Búsqueda · 25 momentos en 10 episodios
Silvana TapiaFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetexperimentos con agua temperatura ambientefrancis villatoro experimentos temperatura ambienteagua líquida flujo por canalAntonio OrtizFrancis VillatoroHéctor SocasHBNArmstrongSilvanaPremio NobelGainNature
Agua líquida flujo por canal
Con
0:000:301:001:302:002:303:003:37
En respuesta a una pregunta de Antonio Ortiz sobre los experimentos con agua, Francis Villatoro confirma que probablemente se realizan a temperatura ambiente, aunque no recuerda el dato exacto y Héctor Socas sugiere buscarlo.
…Ahora tenemos herramientas para eso, antes supongo que había que tener gente en el archivo ahí colocando las cosas, organizándolas, indexándolas, buscando, pero ahora ya hay herramientas para eso, ¿no? Bueno, vamos a ir con preguntas de otros temas, pero Ya para ir terminando, sobre el tema del agua, que también despertó bastante interés, pregunta Antonio Ortiz: ¿qué a qué temperatura se hacen los experimentos? Esto es temperatura ambiente, ¿no, Francis? Sí, no lo recuerdo ahora el detalle de temperatura porque no la mencionan de forma explícita, pero sí, yo creo que es la temperatura ambiente. Sí, no es algo que requiera, no es como los experimentos de superconductores que necesitan estar. No, no, no, esto, lo que pasa es que yo os digo, tendría que buscarlo, tengo que buscar el dato de si mencionan la temperatura, no recuerdo ahora mismo el dato a qué temperatura lo hacían. Sí, pero vamos, que no es algo raro. Debe ser temperatura ambiente, porque el agua tiene que ser líquida, fluye por el canal, o sea que debe ser una temperatura a la que el agua está líquida. Pregunta Juan L, ¿es verdad que el agua destilada pura no transmite la electricidad? Pues yo eso no lo sé, yo pensaba que sí. En principio sí, en principio la transmite también. Lo que pasa es que se suelen, los experimentos caseros, estos que se hacen en…
Significado #1 · Palabras #5
Francis Villatoro explica cómo desarrollaron una técnica basada en un microscopio de fuerza atómica para estudiar la constante dieléctrica del agua en canales nanométricos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14 · Palabras #17microscopio fuerza atómica constante dieléctricacapacitancia imágenes microscopio fuerza atómicaagua canales nanométricos técnica desarrollada…nanómetros Entonces estudiaron cómo el agua pasa a través de esos canales y lo que les interesaba eran las propiedades eléctricas Claro, es que es el experto en temas de propiedades eléctricas, en el caso de los alevines de ranas era diamagnetismo Entonces, Desarrollamos una técnica basada en un microscopio de fuerza atómica para poder estudiar la constante dieléctrica del agua en esos canales. Acordémonos que básicamente la constante dieléctrica está relacionada con la capacidad, con la capacitancia. Entonces yo puedo, a partir de imágenes de la capacitancia, y la capacitancia la puedo obtener poniendo la punta del microscopio de fuerza atómica encima del canal por el que pasa agua. Entonces, claro, tú dices, parece una trivialidad hacer un canal de tan poca altura, pero es complicado, técnicamente es complicado, requiere un enorme manejo de materiales tipo grafeno En este caso utilizan una base de grafito, encima ponen un material similar al grafeno que también…
Francis Villatoro describe una técnica para explorar las propiedades dieléctricas del agua en canales nanométricos, utilizando un microscopio de fuerza atómica y fotolitografía.
Habla: Francis VillatoroPalabras #2nituro bolo hexagonal capa superiormicroscopio fuerza atómica capacitanciapropiedades dieléctricas agua canales nanométricosrastering pantallita televisión flujo…hexágonos, y la constante de reque es un poquito mayor, pero más o menos casan bien, el nitruro de bolo hexagonal, el HBN, casa bien con el grafeno. Aquí han puesto el grafito, encima ponen una capa de bastante grosor, o sea, son una multicapa de nituro de Bolo hexagonal. Después, con técnicas de fotolitografía, ponen los canales con silicio y después lo tapan de nuevo con nituro de bolo hexagonal. Entonces, con la punta del microscopio de fuerza atómica van por encima de la capa superior del nituro de bolo hexagonal y lo sorprendente es que las propiedades dieléctricas del agua o de lo que haya más allá de esa capa se pueden explorar midiendo la capacitancia en la punta del microscopio de fuerza atómica. Entonces, viendo las variaciones de la capacitancia a lo largo del canal, yo muevo el microscopio de fuerza atómica y hago que haga un zigzag como una pantallita de televisión, un rastering; voy escaneando línea a línea transversalmente el flujo y se va moviendo el agua y voy viendo una imagen a partir de la cual yo puedo deducir la constante dieléctrica. Entonces, lo que hicieron en 2018, lo publicaron en Science, y fue una gran noticia: era la constante dieléctrica transversal, transversal al canal, ¿vale? Bajando de unos 60 nanómetros hasta aproximadamente un nanómetro, midieron la constante dieléctrica…
Francis Villatoro explica la estructura compleja del agua debido a sus moléculas dipolares y los puentes de hidrógeno que forman, lo que afecta su densidad en estado líquido e hielo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17 · Palabras #3moléculas dipolares aguapuentes hidrógeno entre moléculasdensidad agua mayor densidad hieloestructura cristalina separación moléculasenlaces hidrógeno moléculas aguananocanales altura nanómetromodelo tres fluidos aguaconstante dieléctrica aguamodelo tres fluidos nanocanalesconstante dieléctrica capa superioragua normal entre capasmodelo tres fluidos nanocanalconstante dieléctrica altura nanómetrocapacitancia punta circuito eléctricoobservaciones capacitancia año 2018microscopio fuerza atómica longitudinallínea fósforo antiguo televisoragua en nanocanales dirección longitudinalfrecuencias desde hercios a gigaherciosimagen comportamiento agua nanocanalestelevisores antiguos comparativa canales…ajustaba bastante bien a los modelos teóricos. Los modelos teóricos son relativamente sencillos; nos dicen que el agua, bueno recordemos que el agua es una de las sustancias más maravillosas y más incomprendidas y más relevantes para la vida en el universo. El agua tiene una estructura muy compleja porque las moléculas de agua son dipolares y aparecen enlaces, puentes de hidrógeno entre ellas; por eso la densidad del agua es mayor que la densidad del hielo, aunque el hielo sea el cristal, porque cuando se ponen en su estructura cristalina las moléculas de agua se separan más de lo que le unen entre sí los enlaces de hidrógeno. Entonces, lo que se observa cuando tú pones un canal muy pequeño es que llega un momento en que muy pocos enlaces de hidrógeno se pueden formar porque no hay tamaño. Cuando tú estás trabajando con un canal que tiene una altura de un nanómetro, pues te caben dos moléculas de agua y casi no te caben una encima de otra. O sea, es muy difícil montar muchos enlaces de hidrógeno en vertical. Entonces, cuando tú buscas el modelo del agua moviéndose por un nanocanal, básicamente es un modelo de tres fluidos. Yo tengo agua normal, agua cuyo constante dieléctrica es La del agua en un vaso de agua, en un volumen arbitrario, y después dos pequeñas capitas, una capita muy delgadita, en la que el índice, la constante dieléctrica es diferente, arriba y abajo. Es decir, tengo tres fluidos. Tengo un fluido de capa límite muy cercano a la superficie de arriba, otra abajo y el agua normal en medio. Y cuando tú vas reduciendo la altura y llegas hasta aproximadamente un nanómetro, hay un pequeño incremento del orden de magnitud; es grande, ¿no? 10, 20 veces en la constante eléctrica, pero lo puedes entender utilizando este modelo de tres fluidos. Y con un pequeño modelo, además un modelo de circuito eléctrico equivalente, fácilmente te explica lo que ves en la capacitancia de la punta. Y eso es lo que observaron en 2018; y bueno, fue una cosa que fue noticia en muchos medios, etc. Pero quedaba la duda de si ese comportamiento ocurre también con la constante de eléctrica longitudinal, no la transversal, no la perpendicular al canal; el canal es muy pequeñito, sino la que ocurre en la dirección longitudinal. Lo que ocurre en la dirección longitudinal te requiere no solo mirar en una dirección y pasa el agua por debajo, sino mover también el microscopio de fuerza atómica y hacer como en los antiguos televisores, que la línea del fósforo se iba moviendo y recorría toda la pantalla, un par de veces, por cada fotograma. Pues tienes que hacer como una película, ¿no? Como una imagen de lo que está ocurriendo en todo el canal. Eso técnicamente es bastante complicado, el rango de frecuencias en el que tienes que explorar, porque tienes que aplicar frecuencias; aquí se han aplicado frecuencias desde pocos hercios hasta gigahercios en un rango realmente tremendo, ¿no? Y bueno. Entre 100, unos más bien 200 hercios hasta uno y pico gigahercios, que es una barbaridad, son mil millones de hercios respecto a 100, eso es un rango realmente tremendo, ¿no? Entonces, observando las imágenes, imágenes con el microscopio de fuerza atómica de…
Francis Villatoro describe un hallazgo reciente publicado en la revista Nature sobre la constante dieléctrica longitudinal del agua.
Habla: Francis VillatoroSignificado #20constante dieléctrica longitudinal aguapublicación revista nature octubrecambio mil constante hidroeléctricamodelo tres fluidos canal nanómetros…microscopio de fuerza atómica de la capacitancia a lo largo del canal, han logrado ver y estimar la constante dieléctrica longitudinal. Y si la constante dieléctrica transversal en 2018 no dio ninguna sorpresa, era mayor de la que, pero muy poquito mayor, de La que predecían los modelos teóricos. La constante dieléctrica longitudinal la acaban de publicar en la revista Nature; esto se ha publicado muy recientemente, el 15 de octubre, es absolutamente sorprendente porque el cambio es del orden de mil respecto a la constante hidroeléctrica del agua en un volumen. El modelo de tres fluidos explica muy bien los resultados observacionales hasta aproximadamente unos dos nanómetros de altura en el canal; pero cuando bajas de los dos nanómetros y llegas al nanómetro, el nanómetro es casi el límite en el que Ya por debajo de eso, ya no pueden fabricar dispositivos; resulta que hay un tremendo salto en la constante de eléctrica longitudinal y sube en un factor de 100, de 200, de 300, incluso en algunos de los dispositivos hasta mil veces mayor. Y eso ya no tiene…
Francis Villatoro explica las limitaciones de los modelos teóricos sobre el comportamiento del agua en nanocanales, señalando que a una altura de un nanómetro ya no se observa agua en estado normal.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4agua nanocanales altura nanometromodelo tres fluidos francis villatorocapa limite agua normal…fabricar dispositivos; resulta que hay un tremendo salto en la constante de eléctrica longitudinal y sube en un factor de 100, de 200, de 300, incluso en algunos de los dispositivos hasta mil veces mayor. Y eso ya no tiene explicación fácil en los modelos. En los modelos teóricos tú puedes decir, claro, el modelo de tres fluidos; lo que pasa es que a solo un nanómetro tú ya no tienes el agua en estado normal, sino que solo tienes la capa límite de arriba, el agua de arriba y la capa límite de abajo. Pero por alguna razón, tener solo dos capitas no explica, explicaría un incremento, lo que se observó a nivel transversal, de un orden de magnitud Pero un incremento en la constante eléctrica de tres órdenes de magnitud requiere que ahí esté pasando algo…
Francis Villatoro describe cómo las propiedades dieléctricas del agua varían significativamente a nivel nanométrico, comportándose como un material anisótropo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10agua anisótropa nanocanales longitudinalcoeficiente dieléctrico agua nanoscalamateriales índice constante dieléctrica francis villatoro…frecuencias de gigahertz, etc., se observa menos, pero, y tenemos más errores en la señal, pero en la escala intermedia del orden de los kilocientos de grahercios y megahercios se observa perfectamente una transición absolutamente inesperada y sorprendente. Nadie esperaba que las propiedades dieléctricas del agua variaran tanto en la nanoscala en la dirección longitudinal. Es decir, el agua en esos nanocanales se comporta como un material anisótropo respecto al coeficiente dieléctrico; en la dirección transversal cambia un poco, crece el coeficiente, pero en la dirección longitudinal se convierte en el segundo material conocido con mayor índice constante dieléctrica. Esto es algo absolutamente fascinante; es decir, Está comparándose a materiales que son extremadamente exóticos y lo curioso y maravilloso de este tipo de trabajos de Gaim en los que, junto con jarras de cerveza, se le ocurren estas barbaridades es que ahora mismo no tenemos una buena explicación teórica y…
Francis Villatoro compara el comportamiento del agua en nanocanales con el de materiales termoiónicos, destacando la escasez de estos últimos para aplicaciones deseadas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7agua nanocanales comportamiento termoiónicomateriales termoiónicos aplicaciones deseadasescasez materiales termoiónicosagua en nanocanales fascinanteaplicaciones potenciales termoiónicas aguapremio nobel cinta adhesiva escritorio…y eso hace que se pueda reorientar y eso es lo que medimos como constante de eléctrica. Entonces, por alguna razón, se pierden la posibilidad de formar puentes de hidrógeno y eso da libertad a la molécula para reorientarse y generar este efecto tan alto. ¿Qué es similar a los de los materiales termoiónicos, que son materiales que hoy en día tienen muchísimas propiedades? Y por desgracia, se conocen muy poquitos materiales termoiónicos para las aplicaciones que nos gustaría que tuvieran; y resulta que el agua en un anacanal es un material que se comporta como los termoiónicos. Es decir, realmente es un resultado fascinante y que, como tenga un gran número de aplicaciones, que puede que las tenga o puede que no, porque puede que a nivel tecnológico introducir agua, porque aquí claro, aquí se mete un canal de agua, hay una abertura por la que va entrando el agua y otra por la que va saliendo. No se sabe si se podrán desarrollar todos los dispositivos que ahora se han planteado a nivel termoiónico, pero que si se logra, esto puede ser realmente un segundo premio Nobel notable; el tipo se ganó un premio Nobel con cinta adhesiva de escritorio. Silvana está mirando para un lado y para otro. Yo creo que ya se tiene que ir. No, no, me puedo quedar unos minutillos más, Francis; esto quiere decir. ¿Que el descubrimiento, si todo sale bien, puede utilizarse entonces esos nanocanales de agua como conductor de electricidad? En principio no, en principio no como tal, o sea, para conducción de electricidad, la electricidad, el agua conduce electricidad,…
Francis Villatoro explica que en los experimentos con nanocanales, el agua se mueve constantemente y requiere pequeñas cantidades de agua para mantener la fuente de inyección.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2agua ultra pura detectores neutrinosnanocanales fuente de inyecciónagua movimiento constante francis villatoroexperimentos con nanocanales francis villatoroeliminación burbuja en canal aguamicrogramos agua para experimentosfrecuencias instrumentos inyectar polarizacióncapacitancia efectiva sistema aguaancho canal moléculas agua armstrong…se ve en la imagen como una mancha, en la imagen de la variación de la capacidad de la energía. con la distancia a lo largo del canal en la dirección longitudinal, se ve como una mancha y eso le llaman ellos burbuja y entonces han desechado esos datos. Lo que pasa es que aquí, como esto es un canal, el agua se está moviendo; pues vuelves a inyectar agua, vuelves a meter un poquito de presión y como tienes un sitio que es la fuente de agua por la que estás inyectando, esto son cosas muy pequeñitas, pero bueno, están conectadas a agua y necesitas cantidades de agua absolutamente ridículas, ¿vale? Aquí con microgramos de agua ya tienes más que sobra para hacer infinidad de experimentos. Me está dando sed; mueves el agua a través del canal y eliminas la burbuja. Entonces tú primero chequeas de que no esté la burbuja, y una vez que ves que el canal tiene agua, que está limpia de burbuja, ahora es cuando haces todo. El recorrido de frecuencias con diferentes instrumentos de inyectar frecuencias para ir viendo cómo varía esa polarización de las moléculas de agua y que eso modifica la capacitancia efectiva del sistema. Quiero recordar, Francis, corrígeme si me equivoco, igual lo mencionaste, no estoy seguro, que el ancho del canal es como tres moléculas de agua. El más pequeño, el más pequeño, la molécula de agua en principio se ha llegado hasta 3 Armstrong. Pero ya digo aquí hay un problema de, o sea, medir en detalle el tamaño del canal es muy difícil. Porque es por fabricación, o sea, tú fabricas con una técnica de fabricación que por las características de la técnica de fabricación garantiza que más o menos…
Francis Villatoro explica una propuesta de Gain de 2018 para controlar las propiedades eléctricas del agua en nanocanales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12fabricación controlada nanocanales gainagua en canales reducción alturapropiedades eléctricas agua gain 2018…O sea, había muchas dudas sobre realmente cuáles eran las propiedades eléctricas del agua en esos nanocanales, entre comillas, naturales, porque la propia complejidad del material hace que la interpretación de los resultados experimentales sea muy complicada. Entonces, lo que plantea Gain en 2018 es: vamos a fabricar nosotros el canal y vamos a fabricarlo de manera controlada, vamos a fabricar mucho y vamos a descartar los que no nos gusten y vamos a ir viendo cómo va variando el comportamiento del agua conforme la altura del canal va reduciéndose y esa es la clave de lo que se hace aquí, es decir, esto prácticamente es una cosa que se tendría que haber descubierto porque ha habido experimentos equivalentes con materiales, entre comillas, naturales pero en los que no está controlado todo el detalle del canal y entonces…
En respuesta a una pregunta de Antonio Ortiz sobre los experimentos con agua, Francis Villatoro confirma que probablemente se realizan a temperatura ambiente, aunque no recuerda el dato exacto y Héctor Socas sugiere buscarlo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #5experimentos con agua temperatura ambientefrancis villatoro experimentos temperatura ambienteagua líquida flujo por canal…Ahora tenemos herramientas para eso, antes supongo que había que tener gente en el archivo ahí colocando las cosas, organizándolas, indexándolas, buscando, pero ahora ya hay herramientas para eso, ¿no? Bueno, vamos a ir con preguntas de otros temas, pero Ya para ir terminando, sobre el tema del agua, que también despertó bastante interés, pregunta Antonio Ortiz: ¿qué a qué temperatura se hacen los experimentos? Esto es temperatura ambiente, ¿no, Francis? Sí, no lo recuerdo ahora el detalle de temperatura porque no la mencionan de forma explícita, pero sí, yo creo que es la temperatura ambiente. Sí, no es algo que requiera, no es como los experimentos de superconductores que necesitan estar. No, no, no, esto, lo que pasa es que yo os digo, tendría que buscarlo, tengo que buscar el dato de si mencionan la temperatura, no recuerdo ahora mismo el dato a qué temperatura lo hacían. Sí, pero vamos, que no es algo raro. Debe ser temperatura ambiente, porque el agua tiene que ser líquida, fluye por el canal, o sea que debe ser una temperatura a la que el agua está líquida. Pregunta Juan L, ¿es verdad que el agua destilada pura no transmite la electricidad? Pues yo eso no lo sé, yo pensaba que sí. En principio sí, en principio la transmite también. Lo que pasa es que se suelen, los experimentos caseros, estos que se hacen en…