Contactos, Revista de Educación en Ciencias e Ingeniería

Editorial

Juan Morales Corona — 2025-01-08

Autoensamblaje de cápsides virales

Jason Peña — 2024-12-19

Es indudable que, a pesar de ser entidades biológicas diminutas, los virus juegan un papel primordial en la vida y el desarrollo de la historia de la humanidad. Por ello su estudio despierta un gran interés en diversas disciplinas científicas del ámbito de la biología, la biomedicina y la salud pública. Sus fascinantes y poco comunes propiedades, y los intrincados mecanismos que utilizan durante su ciclo de replicación también han atraído la atención de la física y las ciencias básicas dando lugar al emergente y prometedor campo de la virología física. Este artículo describe los esfuerzos de colaboración entre el Departamento de Física de la Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa (UAM-I) y el Departamento de Física de Materia Condensada de la Universidad de Barcelona (UB) para desentrañar, utilizando metodologías de la física estadística, uno de los pasos fundamentales en el ciclo de replicación de los virus: el ensamblaje de la cápside de proteínas que protege el material genético viral. Se proporciona una descripción general del marco teórico utilizado para modelar el Autoensamblaje de Cápsides Virales (AECV), basado en la Teoría Clásica de Nucleación (TCN), centrándose en cápsides con estructuras esféricas. Este marco incorpora factores físicos clave, como la concentración de proteínas, la temperatura y la energía de borde, que son críticos en el proceso de ensamblaje. Dentro de esta descripción, se incluye y analiza el papel de la energía de flexión, que altera el resultado del ensamblaje y podría abrir una nueva ruta para interferir con el proceso de formación de virus. Finalmente, se discute cómo las simulaciones de Dinámica Molecular (DM) pueden emplearse como una potente herramienta computacional para caracterizar las interacciones entre las proteínas de la cápside de virus específicos, como el Virus de Papiloma Humano (VPH). A través del análisis de estas simulaciones, se podría obtener información sobre los mecanismos de ensamblaje y desensamblaje de la cápside, fundamentales para una mejor comprensión de los virus y el desarrollo de novedosas estrategias antivirales.

Máquinas Térmicas Brownianas

J. I. Jiménez Aquino — 2024-12-19

En este trabajo de divulgación, se presenta un breve bosquejo histórico sobre cómo los conceptos teóricos y las leyes de la termodinámica clásica, fueron formulados para explicar el funcionamiento de las máquinas térmicas o dispositivos que transforman energía en trabajo útil. Cómo estos conceptos han podido extenderse para explicar también el funcionamiento de tales dispositivos dentro de un contexto teórico más realista. Hoy en día, dichos conceptos también son muy importantes para el desarrollo y construccion de máquinas de tamaño microscópico. Los científicos continúan con esta labor en el marco de una disciplina llamada termodinámica estocástica.

Fibras Electrohiladas aplicadas en la liberación controlada de fármacos

Ana Laura Alvarez Mejía — 2024-12-19

En este trabajo se describe la técnica de electrohilado que da origen a la formación de fibras hechas a base de ácido poliláctico que se usan para embeber en ellas dos diferentes fármacos: curcumina y cafeína. La liberación controlada de estos se estudia en base al modelo de Krosmayer-Peppas. Se muestra que para los casos que se estudiaron el coeficiente de la ecuación es menor a 0.5, indicando un mecanismo combinado entre la liberación del fármaco que sigue la ley Fick junto con otro que actúa simultáneamente.

De TMI a Fukushima

Alfonso Prieto Guerrero — 2024-12-19

Hoy en día, la exigencia de tener más energía eléctrica limpia se ha incrementado. Una de las soluciones es la energía nuclear, cuyos detractores ponen especial énfasis en materia de la seguridad de las centrales nucleares. Sin embargo, durante los últimos 50 años se han realizado importantes esfuerzos para mantener altos niveles de seguridad en los tipos de reactores que operan actualmente en la gran mayoría de las centrales nucleares, denominados Reactores de Agua en Ebullición, especialmente en el interior de sus núcleos, manteniendo niveles razonables de operación a altas potencias y sin problemas en las reacciones de fisión controladas que ocurren al interior de los mismos. Aunque existe en proceso una nueva generación de centrales nucleares con reactores denominados Generación IV, aún dista mucho la sustitución total de los Reactores de Agua en Ebullición. Por estas razones, presentamos en este trabajo, a modo de breve introducción, diferentes enfoques o métodos utilizados para establecer o implementar monitores reales de estabilidad en las centrales nucleares basadas en Reactores de Agua en Ebullición. El objetivo de este trabajo no es ser exhaustivo sino simplemente introducir ideas generales o realidades sobre el problema de la estabilidad en este tipo de reactores.

Agua purificada en la Alcaldía de Iztapalapa

Judith Cardoso Martínez — 2024-12-19

Las purificadoras de agua aparecieron a principio de la década de los 2000 y se han expandido a lo largo de todo el país, con un precio mucho menor al ofertado por las empresas transnacionales y se han arraigado de forma considerable, ya que han encontrado un nicho de oportunidad en los hogares de bajos ingresos, gracias a la nueva rama de la industria de bebidas que abrieron las transnacionales. También han contribuido de manera exitosa al reforzamiento de la creencia de la mala calidad del agua potable en México, aun cuando ellas mismas no venden, en muchos casos, agua de mejor calidad. A pesar de que en esta purificadoras se da un tratamiento al agua antes de ser embotellada para garantizar su mejor calidad, las condiciones con las que se maneja del agua no aseguran ser las mejores. Recientemente en nuestro grupo se ha realizado una evaluación de 58 purificadora de agua de la Alcaldía de Iztapalapa. Dentro de nuestra investigación hemos evaluado los parámetros que se describen en la norma oficial mexicanas (NOM-201- SSA-2915). Los principales contaminantes encontrados fueron los metales pesados, haciendo énfasis en el hierro y el manganeso, tóxicos en valores superiores a los límites máximos permitidos por la Norma. Se presentan dos propuestas de filtros para mejorar la calidad de agua potable. Adicionalmente la presencia de coliformes fecales y microplásticos sugieren una purificación más avanzada para evitar problemas de salud a los consumidores.

Orbitas Periódicas y el Caos Hamiltoniano

Paini Miguel Juárez Flores — 2024-12-19

Abordamos el método de líneas de simetría que permite encontrar órbitas periódicas en sistemas Hamiltonianos tanto integrables como no integrables. Los sistemas no integrables tienen frecuentemente soluciones caóticas. Las órbitas periódicas actúan como estructuras de referencia alrededor de las cuales se organiza la dinámica del sistema. Usualmente se entienden como antónimos la periodicidad y el caos, pero aquí veremos con un ejemplo cómo coexisten las órbitas periódicas, cuasi-periódicas y caóticas en los sistemas Hamiltonianos autónomos no lineales, lo que nos permite ilustrar la complejidad y riqueza de estos sistemas y su estructura del espacio fase.

¿Se puede calcular la órbita de la Tierra alrededor del Sol usando únicamente las mates de secundaria?

Adrián M. Escobar Ruiz — 2024-12-19

Desde que el ser humano puede ver las estrellas en el cielo ha querido comprender y describir el movimiento de estas. Actualmente podemos describir de manera matemática el movimiento de objetos celestes, además de otros objetos de la naturaleza. Sin embargo, este conocimiento parece estar restringido a solo físicos y matemáticos expertos en el tema. En este texto presentamos de manera breve y accesible algunas ideas y desarrollos que nos permiten describir el movimiento de ciertos sistemas físicos que encontramos en la naturaleza, entre ellos el movimiento de objetos celestes, usando solo las herramientas matemáticas que se enseñan regularmente en secundaria.

Implante de polipirrol sintetizado por plasma

Zamantha Flores Lozada — 2024-12-19

La locomoción es un comportamiento fundamental que permite a los animales desplazarse en distintos ambientes y direcciones. El desplazamiento es regulado por circuitos sensomotores a nivel de médula espinal, específicamente en los segmentos lumbares. Una de las lesiones que afectan estos segmentos es la separación de la médula espinal de las raíces nerviosas. Si la separación ocurre en el asta ventral de la médula espinal, se denomina avulsión de raíz ventral (ARV). Debido a la compleja fisiopatología que se desencadena después de la ARV, resulta necesario desarrollar estrategias eficientes para reparar y regenerar las fibras nerviosas avulsionadas. En los últimos años, el uso de implantes creados a partir de materiales poliméricos ha ganado relevancia en el ámbito biológico y médico. El polipirrol es uno de los polímeros más estudiados y, debido a sus propiedades semiconductoras, es un biomaterial de interés para la regeneración axonal. Esto ha llevado a proponer el uso de implantes de polipirrol como tratamiento para el daño axonal causado por la avulsión.

Polipirrol/lodo sintetizado por plasma

Ana Laura Alvarez Mejía — 2024-12-19

Las lesiones traumáticas de la médula espinal (LTME) son una enfermedad discapacitante que puede causar parálisis, insensibilidad y disfuncionalidad permanente desde el sitio de la lesión hacia la parte inferior del cuerpo. Esto se debe a una serie de eventos secundarios que pueden aumentar el daño original y detener la regeneración de las células nerviosas. Los métodos terapéuticos utilizados para preservar y restablecer la función neurológica no han tenido éxito hasta ahora, por lo que es posible que se deban integrar estrategias terapéuticas multidisciplinarias para desarrollar tratamientos funcionales. El uso de biopolímeros para fomentar el recrecimiento axonal y la conectividad neuronal, así como de terapias de rehabilitación física para mantener el buen estado de los músculos y articulaciones son estrategias experimentales para restablecer la función neurológica después de una LTME. Se sabe que el polipirrol-iodo (PPy/I) sintetizado por plasma es un material polimérico rico en aminas, lo que favorece su biocompatibilidad y su relación con el tejido nervioso central. Este estudio analiza los efectos del PPy/I en diferentes modelos de LTME. También analiza sus efectos cuando se emplea en conjunto con rehabilitación física (RF).

¿La inteligencia artificial puede contribuir a mejorar la calidad del aire?

Fidel Montoya Molina — 2024-12-19

Actualmente, existen diversas áreas donde se emplea la inteligencia artificial (IA). En este trabajo se revisan algunas de las aplicaciones más populares de la IA con el objetivo de reflexionar sobre su impacto actual en la sociedad. Posteriormente se presentan algunos acontecimientos históricos que dieron pie al surgimiento de la IA y también se muestra en general la estructura de los algoritmos que la IA emplea. Por último, se describe el empleo de algunos algoritmos que son utilizados en la calibración de sensores de bajo costo (SBC), los cuales nos permiten medir contaminantes atmosféricos con excelente precisión. Este trabajo está orientado a robustecer el sistema de monitoreo de la calidad del aire en México.

El polaritón, cuando la luz se vuelve líquida

Miguel Angel Bastarrachea Magnani — 2024-12-19

En este trabajo se explica el concepto de polaritón, una cuasipartícula cuántica que resulta del acoplamiento fuerte entre la luz y la materia y que gracias a su carácter híbrido se ha constituido no sólo cómo una herramienta para la comprensión de fenómenos fundamentales en la óptica cuántica, la materia condensada y la física atómica, también para el diseño de nuevas tecnologías cuánticas. En particular se revisa el caso de los excitones-polaritones en microcavidades semiconductoras, que en virtud de las interacciones fuertes que se pueden generar entre ellos y que derivan en efectos ópticos no lineales novedosos, su carácter fuera de equilibrio, su capacidad de formar estados cuánticos macroscópicos cómo condensados y superfluidos y su potencial para integrar nuevas cuasipartículas de luz-materia han ganado el nombre de fluidos cuánticos de luz.

El potencial de la Espectroscopía Raman en la caracterización de fibras electrohiladas compuestas

Omar Eduardo Uribe Juárez — 2024-12-19

En este trabajo se muestra la espectroscopía Raman como técnica para la caracterización de fibras electrohiladas hechas de ácido poliláctico (PLA) y ácido poliláctico/ hidroxiapatita (HA), relacionando los modos vibracionales de la PLA y la HA con los principales picos registrados en sus espectros Raman, utilizando sus picos característicos para determinar la distribución del PLA y la HA en las fibras de PLA/HA, por último, se presenta una herramienta (WebMo) para la simulación de espectros Raman de moléculas pequeñas, como el ácido láctico y el fosfato.

Cómo cachar un átomo y jugar con él

Luis Alberto Nava Rodríguez — 2024-12-19

Las trampas iónicas, como herramientas para confinar y reducir el movimiento de partículas con carga eléctrica en pequeñas regiones del espacio y aisladas de interacciones con medios circundantes, han tenido un gran impacto en el estudio de las propiedades, no solo de átomos y moléculas, también de partículas elementales como el electrón y el protón. Dando lugar a mejores y nuevas clases de experimentos y aplicaciones, que son relevantes no solo para la física, también para la química y otras disciplinas. Han sido fuente de nuevos fenómenos, que, de otra manera, tal vez no hubieran podido ser observados. En eso radica la importancia que tienen este tipo de trampas, que han dado un impulso, tanto a la ciencia básica, como al desarrollo de tecnologías aplicables a problemas de la vida común.

Los Polímeros en la medicina: lo viejo, lo no tan nuevo y… lo que vendrá

Humberto Vázquez Torres — 2024-12-19

Desde la antigüedad, las diversas culturas del mundo han usado polímeros como la seda, la celulosa y las resinas de árboles. Aunque no fueron conocidas como polímeros sino hasta 1926 cuando H. Staudinger enunció el paradigma de que “Los polímeros están formados por largas cadenas de pequeñas moléculas unidas por enlaces covalentes”. A partir de ese año se inició una intensa actividad científica para sintetizar nuevos polímeros, medir sus propiedades e identificar sus posibles aplicaciones. En Medicina se han aplicado en la formulación de comprimidos (pastillas) medicinales, cementos óseos y vehículos de fármacos para ser liberados paulatinamente en el cuerpo humano, entre muchas aplicaciones. Actualmente, se están utilizando para desarrollar estructuras para el crecimiento celular en la fabricación de tejidos que puedan reemplazar parte o la totalidad de un órgano dañado del cuerpo humano.