mismo tiempo sencillas y bellas. El paso de lo específico a la teoría general viene por medio de las relaciones que sólo encuentra aquél que cultiva la curiosidad.

http://www.youtube.com/watch?v=wjqX7tni308&list=UU4KohaP6iwErptEIMkYBPnQ

b. ¿A qué se dedicó profesionalmente? ¿En qué disciplinas de trabajo tuvo éxito?

En 1945 se desplazó a la universidad de Cornell como profesor de física teórica.

Colaboró en el Proyecto Manhattan en un laboratorio secreto en Los Álamos, saltándose la disciplina militar con una serie de actuaciones que ponían en evidencia la seguridad del lugar donde EEUU desarrollaba la bomba atómica.

Posteriormente fue invitado como profesor visitante por la universidad de Río de Janeiro (Brasil). Allí compaginó durante un tiempo sus clases de física con la preparación para participar en el Carnaval de Río.

Seguidamente fue profesor de física teórica en el Californian Institute of Technology, centrando sus investigaciones en la electrodinámica cuántica, disciplina en la que desarrolló la teoría del campo cuántico. Inventó una representación sencilla y ampliamente usada, los llamados diagramas de Feynman.

c. Cita alguna frase célebre suya

ACTIVIDAD 2. NANOTECNOLOGÍA

a. ¿Qué es la nanotecnología?

Desde diversos puntos de vista la nanotecnología es un conjunto de técnicas usadas para manipular la materia en la escala de átomos y moléculas, es la ola tecnológica más alta, amplia y poderosa que nunca el mundo antes había visto.

Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica, “nano” es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades  que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9,  que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 Nanómetros aprox.

b. ¿Para qué usan los científicos la nanotecnología?

Los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc.

c. ¿Qué sucede con las propiedades de la materia a la escala “nano”? ¿Podrías mencionar al menos dos ejemplos?

"Nano" es una medida. Un "nanómetro" (nm) mide una mil millonésima parte de un metro. Los ojos más jóvenes y sanos no pueden ver cosas más pequeñas que un milímetro, y un nanómetro es un millón de veces más pequeño que eso. Incluso la mayoría de los microscopios no pueden ver cosas en nano escala. Se necesitan 10 átomos de hidrógeno alineados uno junto al otro para igualar el largo de un nanómetro.

· Una molécula de ADN mide aproximadamente 2.5 nanómetros de ancho.

· Un glóbulo rojo es gigantesco en comparación: 2 mil veces más grande que el ADN, 5 mil nanómetros de diámetro.

d. ¿Quién es el padre de la nanotecnología según la consideración de la comunidad científica?

Richard Feynman

e. ¿Qué campos de aplicación pueden estar involucrados con la nanotecnología?

Una de ellas es su uso como catalizador para producir nanofibras de plata, que a su vez son las que se han utilizado para producir adhesivos conductores en colaboración con la empresa Gairesa.

Otra de las líneas de investigación está centrada en la química verde y la posibilidad de su uso en la oxidación.

Al mismo tiempo, trabajan en la fotocatálisis y el aprovechamiento de la energía solar de manera mucho más eficiente que hasta el momento.

Otro proyecto financiado por la eurorregión es el uso de los clústeres como antibiótico.

ACTIVIDAD 3. NANOTECNOLOGÍA EN ESPAÑA

a. ¿Se hace nanociencia en España?

En España cabe hablar más bien de Nanociencia, desarrollada a partir de algunos centros de investigación. Son las universidades y el CSIC (Instituto Superior de Investigaciones Científicas) las que impulsan proyectos y líneas de estudio con investigaciones diversas. Algunos de estos son: el Institut de Biología Molecular de Barcelona; el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM); el Instituto Universitario de Investigación en Nanociencia de Aragón (INA) y el Laboratorio de Física de Sistemas Pequeños y Nanotecnología Consejo Superior de Investigaciones Científicas. (CSIC)

b. ¿Qué líneas de investigación se llevan a cabo?

La automatización, robótica, microtecnología, etc. son términos comunes. Unas pocas decenas de empresas españolas están al tanto de las implicaciones de la Nanotecnología a corto o medio plazo.Nanociencia, financiada modestamente por el Ministerio de Ciencia y Tecnología. La red Nanociencia reúne a jóvenes investigadores y tiene un enfoque de ciencia básica. Dicha red, con 110 miembros en la actualidad, celebración de la serie de conferencias internacionales “Trends in Nanotechnology” durante los años 2000, 2001, 2002 y 2003, que se han convertido en uno de los puntos de encuentro más

importantes a nivel mundial donde se observa la rápida evolución de la Nanotecnología.Además, nos gustaría mencionar que ya existen otros esfuerzos institucionales, como la creación de sendos institutos de Nanotecnología y de Nanobiotecnología (Parque Científico de Cataluña) en Cataluña, un Centro de Nanotecnología de Aragón con sede en Zaragoza, y la creación del Instituto de Nanotecnología y Diseño Molecular (dentro del Parque Científico de Madrid). A pesar de la escasa aportación desde el Estado, está claro que existe una dinámica en la dirección de incluir a los diversos estamentos que hacen posible la I+D en España en el tren de la Nanotecnología.

c. ¿Es solamente cosa de físicos?

A perspectiva industrial, existe un gran desconocimiento de las implicaciones que a medio plazo van a tener los desarrollos tecnológicos y puede que la situación de dependencia tecnológica también se reproduzca en este campo en el futuro, como ha ocurrido otras veces en diferentes materias. Lo que es claro es que el tránsito del saber básico hacia la aplicación industrial es a medio plazo y que desde ahora hay que ir sentando las bases de ese tránsito. También llegará el momento en que sea necesario que el personal que trabaje en la industria conozca técnicas derivadas de la Nanociencia.Esto explica que no todos los trabajadores en este campo son científicos, y al trabajar en aplicaciones biológicas y demás, trabajan otro tipo de especialistas.

d. ¿Se trabaja individualmente?

Es un trabajo colectivo ya que se realiza en institutos, empresas, laboratorios o fábricas.

ACTIVIDAD 4. MICROSCOPIO DE EFECTO TÚNEL (STM)

a. ¿Para qué sirve un microscopio de efecto túnel? ¿En qué condiciones trabaja?

Un microscopio de efecto túnel (STM por sus siglas en inglés) es un instrumento para tomar imágenes de superficies a nivel atómico. Para un STM, se considera que una buena resolución es 0.1 nm de resolución lateral y 0.01 nm de resolución de profundidad. Con esta resolución, los átomos individuales dentro de los materiales son rutinariamente visualizados y manipulados

El STM puede ser usado no solo en ultra alto vacío, sino que también en aire, agua, y varios otros líquidos o gases del ambiente, y a temperaturas que abarcan un rango desde casi cero Kelvin hasta unos pocos cientos de grados Celsius.4

b. Busca aplicaciones de este microscopio e inserta dos imágenes del microscopio de efecto túnel.

Nos sirve para tratar las muestras y las puntas de medida con el fin de eliminar las impurezas e irregularidades. También es usada para intercambiar los elementos entre las dos cámaras de ultra alto vacío

c. ¿Quiénes son Berd Binnig y Heinrich Rohres? ¿A qué se dedicaron? ¿Cuándo ganaron el premio Nobel y por qué motivo?

 Berb Binnig (físico alemán) que recibió el Premio Nobel de Física en 1986 junto a su colega de la empresa Heinrich Rohrer (físico suizo) por inventar el microscopio de efecto túnel, que permite ver átomos individuales, obteniendo una imagen muy precisa de la superficie de un material.

ACTIVIDAD 5. EL MUNDO DEL CARBON

a. ¿Qué son los “fullerenos” y a qué o quién deben su peculiar nombre?

Es la tercera forma molecular más estable del carbono, tras el grafito y el diamante.

Los fullerenos son un ejemplo de descubrimiento por azar “serendipity”, ¿a qué científicos debemos su descubrimiento? ¿En qué año recibieron el premio Nobel de Química?  Harold Kroto, de la Universidad de Sussex, James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl y Richard Smalley, de la Universidad de Rice, descubrieron el C60

 A Kroto, Curl y a Smalley se les concedió el premio Nobel de Química en 1996, por su colaboración en el descubrimiento de esta clase de compuestos.

b. ¿Tienen aplicación?

En el campo de la nanomedicina, el fullereno C60 se ha estudiado su potencial uso medicinal como fijador de antibióticos específicos en su estructura para atacar bacterias resistentes y ciertas células cancerígenas, tales como el melanoma.

c. Pero no todo es tan bonito, ¿encuentras algún problema en su utilización?

Los fullerenos no son muy reactivos debido a la estabilidad de los enlaces tipo grafito, y son también muy poco solubles en la mayoría de disolventes

d. ¿Qué son los nanotubos de carbono? ¿Servirán para algo?

Los nanotubos son estructuras tubulares cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono.

Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el grafito o los fullerenos.

El primer material conocido por la humanidad capaz, en teoría, de sustentar indefinidamente su propio peso suspendido sobre nuestro planeta. Teóricamente permitiría construir un ascensor espacial, debido a que para ello se necesita un material con una fuerza tensil de 100 GPa y se calcula que los nanotubos de carbono tienen una fuerza tensil de 200 GPa.

e. Grafeno, ¿material de futuro? Redacta una breve explicación sobre este material: ¿Qué es y de qué está hecho? ¿Cómo es su estructura? Aplicaciones futuras. ¿Qué país lidera la producción de grafeno?

https://www.youtube.com/watch?v=FNJRXYc3xSQ