Bacterias que reducen el óxido de grafeno en grafeno

Dibujo20130328 microbial reduction of graphene oxide

Un método muy utilizado para fabricar grafeno a gran escala es la reducción química del óxido de grafeno obtenido a partir de polvo de grafito. En el año 2011 se propuso el uso de bacterias Shewanella [1], en cuya respiración se transfieren electrones desde el interior de la célula hasta aceptores externos; en este proceso se utilizan las proteínas de membrana Mtr y Omc (en concreto, MtrA, MtrB, MtrC, MtrD, MtrE, MtrF, y OmcA). También se ha propuesto el uso de las bacterias Escherichia coli [2] y Pseudomonas aeruginosa [3], aunque no se conoce aún su mecanismo bioquímico responsable del proceso de reducción del óxido de grafeno en M-rGO (microbially reduced graphene oxide). Los autores de estos artículos consideran la gran ventaja de su propuesta en la “limpieza” medioambiental asociada al uso de bacterias en lugar de productos químicos “contaminantes” (obviamente, no sé si esta ventaja es suficiente para compensar todos los problemas asociados). Esta breve entrada está dedicada a J. J. Gallego @Raven_neo.

Dibujo20130328 survival pmef cells induced by m-rgo - micrographs

Referencias

[1] Gongming Wang et al., “Microbial Reduction of Graphene Oxide by Shewanella,” Nano Res. 4: 563–570, 2011 [copia pdf gratis].

[2] Sangiliyandi Gurunathan et al., “Microbial reduction of graphene oxide by Escherichia coli: A green chemistry approach,” Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 102: 772–777, 1 Feb 2013.

[3] Sangiliyandi Gurunathan et al., “Biocompatibility of microbially reduced graphene oxide in primary mouse embryonic fibroblast cells,” Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 105: 58–66, 1 May 2013.

¿Corrompe el factor de impacto a los jóvenes científicos?

Dibujo20130328 high impact paper vs low impact paper - cartoon

Hoy en día, un joven científico es evaluado en función del factor impacto de las revistas en las que publica y del número de citas de sus propios artículos. La calidad de su producción científica no se mide de ninguna otra forma. Por ello, muchos jóvenes científicos toman decisiones clave en su carrera académica en función del factor de impacto; decisiones tan importantes como en qué tema trabajar, en qué revista publicar y qué puestos académicos solicitar. La dependencia excesiva en el factor de impacto es perniciosa para los jóvenes, que son corrompidos por algo ajeno a la producción científica de calidad. Nos lo contaron Eve Marder, Helmut Kettenmann, Sten Grillner, “Impacting our young,” PNAS 107: 21233, Dec. 14, 2010.

Todo el mundo sabe, pero muchos olvidan, que el factor de impacto se inventó para ayudar a los bibliotecarios a decidir a qué revistas suscribirse. El factor de impacto da una idea aproximada de la influencia que tiene una revista científica en su campo. Utilizarlo para evaluar un individuo, un departamento, o incluso una institución es un abuso (como está demostrado en múltiples estudios). Como pasa con muchos asuntos pseudocientíficos, todo el mundo recuerda cuando funciona bien, pero se olvida muy fácil cuando falla de forma garrafal (y lo hace más a menudo de lo que a muchos les gustaría). Usarlo para evaluar a los científicos (jóvenes) no tiene ningún sentido, más allá del ahorro en costes (pues la evaluación la puede hacer una máquina en lugar de un par). 

La actividad científica se entronca en la creación y la difusión de nuevos conocimientos. La revisión por pares debe cuestionar si un trabajo se ha realizado con rigor, aplicando los controles apropiados y un análisis estadístico correcto, si los datos y el texto son claros y suficientes para la replicación de los resultados, y si los argumentos expuestos tienen sentido lógico. Más aún, los revisores también ponen hincapié en la importancia potencial y en la novedad de la contribución. Como es de esperar, estos factores son los más relevantes para la aceptación del artículo en las revistas de alto factor de impacto. Pero la novedad es una navaja de doble filo, pues a veces se opone a la importancia; un resultado inesperado suele tener consecuencias difíciles de predecir. Muchas veces es un error premiar a los investigadores jóvenes en función de las novedades que se cruzan (por casualidad) en su carrera científica. Más aún, puede ser un grave error penalizar a los que tienen un proyecto robusto, de mayor importancia y de mayor impacto global, pero carente de novedades a corto plazo. La ciencia de calidad no debería basarse en “burros que han tocado la flauta.”

La hipocresía inherente a la elección del factor de impacto como única herramienta para medir la calidad científica socava los ideales que subyacen al avance científico. Muchos jóvenes brillantes y creativos se desilusionan y abandonan su carrera científica al ver que otros jóvenes, por pura suerte, copan los pocos puestos académicos disponibles. Hacer demasiado énfasis en las publicaciones en revistas de alto factor de impacto puede ser una receta desastrosa para el futuro de muchos jóvenes.

¿Existe alguna solución? Lo ideal sería reemplazar el factor de impacto como único indicador de excelencia y utilizar la evaluación por pares siempre que sea posible. Más aún, a ser posible, que dicha evaluación incluya científicos de prestigio internacional. Se requiere más tiempo y más esfuerzo, pero todos los científicos (senior) en activo deberían estar dispuestos a participar en estas evaluaciones porque esta es la única manera de liberar a los jóvenes científicos de la tiranía del factor de impacto.

El coste real de las publicaciones científicas, ese gran desconocido

Dibujo20130328 open access - news dog

Se estima que la industria de las publicaciones científicas generó 9400 millones de dólares de beneficios en 2011, gracias a la publicación de 1,8 millones de artículos escritos en inglés. Por tanto, el beneficio medio por cada artículo alcanza los 5000 dólares. A esta cantidad hay que restar el coste de su gestión. ¿Cuánto dinero crees que le cuesta a una editorial publicar un artículo revisado por pares? En Nature son muy optimistas y afirman que los márgenes de beneficio son inferiores al 30%, con lo que estiman que el coste medio de producción de un artículo supera los 3500 dólares. La verdad, a mí me parece una cantidad muy grande. Los autores y revisores trabajamos gratis. El negocio de la industria de publicaciones científicas es todo un negocio. Un gran negocio. Cuando no se publican de forma abierta los costes y beneficios de un negocio de casi diez mil millones de dólares, algunos pensamos mal  (se nota que no he estudiado Ciencias Económicas). Nos lo cuenta Richard Van Noorden, “Open access: The true cost of science publishing. Cheap open-access journals raise questions about the value publishers add for their money,” Nature 495: 426-429, 28 Mar 2013.

La mayoría de las editoriales de revistas científicas de acceso abierto (open access) cobra a los autores un precio inferior al ingreso promedio de la industria. Se estima que el coste promedio de un artículo de acceso abierto en el año 2011 fue de 660 dólares (compara este número con los 5000 dólares de beneficio de la industria). Se estima que el coste promedio por artículo para la editorial de acceso abierto es de 300 dólares, con lo que se obtienen 360 dólares de beneficio (los márgenes superan el 50%, todo un negocio redondo).

Por supuesto, las cifras exactas son difíciles de conseguir. Los datos ofrecidos por las grandes editoriales son difíciles de analizar (pues hay que separar la parte correspondiente a publicaciones en revistas científicas, algo que no siempre es fácil). Se estima que Wiley tiene márgenes de beneficios del 40% y que Elsevier se queda en un 37%. Editoriales de acceso abierto como Hindawi afirman alcanzar un 50% de beneficios. El grupo Nature (NPG) se ha negado a publicar sus márgenes, incluso en un artículo en su propia revista. Un estudio del Cambridge Economic Policy Associates, afirma que las editoriales sin ánimo de lucro tienen márgenes del 20%, las universitarias del 25% y las comerciales del 35%. En mi opinión, pero repito que no soy experto, los costes de publicación de artículos científicos son mucho más bajos de lo que las grandes editoriales nos quieren hacer pensar.

La revista más grande del mundo, PLoS ONE, que cobra a los autores 1350 dólares por artículo, acepta el 70% de los artículos que recibe. Muchos congresos han sido criticados por su alta tasa de aceptación. Las revistas prestigiosas suelen tener índices de aceptación mucho más reducidos. Physical Review Letters publica menos del 35% de los artículos que recibe (si los autores quieren que su artículo sea de acceso abierto deben pagar 2700 dólares). Nature y Science publican menos del 8% de los artículos que reciben. ¿Está relacionado el prestigio con la tasa de aceptación? ¿Debe costar más un artículo de acceso abierto en una revista más prestigiosa? La realidad es que es así, las revistas más prestigiosas suelen cobrar más.

Recomiendo leer la entrevista a Jason Priem, investigador postdoctoral en el Centro Nacional para Síntesis Evolutiva (NESCent), en Eva Rodríguez, “El acceso abierto es solo el primer paso hacia un cambio más profundo en la publicación académica,” SINC, 27 Mar 2013. “La publicación en acceso abierto es mucho mejor para el científico, ya que no renuncia a su derecho con varias editoriales y conserva la capacidad de gestionar su propiedad intelectual. ¿Por qué no se estandariza en todos los países este sistema de publicación de acceso abierto a las investigaciones financiadas con fondos públicos? Los contribuyentes subsidian muchas cosas con pagos adicionales para poder usarlas, como por ejemplo el transporte público. En el mundo web, la obligación de publicar en acceso abierto favorece los modelos de negocio accesibles frente a los modelos cerrados.”

Varias noticias de ciencia que te pueden interesar

Dibujo20130328 The lightest solid ever developed - graphene aerogel placed on a cherry flower

El material sólido más ligero del mundo es un aerogel de grafeno con una densidad de 0,16 miligramos por centímetro cúbico (sólo el doble de la densidad del hidrógeno) y menos denso que el helio. Este material esponjoso se fabrica por liofilización (congelación y posterior deshidratación por sublimación en una cámara de vacío) a partir de óxido de grafeno y carbono. El grafeno y sus derivadas son un gran pozo de sorpresas. Nos lo han contado Damien Gayle, “Scientists develop lightest solid material ever which can balance on top of a flower,” Daily Mail, 20 Mar 2013, Michael Rundle, “Graphene Aerogel Is The World’s New Lightest Material,” Huffington Post UK, 26 Mar 2013, y “Solid carbon, springy and light,” Nature 494: 404, 28 Feb 2013.

Dibujo20130328 The lightest solid ever developed - chao gao

Los interesados en los detalles técnicos de su fabricación y caracterización pueden consultar Haiyan Sun, Zhen Xu, Chao Gao, “Multifunctional, Ultra-Flyweight, Synergistically Assembled Carbon Aerogels,” Advanced Materials, AOP 18 Feb 2013, y Han Hu, Zongbin Zhao, Wubo Wan, Yury Gogotsi, Jieshan Qiu, “Ultralight and Highly Compressible Graphene Aerogels,” Advanced Materials, AOP 18 Feb 2013.

Dibujo20130328 honey bee on flower spl

Nueva posible causa del síndrome de despoblamiento de las colmenas. Una exposición simultánea a dos pesticidas de uso común en apicultura para matar el ácaro Varroa, que afecta a las abejas, llamados neonicotinoides y coumaphos, pueden afectar al sistema nervioso de las abejas, dificultando su aprendizaje y provocando que olviden el emplazamiento de sus fuentes de alimento. La magnitud de este efecto de los pesticidas sobre el síndrome de despoblamiento de las colmenas todavía no ha sido estimada, pero parece claro que se trata de un nuevo factor a tener en cuenta en este problema multifactorial. Nos lo han contado “Los pesticidas vuelven tontas a las abejas,” Ciencia, ABC.es, 27 Mar 2013, y Rebecca Morelle, “Neonicotinoid pesticides ‘damage brains of bees’,” BBC Science News, 27 Mar 2013. Los artículos técnicos, para los interesados en los detalles, son Mary J. Palmer et al., “Cholinergic pesticides cause mushroom body neuronal inactivation in honeybees,” Nature Communications 4: 1634, 27 March 2013, y Sally M. Williamson, Geraldine A. Wright, “Exposure to multiple cholinergic pesticides impairs olfactory learning and memory in honeybees,” The Journal of Experimental Biology, AOP Feb 7, 2013.

Dibujo20130328 Principle of a coherent amplifier network

Dibujo20130328 Schematic of an ADR system with fibre front end

Colisionadores de partículas compactos usando láseres. Los láseres de fibra óptica son muy compactos lo que permite integrar miles de ellos para obtener fuentes láser de muy alta potencia (petavatios), suficiente para utilizarlos para diseñar un colisionador de partículas compacto. P0r ahora todo se queda en un diseño teórico con gran número de inconvenientes prácticos (como el ajuste preciso de la fase de todos los láseres). Quizás el futuro de los grandes colisionadores como el LHC pase por estos nuevos diseños basados en láseres. Nos lo ha contado “Scientists propose revolutionary laser system to produce the next LHC,” PhysOrg, Mar 28, 2013, que se hace eco del artículo técnico de Gerard Mourou, Bill Brocklesby, Toshiki Tajima, Jens Limpert, “The future is fibre accelerators,” Nature Photonics 7: 258-261, 27 March 2013.

Dibujo20130328 optical image planet orbiting two stars

La primera imagen óptica de un planeta tipo “Tatooine” (que orbita dos estrellas) gracias a un telescopio del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile. “Según han explicado los expertos, el objeto, llamado catchily 2MASS0103 (AB) b, tiene “una doble vida.” Es tan grande que también puede ser una estrella fallida con una órbita relativamente apretada alrededor de las estrellas binarias centrales. La imagen se tomó en noviembre del año pasado. El posible planeta tiene una masa entre 12 a 14 veces la masa de Júpiter, lo que lo coloca cerca de la línea divisoria entre planetas y enanas marrones; además, orbita a las dos estrellas una distancia de alrededor de 12,5 millones de kilómetros, por lo que podría haber nacido a partir del disco de polvo que las rodea. Nos lo han contado en “Obtienen la primera imagen directa de un planeta que orbita dos soles,” Europa Press, 27 Mar 2013. El artículo técnico es P. Delorme et al., “Direct imaging discovery of 12-14 Jupiter mass object orbiting a young binary system of very low-mass stars,” arXiv:1303.4525, 19 Mar 2013 (Accepted in A&A Letters).