Al igual que los peces, los reptiles y las aves, casi todos los insectos hembra son ovíparo, lo que significa que ponen huevos. Mientras que algunos animales que ponen huevos tienen instintos de crianza, cuidan cuidadosamente sus huevos y se aseguran de que estén calientes y protegidos, la mayoría de los insectos no muestran estos comportamientos. Simplemente depositan sus huevos sobre o cerca de una fuente de alimento y luego siguen adelante. Sin embargo, algunos grupos de insectos son excepciones a la oviparidad típica.

Los insectos crecen mediante una serie de mudas, despojándose de su superficie externa dura llamada exoesqueleto. Con cada muda, el cuerpo cambia de alguna manera. Este cambio de forma se conoce como metamorfosis. La mayoría de los insectos atraviesan metamorfosis completaque incluye cuatro etapas distintas de desarrollo: huevo, larva, pupa y adulto.

El huevo se convierte en una larva parecida a un gusano que muda varias veces dependiendo de la especie. La larva bien conocida de una mariposa o polilla es una oruga, mientras que la larva de un escarabajo a veces se llama larva. Una vez que la larva ha mudado por última vez, se transforma en una pupa inactiva y en reposo (en las mariposas esto se llama crisálida, mientras que las polillas pupan en un capullo). La pupa luego se transforma en el insecto adulto. Los insectos adultos, hembras, ovíparos se aparean y ponen huevos, y el ciclo comienza de nuevo.

Insectos como saltamontes, grillos y tijeretas atraviesan metamorfosis simple donde las alas se desarrollan externamente y no hay una verdadera etapa de descanso antes de convertirse en adulto. Con una metamorfosis simple, los insectos inmaduros a menudo se parecen mucho a los adultos.

La oviparidad es común en la mayoría de los grupos de insectos, incluidas las libélulas, saltamontes, avispas, abejas, escarabajos, hormigas y mariposas. Algunos de estos incluso tienen apéndices abdominales modificados, conocidos como ovipositores, con el fin de depositar sus huevos en lugares específicos. La avispa parásita ichneumon, por ejemplo, tiene un ovipositor de más del doble de la longitud de su cuerpo. Lo usa para perforar la madera y depositar huevos en la larva de otra especie de insecto que se esconde en la madera.

Los ovipositores de algunos himenópteros (el grupo que incluye avispas, abejas y hormigas) se han desarrollado para picar en lugar de poner huevos.

Algunos insectos, como las termitas, pueden dejar sus huevos en cualquier lugar, mientras que otros, como las mariposas monarca, tienen cuidado de poner sus huevos en la parte inferior de las hojas de algodoncillo. Cuando los huevos eclosionan, las larvas inmaduras pueden alimentarse de ese algodoncillo.

La incubación y desarrollo de huevos dentro de la madre no es común en los insectos. Este proceso, conocido como viviparidad, puede tomar diferentes formas. Algunas cucarachas, escarabajos y moscas incuban los huevos fertilizados dentro de la hembra y dan a luz crías vivas. Esto se conoce como ovoviviparidad. Otras formas de viviparidad, donde la madre transfiere nutrientes a los embriones en desarrollo a través del tejido interno, ocurren en algunos pulgones, tijeretas y algunas otras especies.

La reproducción en la mayoría de las criaturas ovíparas implica el apareamiento de machos y hembras, y el macho fertiliza los óvulos con su esperma.

Muchos insectos han evolucionado, ya sea por la escasez de machos o por las condiciones ambientales, para producir descendencia sin necesidad de aparearse con un macho. Este partenogénesis ocurre en especies de pulgón, insecto palo, cucaracha e himenópteros. Las abejas producen huevos fertilizados y no fertilizados. Los huevos de insectos fertilizados se convierten en abejas obreras hembras, mientras que los zánganos machos no fertilizados son responsables de abandonar la colonia para encontrar otras abejas reinas para aparearse.

Esas nuevas reinas pondrán huevos fertilizados y no fertilizados en su propia colonia.

La calcita y el cuarzo son minerales asociados con muchos tipos de rocas. La calcita se disuelve en presencia de ácidos, pero no ocurre lo mismo con el cuarzo. Aunque la calcita está ampliamente disponible en todo el mundo, el cuarzo es el segundo mineral más abundante del planeta, después del feldespato. Otras diferencias entre estos minerales incluyen apariencia, composición química, dureza, su presencia en la naturaleza y usos.

La calcita suele ser de blanca a transparente, pero puede mostrar tonos de verde, gris, azul o amarillo. El cuarzo presenta una gama más amplia de colores, desde el amarillo pálido típico de una variedad de cuarzo llamada citrino, hasta el púrpura brillante del cuarzo amatista. Aunque la calcita y el cuarzo se encuentran en formas hexagonales y piramidales, la calcita muestra una gama más amplia de variaciones cristalinas en comparación con los minerales de cuarzo.

La calcita está hecha de carbonato de calcio, un compuesto que contiene átomos de calcio, carbono y oxígeno. El cuarzo es dióxido de silicio, un compuesto químico con un átomo de silicio y dos átomos de oxígeno. El cuarzo es mucho más duro que la calcita. El cuarzo alcanza 7 en la escala de dureza mineral de Mohs, mientras que la dureza de la calcita es 3.

La calcita se encuentra en muchas rocas sedimentarias, como la piedra caliza, mientras que el cuarzo es más común como componente de rocas ígneas, como el granito y el basalto. La calcita también es el componente principal de las estalagmitas y estalactitas, formaciones que se encuentran en cuevas y conchas de organismos marinos, como esponjas y ostras. El cuarzo no está asociado con los seres vivos, sino que también es un componente de la cuarcita, el gneis y otras rocas metamórficas, que se forman bajo altas presiones y temperaturas.

La calcita se utiliza en la industria de la construcción para fabricar cementos y morteros. También se utiliza como neutralizador de acidez en la industria química y farmacéutica, así como para recuperar ríos, lagos y suelos con bajos niveles de pH. El cuarzo es un mineral importante en el proceso de fabricación de vidrio, como abrasivo industrial y como gema en joyería.

Según la evolución, todos los seres vivos evolucionaron a partir de un rico mar primordial lleno de organismos unicelulares. Estos organismos evolucionaron primero en gusanos de mar y, finalmente, en habitantes del océano con caparazón, algunos de los cuales todavía tienen primos que viven en el mar en la actualidad. Identificar estos antiguos fósiles marinos puede ser complicado, especialmente porque algunas de las variaciones en las criaturas eran muy pequeñas. Sin embargo, cuanto más grandes se volvían las criaturas, más variaciones había, lo que facilitaba la tarea de identificación. Es el más grande de estos primeros organismos multicelulares que los científicos todavía usan para comparar fósiles y ubicarlos en la línea de tiempo evolutiva.

La mayoría de los fósiles circulares varían desde aproximadamente el tamaño de una moneda de veinticinco centavos hasta aproximadamente el tamaño de un dólar de plata. Por lo general, no son esferas perfectas, pero tienen partes superiores e inferiores redondeadas y bordes redondeados. Suelen ser crinoideos columnales, un tipo de coral prehistórico. Los lóbulos de este coral se formaron, cayeron y se fosilizaron de esta forma. Hay variaciones que incluyen impresiones de estrellas en los centros de los círculos, líneas que irradian hacia afuera desde el centro y pequeños agujeros que atraviesan el borde del círculo. Estos agujeros probablemente eran similares al sistema de savia de los árboles, que entregaban nutrientes a diferentes partes del coral.

Hay dos tipos de fósiles en forma de c. Estos fósiles son tridimensionales e hinchados con un borde redondeado y otro borde casi plano. Debería haber dos lados en estos fósiles. Si los lados son idénticos, el fósil es un antiguo bivalvo o almeja. Si son diferentes, la criatura era un braquiópodo, un antiguo primo de la almeja. Los bivalvos también tendrán líneas que se extienden de adelante hacia atrás a través de sus caparazones, mientras que los braquiópodos generalmente tienen líneas que se extienden a través de los caparazones.

Pequeñas formas en espiral, de menos de 3 cm de ancho, son probablemente gasterópodos o caracoles antiguos. Los caracoles siempre han sido pequeños, a diferencia de los antepasados ​​prehistóricos de otros animales. Las conchas de caracol serán una espiral plana en lugar de una puntiaguda, parecida a una bobina de arcilla.

Las bobinas más grandes, de 5 cm o más de largo, que son puntiagudas y largas en lugar de planas, son probablemente restos de cefalópodos. Estos son los antiguos precursores del calamar y el pulpo. Estas antiguas criaturas tenían caparazones, a diferencia de la mayoría de los cefalópodos modernos, pero estaban equipados con múltiples extremidades como sus descendientes.

La Prueba de Habilidades Cognitivas, también conocida como CogAT o CAT, es un examen administrado a estudiantes de K-12 para evaluar sus habilidades en tres áreas consideradas importantes para determinar el éxito académico futuro: razonamiento verbal, no verbal y cuantitativo. Esta prueba es más comúnmente utilizada por las escuelas para determinar la ubicación de los programas para superdotados y talentosos. Los puntajes de CogAT se informan en términos de percentiles y estaninas en lugar de IQ, que es una mejor manera de evaluar dónde se encuentra un estudiante en relación con sus compañeros. El informe de puntaje enumera cuatro percentiles, uno para cada sección y uno para los tres combinados, que van del 1 al 100, así como cuatro estaninas, que son escalas de puntaje estándar normalizadas, que van del 1 al 9, siendo 5 el promedio.

Los conceptos científicos más importantes y básicos te ayudarán en tu búsqueda del conocimiento. La Fundación Nacional de Ciencias comparte que comprender estos conceptos lo ayuda a comprender mejor el material relacionado con la ciencia que escucha, lee o discute, así como los elementos de la investigación científica. Al conocer los conceptos científicos básicos, puede desarrollar una percepción mejor y más precisa de cómo funciona el mundo.

Los científicos aprenden y adquieren conocimiento con observaciones y experimentos. El proceso científico comienza con plantear una pregunta, desarrollar una hipótesis y hacer predicciones informadas. Siguen los experimentos, la evaluación de datos, la realización de ajustes y la confirmación de los resultados. Los resultados científicos deben ser observables, medibles y repetibles. Los elementos comunes del proceso científico incluyen identificar, medir y reportar causa y efecto. El proceso científico es importante porque elimina los sesgos personales y puede cambiar lo que otros deciden creer, según el sitio web del Science Integration Institute.

Organizar objetos y fenómenos en un orden lógico ayuda a las personas a comprender la complejidad de un tema o su lugar en una lista de jerarquías. Por ejemplo, las plantas y los animales están organizados por reino, filo, clase, orden, familia, género y especie. Los científicos también organizan varios componentes en sistemas. Un sistema solar, por ejemplo, contiene un sol, planetas, lunas, planetas enanos y cometas.

La variación observada en los elementos ayuda a las personas a comprender las propiedades distintivas que se encuentran en los objetos. Al comprender estas diferencias o cómo cambian los elementos, las personas pueden predecir mejor el resultado de las modificaciones. El Departamento de Educación ofrece el ejemplo de exponer el agua al calor oa temperaturas bajo cero, lo que puede hacer que se congele y se expanda, se evapore o hierva. Comprender la diversidad en el mundo natural brinda una mejor comprensión de cómo funcionan los ecosistemas y cómo dependen de diferentes elementos para llevar a cabo las funciones previstas. Por ejemplo, el agua en un ecosistema proporciona un hábitat natural para los animales acuáticos, actúa como fuente de hidratación para otros y proporciona nutrientes a las plantas. El agua tibia de los manantiales puede servir como un cálido refugio para los animales que viven en lugares fríos, como los macacos japoneses. En su forma congelada, el agua es un hábitat para animales como los osos polares o aquellos que usan la nieve como camuflaje de los depredadores, como las perdiz nival.

El uso de la escala cuantifica elementos medibles. Cada tipo de escala tiene sus respectivas unidades de medida. Los termómetros, por ejemplo, miden temperaturas utilizando las escalas Fahrenheit, Celsius o Kelvin. Las reglas indican el tamaño de un objeto utilizando la escala métrica o las unidades habituales de EE. UU., como pulgadas. Los científicos usan la escala relativa para ayudar a otros a comprender un concepto relacionado con el tamaño y mantener las proporciones en cuestión. Un ejemplo de escala relativa es un astrónomo que usa una gran pelota de playa para representar el sol y varias pelotas de varios tamaños para los planetas. Al colocar las pelotas más pequeñas alrededor de la pelota de playa, el científico demuestra el tamaño de los planetas en relación con el sol e indica sus posiciones en el sistema solar.

Un bioma es un área geográfica que tiene dentro de sí múltiples ecosistemas. Al hacer un bioma en un proyecto de caja, también conocido como un modelo de caja de zapatos de un bioma, sus estudiantes pueden explorar el complejo ecosistema de un bosque, agua dulce, marino, pradera, tundra o desierto. Use materiales artísticos y naturales para ayudar a sus alumnos a construir un bioma y crear escenas realistas de una región específica.

Retire la tapa de la caja de zapatos y gírela de costado, a lo largo. Evita las cajas de zapatos que estén hechas de papeles satinados o estucados, ya que es posible que la pintura no se pegue. Haga que el alumno dibuje un fondo en el interior de la caja con un marcador delgado. El dibujo específico depende del bioma que elija el estudiante.

Comienza dibujando un horizonte que separe el suelo del aire. Si el estudiante está creando un bioma de agua, puede separar el cielo de la fuente de agua o puede hacer un bioma solo bajo el agua. Otros elementos a incluir son árboles, plantas, montañas, icebergs u otros accidentes geográficos naturales que se ajusten al bioma. Hable sobre la perspectiva, que hace que los objetos más lejanos parezcan más pequeños, de modo que las montañas del fondo se vean diminutas, en comparación con los árboles que están más cerca del frente.

Cada bioma tiene su propia cobertura del suelo. Los estudiantes deben elegir la cobertura del suelo correcta para el modelo para demostrar que puede identificar y relacionar el entorno con el bioma. Por ejemplo, un bioma desértico tendría arena o rocas en el suelo. En contraste, la tundra tiene una capa de permafrost y musgo.

Pegue arena artesanal, tierra, guijarros o láminas artesanales que parezcan musgo falso en el fondo interior de la caja para representar la cobertura del suelo. Si el estudiante está haciendo un bioma como un pastizal, puede hacer hierba de papel con papel de seda verde o papel de construcción.

Cada bioma contiene vida vegetal específica de un área geográfica determinada. Agregar plantas al bioma demuestra que el estudiante sabe qué seres vivos son nativos de esa región. Use plantas reales o haga que el estudiante cree versiones simuladas, usando papel de construcción, papel de seda y arcilla.

Algunos biomas pueden tener varias subclases. El estudiante debe hacer coincidir el tipo de bioma con el bioma correcto antes de elegir las plantas. Por ejemplo, existen tres tipos de biomas forestales, que incluyen tropical, templado y boreal o taiga bosques

Un bosque tropical tendría un dosel de árboles frondosos colocados muy juntos. El bosque templado tiene arces, olmos y hayas. Los bosques boreales o de taiga se encuentran en climas fríos como Siberia y Alaska. La vida vegetal incluye coníferas como pinos y abetos.

Los estudiantes pueden dibujar árboles en papel, doblar la parte inferior del árbol debajo del tronco para hacer una pestaña y luego pegar los árboles en el piso del bioma. Otra opción para construir un bioma es esculpir árboles con plastilina. Si el estudiante está creando un bioma que tiene relativamente pocas plantas, agregue rocas, alfombras cubiertas de musgo o nieve artificial hecha con bolas de algodón.

Ahora que tiene antecedentes y vida vegetal, el estudiante necesita agregar animales. Necesitan crear una creación, o criaturas, para cada bioma, ya que cada uno alberga criaturas específicas. Si el estudiante está haciendo un bioma submarino, puede pintar peces y otra vida marina en el fondo. También puede esculpir vida marina en plastilina o dibujarla en cartulina.

Use pequeños animales de plástico para poblar el bioma o haga que el alumno cree una criatura por su cuenta. Puede hacer animales emergentes que son similares a las plantas hechas de cartulina que tienen lengüetas en la parte inferior o puede esculpir criaturas de arcilla.

Sin embargo, los estudiantes no podrán representar crear una criatura para representar a todos los animales de un bioma. Pídales que elijan algunos que sean importantes para ese bioma. Para un bioma de bosque templado, un estudiante puede seleccionar un puma, una ardilla y un oso negro, por ejemplo.

Para enseñar a los niños sobre los ciclos de vida de los seres vivos, es importante comprender algunos de los conceptos erróneos con los que comienzan. Deben entender que los requisitos de una planta, por ejemplo, son similares pero muy diferentes a los requisitos de una mariposa. Explorar las facetas de los diferentes ciclos de vida les da a los niños una comprensión más firme de cómo los seres vivos deben existir juntos para el beneficio de todos.

Uno de los conceptos erróneos más comunes es la idea de que todos los seres vivos respiran de la misma manera. La respiración es una función necesaria para todos los seres vivos, pero se lleva a cabo de formas muy diferentes. Los mamíferos tienen pulmones y los peces tienen branquias, mientras que los árboles realizan funciones respiratorias a través de sus hojas y muchos insectos realmente «respiran» a través de aberturas especiales en su tórax. La respiración es un rasgo común que comparten todos los seres vivos, pero es un error pensar que toda la vida lo hace de la misma manera.

Muchos niños creen erróneamente que todas las criaturas comen los mismos alimentos o consumen sus alimentos de la misma manera. Aprender sobre hábitos alimenticios ayuda a los niños a comprender el ciclo de vida de los organismos y cómo crecen esas formas de vida. Las plantas requieren nutrientes en forma química, por ejemplo, mientras que las formas de vida más avanzadas tienen estómagos que pueden convertir los ingredientes crudos en los nutrientes necesarios. Ayúdalos a explorar la relación entre criaturas muy grandes, como las ballenas barbadas, y las extremadamente pequeñas, como el krill del que se alimentan.

Para los niños, el término «ciclo de vida» a menudo se interpreta como una cadena directa de eventos. En verdad, un término más correcto sería «red alimenticia» donde interactúan muchos ciclos de vida diferentes. Los insectos y los gusanos convierten el material de desecho en nutrientes que pueden ser utilizados por las plantas que cultivan alimentos que pueden ser consumidos por las personas cuyos desechos luego son convertidos por los insectos. Ninguna forma de vida, por pequeña o grande que sea, existe sin el apoyo de muchos otros tipos de vida.

La mayoría de los niños entienden que provienen de su madre y aplican el estilo de reproducción de los mamíferos a otros seres vivos. Comprender que las aves y las serpientes ponen huevos, por ejemplo, ayuda a los niños a conocer y reconocer las diferentes clases de animales, como aves y reptiles. Otro ejemplo es que, con muy pocas excepciones, los mamíferos no ponen huevos, mientras que muy pocos reptiles son capaces de dar a luz. Enseñe a los niños cómo la forma en que una especie se reproduce está directamente relacionada con el entorno en el que vive esa criatura.

Las matemáticas pueden ser un tema difícil de comprender para los niños de primaria. La naturaleza abstracta del concepto a menudo hace que sea difícil de explicar a los jóvenes estudiantes. Enseñar matemáticas elementales es mucho más fácil con la ayuda de una variedad de herramientas de enseñanza que ayudan a que los conceptos matemáticos sean más concretos y demuestran a los estudiantes cómo usarán las matemáticas en su vida cotidiana.

Una recta numérica es una herramienta de enseñanza matemática simple, asequible e increíblemente valiosa. Cuando los estudiantes comienzan a aprender matemáticas, desarrollan el sentido numérico. El sentido numérico es la comprensión de qué son los números y cómo se relacionan entre sí. Un estudiante que sabe que seis es un número mayor que cuatro tiene un concepto básico de sentido numérico. Las rectas numéricas brindan a los estudiantes una representación concreta del sistema numérico. Cuando los estudiantes comienzan a contar por primera vez o comienzan a aprender las operaciones básicas de suma y resta, las rectas numéricas pueden ayudarlos a comparar los valores de los números y recordar el orden de los dígitos.

Al desarrollar habilidades matemáticas tempranas, los estudiantes deben aprender de memoria las tablas de multiplicar básicas. Las tablas de multiplicar han sido una herramienta alternativa durante años, pero siguen siendo valiosas. Al practicar tablas de multiplicar con los estudiantes, los maestros pueden asegurarse de que sus estudiantes puedan recordar rápidamente las tablas de multiplicar básicas necesarias cuando pasan a conceptos matemáticos más avanzados en grados superiores.

Los manipulativos son herramientas prácticas que ayudan a los estudiantes a resolver problemas matemáticos simples o complejos. Los maestros suelen usar bloques de plástico o madera de colores brillantes como objetos manipulables, pero puedes usar cualquier objeto concreto, incluidas pequeñas frutas de plástico, pequeños dulces o palillos de dientes. Cuando los estudiantes ven por primera vez un problema de suma, el concepto les resulta extraño. Puede resultarles difícil visualizar una situación en la que una cantidad se suma a otra cantidad. Con la ayuda de manipulativos, los maestros pueden demostrar cómo funciona el concepto. Si un estudiante está tratando de determinar cuánto es dos más dos, puede resolver el problema fácilmente tomando dos objetos manipulables y luego tomando dos más. Entonces todo lo que tiene que hacer es contar para determinar la suma de los números.

Los problemas escritos les permiten a los estudiantes ver cómo usarán los conceptos matemáticos en clase en la vida real. Aprender a sumar, restar, multiplicar y dividir es solo la mitad de la batalla. Las habilidades son casi inútiles si los estudiantes no pueden aplicarlas a situaciones de la vida real. Al integrar los problemas de la historia en las lecciones diarias, los maestros pueden garantizar de manera efectiva que sus alumnos entiendan cómo usar las matemáticas en la vida cotidiana. Además, los problemas escritos ayudan a los estudiantes a comprender la relevancia de las matemáticas. A través de los problemas escritos, los estudiantes pueden comenzar a ver que los conceptos que están aprendiendo no solo son útiles en la escuela, sino que tienen un valor inherente debido a las aplicaciones del mundo real.

Los satélites hechos por el hombre son piezas de tecnología importantes e impresionantes, pero tienen algunas desventajas. Los satélites son muy costosos, difíciles de mantener y no siempre confiables. Estas desventajas deben sopesarse frente a los muchos beneficios de los satélites. Toman fotografías de varias cosas en la Tierra y en el espacio, en luz visible o en otras áreas del espectro electromagnético, y envían y reciben una variedad de señales para televisores, teléfonos celulares y dispositivos GPS.

Los satélites son caros. Además del costo de construir uno de estos dispositivos, también está el costo de lanzar el satélite al espacio. Los satélites son costosos incluso cuando se lanzan con éxito, pero con demasiada frecuencia, los lanzamientos terminan en fracaso. En 2017, el satélite espía de mil millones de dólares, Zuma, se perdió cuando el cohete que lo transportaba no logró alcanzar la altura de la órbita. Los costos de los satélites pueden aumentar a medida que las tecnologías satelitales se vuelven más complejas para manejar diferentes propósitos.

Otro problema con los satélites es su señal poco confiable. Hay diferentes factores que afectan la fuerza y ​​la recepción de una señal de satélite. Los errores pueden ser cometidos por el satélite o cualquier persona que trabaje en él. Esto puede causar un nivel variable de interferencia a la señal. También hay circunstancias, como el clima o las manchas solares que pueden ser imposibles de alterar, que afectan la señal del satélite. Todas estas cosas pueden causar interferencias y hacer que el funcionamiento correcto del satélite sea muy difícil.

El retraso de propagación es el término utilizado para describir el tiempo que tarda el satélite en comunicarse con la Tierra. Este retraso puede variar mucho. Más que nada, esto se debe a la gran distancia a la que el satélite debe enviar la señal. El tiempo puede variar entre 270 milisegundos para llegar al satélite desde la Tierra y volver nuevamente a 320 milisegundos. Este retraso puede provocar un eco en las conexiones telefónicas.

Los satélites solían ser imposibles de mantener o reparar de alguna manera. Eso cambió solo con la reparación exitosa del Telescopio Hubble, cuando los astronautas de la NASA usaron el transbordador espacial para encontrarse con el telescopio y reparar algunos equipos defectuosos. Sin embargo, todavía es extremadamente difícil reparar un satélite. La NASA está diseñando robots cuyo único propósito sería reparar satélites. La operación está a cargo de un departamento de la NASA llamado Oficina de Desarrollo de Servicios Satelitales.

El campo de la ingeniería electrónica es vasto y está en constante evolución, con investigaciones que se llevan a cabo en una amplia variedad de temas. El campo de la ingeniería electrónica es de vital importancia para las computadoras, los celulares, la programación e incluso la bolsa de valores. Se está invirtiendo mucho dinero tanto en investigación aplicada y desarrollo como en ideas más esotéricas que podrían revolucionar la ingeniería electrónica.

Los circuitos electrónicos se «imprimen» exponiendo obleas de silicio a la luz ultravioleta y grabando el diseño del circuito en la superficie de silicio. La complejidad de los chips está limitada por cuán pequeñas son las longitudes de onda de la luz; en una analogía del mundo real, no puedes dibujar una línea más fina que el grosor de la punta de tu bolígrafo. Hay investigaciones sobre el uso de diferentes combinaciones de lentes y emisiones de espectro electromagnético para grabar a resoluciones nanométricas aún más pequeñas. Sin embargo, puede haber un límite para este proceso si los cables se imprimen demasiado cerca uno del otro; los campos magnéticos de los propios electrones podrían interactuar entre sí y ralentizarse mutuamente.

La refrigeración líquida se entiende bien cuando se trata de aplicaciones mecánicas (el motor de su automóvil, por ejemplo), pero los circuitos de refrigeración con líquidos aún se están investigando. Al momento de la publicación, solo las computadoras de gama alta usan refrigeración líquida e incluso así existe el riesgo de fugas y daños en los circuitos. Se están realizando investigaciones sobre refrigerantes no conductores e intercambiadores de calor a prueba de fugas. Las aplicaciones para computadoras portátiles también se están investigando a medida que las computadoras portátiles crecen en potencia para competir con las computadoras de escritorio.

La fotónica es la ciencia del uso de la luz, principalmente láseres, para transmitir información y datos. Las conexiones a Internet de fibra óptica son un ejemplo de esta tecnología que ya se está utilizando en el mundo real. En el campo de la electrónica, hay un impulso para usar la fotónica para reemplazar los circuitos, con láseres que reemplazan a los electrones y los circuitos están hechos de cables y espejos de fibra óptica. El beneficio de este diseño es que hay muy poco calor y la programación solo necesita una pequeña adaptación, ya que un circuito fotónico puede funcionar igual que un circuito eléctrico.

La vanguardia de la ingeniería electrónica es la computación cuántica, que es increíblemente compleja pero podría permitir inteligencias artificiales reales. La computación cuántica utiliza partículas cuánticas en lugar de bits binarios. La diferencia es que las partículas cuánticas se pueden usar para ejecutar programas trinarios. Las partículas cuánticas pueden tener tres polaridades: arriba, abajo y «tal vez». Hasta que se observa una partícula cuántica, puede tener cualquier polaridad dependiendo de su entrelazamiento con otra partícula cuántica.