Avances Tecnologicos

El nuevo gran mapa de la materia oscura podría refutar a Einstein

2021-07-02T16:34:00.002-07:00

La investigación más detallada hasta la fecha sugiere que el universo distribuye de forma más homogénea de lo que se esperaba, lo que contradice algunos planteamientos de la teoría de la relatividad general. No obstante, los responsables piden cautela y más investigación para confirmarlo

Tratar de describir la materia oscura es como intentar describir un fantasma que vive en nuestra casa: no se puede ver en absoluto, pero sí pueden verse todas las cosas que se mueven a su alrededor. La única explicación es una fuerza invisible, imposible de observar, de medir, con la que tampoco se puede interactuar de forma directa.

Sabemos que la materia oscura existe porque podemos observar sus efectos en todas las cosas que se mueven en el universo. Los científicos estiman que alrededor del 27 % del universo está compuesto de materia oscura (otro 68 % es energía oscura y el último 5 % son materia y energía ordinarias). Así que la gran pregunta es: ¿Dónde se encuentra exactamente y cómo se distribuye por el universo?

El proyecto internacional Dark Energy Survey (DES), formado por más de 400 científicos, quiere responder a esas preguntas. Acaba de publicar el mapa más grande y detallado de materia oscura del universo, con algunos hallazgos inesperados que no coinciden del todo con las ideas de la física que se remontan a Albert Einstein y a su teoría de la relatividad general.

DES es un esfuerzo por obtener imágenes del máximo número posible de galaxias como una base para mapear la materia oscura, porque la gravedad de la materia oscura tiene un papel importante en cómo se distribuyen estas galaxias. Desde agosto de 2013 hasta enero de 2019, decenas de científicos se reunieron para utilizar el telescopio Víctor M. Blanco de cuatro metros en Chile para estudiar el cielo en infrarrojo cercano

Hay dos claves para crear el mapa. La primera consiste simplemente en observar la ubicación y distribución de las galaxias en todo el universo. Esa disposición ofrece pistas sobre dónde se encuentran las mayores concentraciones de materia oscura.

La segunda requiere observar las lentes gravitacionales, el fenómeno en el que la luz emitida por las galaxias se estira gravitacionalmente por la materia oscura a medida que se mueve por el espacio. El efecto es similar a mirar a través de una lupa. Los científicos utilizan lentes gravitacionales para deducir cuánto espacio real ocupa la materia oscura cercana. Cuanto más distorsionada está la luz, mayor concentración de materia oscura.

Los últimos resultados se basan en los primeros tres años de datos de DES: más de 226 millones de galaxias observadas durante 345 noches. El investigador del University College London (Reino Unido) y de la École Normale Supérieure en París (Francia) Niall Jeffrey, uno de los jefes del proyecto DES, afirma: "Ahora podemos trazar un mapa de la materia oscura en una cuarta parte del hemisferio sur".

A nivel general, los datos coinciden con el llamado Modelo Estándar de Cosmología, que postula que el universo fue creado en el Big Bang y que su contenido total de masa-energía tiene 95 % de materia oscura y energía oscura. El nuevo mapa brindó a los científicos una visión más detallada de algunas vastas estructuras de materia oscura del universo que

de otra manera permanecerían invisibles para nosotros. Los puntos más brillantes del mapa representan las concentraciones más altas de materia oscura y forman distintos grupos y halos alrededor de los vacíos de muy baja densidad.

Fuente: Technologyreview

Diminutos robots controlados por campos magnéticos podrían revolucionar la biomedicina

2021-07-02T15:48:00.010-07:00

Nuevos robots milimétricos pueden controlarse mediante campos magnéticos: son capaces de realizar manipulaciones altamente complejas y podrían servir para nuevos desarrollos en biomedicina, incluyendo dispositivos que deban insertarse en el cuerpo humano.

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur (NTU Singapur) han creado una serie de robots milimétricos que logran efectuar movimientos y manipulaciones de alta complejidad. Se gestionan a través de campos magnéticos: con el tamaño de un grano de arroz, podrían llegar a sitios hoy inaccesibles de nuestro cuerpo y facilitar importantes desarrollos en biomedicina.

De acuerdo a una nota de prensa, los movimientos de los robots pueden ser controlados de forma remota por un operador. Para ello se emplea un programa que se ejecuta en un ordenador de control, variando con precisión la fuerza y la dirección de los campos magnéticos, generados a su vez por un sistema de bobina electromagnética.

Las habilidades de estos robots permitirán que en un futuro cercano puedan inspirar procedimientos quirúrgicos novedosos, por ejemplo en órganos vitales a los que resulta más complejo acceder, como en el caso del cerebro.

Con ese propósito, los científicos están buscando que los dispositivos sean todavía más pequeños: planean llevarlos a unos pocos cientos de micrómetros. En el mismo sentido, intentarán lograr que sean completamente autónomos en términos de control.

Gracias a un profundo entendimiento de la física de estos robots en miniatura, los especialistas lograron controlar con precisión sus movimientos, en un nivel de detalle y complejidad que no se observa en otros desarrollos.

Aunque el campo de los robots miniaturizados se encuentra en pleno auge, y existen muchos dispositivos similares con aplicación en el campo de la biomedicina, los expertos asiáticos explicaron que los avances conseguidos ubican a esta tecnología a la vanguardia en su área.

Fuente: Tendencias21

2018-06-30T18:31:00.000-07:00

Vuelven a crear el 'ordenador' más pequeño del mundo

El dispositivo de 0.3 mm de largo, más pequeño que un grano de arroz, podrá tener aplicaciones en investigación y medicina.

Existe la tendencia en tecnología a diseñar dispositivos cada vez más cómodos y accesibles. En poco se parecen los smartphone modernos, herramientas multiusos, a los esperpentos con antena de los 90. Mayor potencia, mejor diseño, menor tamaño. IBM fue un paso más allá y presentó este marzo el ordenador más pequeño del mundo (con medidas de 2x2x4mm); pero un nuevo aspirante ha venido para arrebatarle el título.

La nueva creacion de IBM junto a un grano de arroz

La Universidad de Michigan ha desarrollado un dispositivo una décima parte más pequeño que el de su rival IBM, de tan solo 0.3mm de largo y menor tamaño que un grano de arroz. Este nuevo dispositivo ha generado un debate entre las instituciones y la comunidad tecnológica sobre cuáles son los requisitos mínimos que deben existir para que un dispositivo se considere un ‘ordenador’.

Lo que ocurre con las recientes creaciones de IBM es que, en cuando su potencia cae, pierden todos sus datos y programación, a diferencia de los anteriores modelos en miniatura como el Michigan Micro Mote.

David Blaauw, quien lideró el desarrollo del nuevo sistema, afirma que “es cuestión de opinión si tienen los requisitos de funcionalidad mínimos” para considerarse ordenadores o no.

Desarrollo y propiedades

Además de la RAM y células fotovoltaicas, el dispositivo posee procesadores y transmisores y receptores inalámbricos. Al no poder tener una antena de radio convencional, los datos se reciben y transmiten a través de luz visible proporcionada por una estación base que proporciona potencia para la programación y recibe los datos generados. La luz de la estación base y el LED de transmisión del dispositivo inducen corrientes en los circuitos y alimentan el dispositivo, de embalaje transparente, a baja potencia.

Algunos de los problemas a los que tuvo que enfrentarse el equipo de Blaauw fueron inventar nuevas formas de diseñar el circuito de forma que fuese de baja potencia pero tolerase la luz y alcanzase los niveles de precisión deseados. El cambio de diodos, que pueden actuar como células solares, por condensadores conmutados fue una de las soluciones utilizadas durante el desarrollo.

¿Para qué podría utilizarse?

El dispositivo fue diseñado como un sensor de temperatura de alta precisión que convierte la temperatura en intervalos de tiempo definidos con pulsos eléctricos. Estos se medirían en un chip frente a un intervalo constante de la estación base y se convertirían de nuevo en temperaturas. El diseño de la Universidad de Michigan es capaz de medir temperaturas en regiones tan minúsculas como un grupo de células con un error de 0.1 grados Celsius. Con ellos se buscaba que el dispositivo tuviese aplicaciones directas en oncología.

De acuerdo con la propuesta del Profesor Gary Luker, ingeniero biomédico y colaborador en el proyecto, este ordenador podría ser utilizado para confirmar si las células tumorales poseen temperaturas más altas que los tejidos normales, como apuntan algunos estudios. De confirmarse, la diferencia de temperatura podría utilizarse para evaluar el éxito o fracaso del tratamiento. Además, un ordenador milimétrico podría tener aplicaciones en la diagnosis de glaucoma a través de la presión del ojo, estudios sobre cáncer, monitoreo de yacimientos de petróleo y de procesos bioquímicos o sistemas de vigilancia audiovisual.

Ajenos ya a lo que puedan aportar a otros campos, la comunidad científica tendrá que decidir si estos nuevos dispositivos cumplen los requisitos mínimos para ser considerados ‘ordenadores’ o el título de computadora más pequeña volverá a un modelo previo.

FUENTE: MUY INTERESANTE

Cómo cultivar cuatro toneladas de verduras al año en plena ciudad

2018-06-17T15:01:00.000-07:00

Jaime Silverstein forma parte de una nueva generación de agricultores muy formados que intenta acortar la distancia entre las personas y los cultivos que consumen. Para ello emplea un contenedor hidropónico de alta tecnología capaz de funcionar incluso en aparcamientos

Jaime Silverstein trabaja en una granja, dentro de un contenedor, en Boston (EE. UU). Ella es parte de un movimiento cada vez mayor de agricultores urbanos que intentan utilizar instalaciones hidropónicas eficientes y de alta tecnología para acortar la distancia entre los habitantes de las ciudades y los alimentos que consumen.

Cultivos dentro de la jungla urbana

Silverstein trabaja como especialista en cultivos para Freight Farms, una compañía que diseñó las máquinas Leafy Green, unos contenedores repletos de equipos y herramientas hidropónicas capaces de producir de dos a cuatro toneladas de alimento al año, en cualquier clima o ubicación. "Puede colocarse en un aparcamiento de cemento, así que no hace falta tener un buen suelo", detalla Silverstein. Algo que a la mayoría de las áreas urbanas les falta.

Los contenedores producen principalmente (no se lo va a creer) verduras de hoja verde, como lechugas y acelgas, porque son rápidas de cultivar y pueden crecer muy juntas.

Y aunque uno de los principales atractivos comerciales de los contenedores es que permiten cultivar plantas sensibles al clima en un lugar que a menudo es frío y nevado como Boston, Silverstein tiene los ojos puestos en un premio mucho mayor: Freight Farms ha trabajado con la NASA en busca de fórmulas para llevar máquinas Leafy Green al espacio. La responsable detalla: "Hemos analizado cómo acelerar su tiempo de crecimiento [de las plantas] y cómo se puede comenzar con las semillas y los insumos para poder regenerarlos a lo largo del tiempo (con "insumos" me refiero a los nutrientes que necesitan las plantas para crecer y que pueden ser difíciles de conseguir en el espacio). Creo que es un trabajo realmente genial e interesante. No solo para el espacio, sino para hacer que todo el sistema hidropónico sea más sostenible y cerrado".

La nueva generación de agricultores

Silverstein es parte de un grupo creciente de personas jóvenes y formadas que ven en la agricultura una oportunidad de marcar una diferencia en el mundo. Según el Departamento de Agricultura de EE. UU., el número de agricultores de entre 25 y 34 años aumentó un 2,2 % entre 2007 y 2012. Es la segunda vez en el último siglo que este colectivo ha crecido. De estos nuevos jóvenes agricultores, el 69 % tiene títulos universitarios. Silverstein dice: "En principio, yo fui a la universidad para cursar política comercial y medioambiental. Creo que la agricultura y el cultivo de alimentos es una de las maneras más directas y significativas de reducir la huella ambiental".

Ayudar a la vida a florecer

Como especialista en cultivos, Silverstein es un híbrido de agricultora, científica y funcionaria. Cuando está en su escritorio, atiende a los clientes o se dedica a analizar los datos de las configuraciones de los cultivos de prueba de Freight Farms. Durante el resto del día se ensucia las manos haciendo todo tipo de cosas, desde trasplantar pequeñas plántulas hasta experimentar con las mejores maneras de hacer que las flores comestibles y los pimientos picantes crezcan en las paredes bañadas en luz violeta de los contenedores de la empresa.

En el tiempo que pasa codo a codo con las plantas se producen algunos vínculos muy profundos, pero también algunas bajas. Para Silverstein, esta es la parte más difícil del trabajo. La responsable concluye: "Empiezas a pensar que deberías haberlo hecho de otra forma o que a estas pobres plantas no les está yendo tan bien. Quiero mejorarlas. Todo el mundo tiene esa relación con las plantas".

Fuente: Technology Review

Consiguen crear neuronas nuevas dentro del cerebro de un ratón

2018-06-17T14:17:00.000-07:00

Científicos chinos han conseguido por primera vez crear neuronas nuevas en el cerebro de un ratón. Han inyectado un cóctel de fármacos y provocado que unas células auxiliares llamadas astrocitos, se transformen y actúen como neuronas. Primer paso para la posible regeneración de cerebros humanos dañados por el Alzheimer, el Parkinson o por un accidente cerebrovascular.

Por primera vez, se ha probado con éxito un cóctel de fármacos para crear nuevas neuronas en el cerebro. Si este resultado, conseguido en ratones, se aplicara en el futuro a los seres humanos, podría reparar el cerebro de personas aquejadas por Parkinson o la enfermedad de Alzheimer, y eventualmente también restaurar tejido neuronal después de un accidente cerebrovascular o una lesión cerebral. Pero todavía queda un largo camino para determinar si este salto entre el cerebro de un ratón y de una persona, es posible para la ciencia.

La regeneración del tejido cerebral dañado es uno de los objetivos tradicionales de la medicina. Siempre ha topado con un obstáculo: a diferencia de otros órganos, como el hígado o la piel, que tienen la capacidad de regenerarse, el cerebro nunca ha conseguido esta proeza. Cuando muere una neurona, ya es irrecuperable para toda la vida.

Una nueva investigación desarrollada por científicos de la Universidad de Pekín ha conseguido sortear este obstáculo de una forma original: han convertido otras células cerebrales en neuronas. Es decir, no han conseguido recuperar neuronas, sino crear nuevas neuronas capaces de realizar la actividad de neuronas originales, explica NewScientist.

El milagro lo han operado en las células gliales, que representan la mitad del tejido nervioso y desarrollan misiones auxiliares para que las neuronas funcionen correctamente. Se diferencian de las neuronas en que no establecen conexiones entre ellas (sinapsis), si bien son capaces de percibir cambios ambientales y de liberar transmisores.

Las células gliales son imprescindibles para el buen funcionamiento del sistema nervioso, al que aportan estructura, nutrientes y protección. Una de estas células gliales se llaman astrocitos, están localizados en el sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal) y su número supera al de las neuronas: en el cerebro hay 10 veces más astrocitos que neuronas.

Los astrocitos, que tienen forma de estrella, se enrollan alrededor de las sinapsis, y sólo se producen durante la edad adulta. Y tienen una propiedad sorprendente que inspiró este descubrimiento: cuando se produce un accidente cerebrovascular, también llamado ataque cerebral, el flujo sanguíneo se detiene, el cerebro deja momentáneamente de recibir nutrientes y oxígeno, y eso provoca la muerte de neuronas, pero no de los astrocitos que la rodean.

Es decir, sobreviven a la muerte de una neurona, no perecen con ella. Es más, en esos casos, los astrocitos actúan como liberadores del factor de crecimiento nervioso que facilita la regeneración de las conexiones neuronales

Partiendo de todos estos conocimientos, los científicos chinos desarrollaron un cóctel de fármacos que convierten a los astrocitos en auténticas neuronas, es decir, pierden su naturaleza auxiliar y empiezan a comportarse como lo hace una neurona. Se vuelven activos y son capaces de conectarse con otras neuronas, algo que no podían hacer en su calidad de astrocitos. Los resultados se explican en un artículo pre publicado en BioRxiv.

Efectos duraderos

Los principios químicos activos en el cóctel son los que operan la transformación de los astrocitos, señalan los investigadores en su artículo. Añaden que queda demostrado que la combinación de moléculas presentes en el cóctel de fármacos inducen la reprogramación química in vivo de los astrocitos y los convierten en neuronas maduras funcionales, con las mismas características electrofisiológicas que una neurona sana. Y además, que estas neuronas generadas artificialmente en el cerebro pueden interactuar con las neuronas propias del cerebro seis semanas después del tratamiento.

El resultado obtenido duró dos semanas utilizando una dosis pequeña del cóctel de fármacos, si bien los investigadores comprobaron después de ocho semanas que las muestras de cerebro mostraban que entre el 80% y el 90% de los astrocitos cercanos a la zona de la inyección, se habían transformado en neuronas y comenzaban a producir proteínas neuronales específicas. Un año después, el efecto perduraba también, demostrando así que la conversión de astrocitos en neuronas podría durar mucho tiempo, sin necesidad de reforzar el tratamiento con un nuevo cóctel de fármacos.

Los autores destacan que, aunque es imposible saber si el tratamiento generó efectos secundarios, no apreciaron alteraciones de salud notables en los ratones del experimento.

Eso no significa que el resultado abra la puerta automáticamente a tratamientos similares con seres humanos, ya que se desconoce todavía qué tipos de neuronas pueden formar los astrocitos modificados, qué interacciones pueden generar con otras neuronas y, lo más importante, si este tratamiento puede afectar a la personalidad y a los recuerdos del paciente, profundamente implicados en sus redes de neuronas.

Habrá que esperar a despejar estas incógnitas para que este hallazgo pueda dar el salto del cerebro de un ratón a un cerebro humano y convertirse en tratamiento para personas aquejadas por la enfermedad de Alzheimer, el Parkinson o por un derrame cerebral. Pero se ha dado un paso prometedor en esa dirección.

FUENTE: TENDENCIA21

Hallada una nueva molécula eficaz contra la aterosclerosis y la miocarditis

2018-06-02T13:30:00.000-07:00

Un estudio internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que el tratamiento con el péptido intestinal vasoactivo (VIP) disminuye el número y tamaño de las placas ateroscleróticas en el corazón, el arco aórtico y las arterias carótidas y la aorta, y también reduce la hipertrofia, el daño cardiaco y la fibrosis pericárdica característica de la miocarditis.

El estudio, realizado por investigadores del Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra en colaboración con la Universidad de Granada y la Universidad de Harvard y publicado en Journal of Immunology, se ha realizado en ratones, pero los resultados apoyan el inicio de estudios sobre el uso de la molécula VIP como un agente terapéutico para el tratamiento de aterosclerosis, inflamación cardiaca y cardiomiopatía dilatada y todas sus manifestaciones clínicas en humanos.

“La aterosclerosis ya no se ve como una simple acumulación pasiva de colesterol en las paredes de las arterias, y existen numerosas evidencias que indican que la respuesta inflamatoria crónica en la pared arterial y el desarrollo de respuestas autorreactivas contra componentes de la misma juegan un papel crítico en la patogénesis de la aterosclerosis, especialmente durante la fase de progresión y cuando la placa es más vulnerable”, explica el investigador del CSIC Mario Delgado, del Instituto de Parasitologia y Biomedicina López-Neyra.

“El péptido intestinal vasoactivo actúa a varios niveles, en distintos procesos patológicos claves para el desarrollo de la placa aterosclerótica y la miocarditis, lo que puede suponer una ventaja sobre tratamientos actuales que van contra un único componente”, indica Delgado. “Especialmente, VIP corrige la respuesta autorreactiva e inflamatoria contra la pared arterial y miocardio, y genera una respuesta protectora de mantenimiento de tolerancia inmunológica”, añade.

“Aunque el tratamiento con VIP reduce ligeramente los niveles de colesterol en sangre, este no es el mecanismo de acción terapéutica, por lo que se podría utilizar en combinación con medicamentos reductores de colesterol usados actualmente en clínica, y sobre todo tras con una dieta baja en colesterol”, señala Delgado. “VIP se ha usado en el tratamiento de otros modelos de enfermedades autoinmunes y carodiovasculares, y se ha utilizado como terapia en humanos en enfermedades inflamatorias y respiratorias, demostrando su seguridad y su eficiencia”, añade.

Las enfermedades cardiovasculares se han convertido en la principal causa de muerte a nivel global. Entre ellas, el infarto de miocardio e isquémico causados por la aterosclerosis encabezan las estadísticas de mortalidad y morbididad, y la miocarditis y la subsiguiente cardiomiopatía dilatada son las mayores causas de fallo cardiaco en jóvenes adultos. Por otro lado, la miocarditis se origina por exposición a toxinas o agentes infecciosos, y se caracteriza por una infiltración de células inflamatorias en el miocardio, con la consecuente pérdida de células musculares cardiacas y el desarrollo de fibrosis cardiaca.

“Diversas evidencias indican que la progresión de la aterosclerosis y la miocarditis depende del desarrollo de respuestas autorreactivas contra componentes del miocardio y la pared arterial, lo cual abre la posibilidad que aproximaciones terapéuticas inmunomoduladoras puedan ser efectivas en estas enfermedades cardiovasculares”, concluye Delgado.

FUENTE: DICYT ; CSIC

EE.UU. se plantea cómo llegar a Marte en 193 segundos

2018-06-02T12:55:00.000-07:00

Estados Unidos se plantea manipular el espacio-tiempo para conseguir llegar a Marte en 193 segundos, según un informe secreto revelado por la prensa norteamericana. Los agujeros de gusano y el mecanismo warp son la base de este plan, considerado todavía muy remoto en el tiempo.

En algún momento después de agosto de 2008, el Departamento de Defensa de EE.UU. contrató a decenas de investigadores para estudiar algunas tecnologías aeroespaciales muy avanzadas que incluyen métodos nunca antes vistos de propulsión, sustentación y sigilo.

El resultado fue un informe de 34 páginas que ha atraído la atención de los medios por las posibilidades, meramente teóricas, de tecnologías que permitirían, por ejemplo, llegar a Marte desde la Tierra en tan sólo 193 segundos o a Júpiter en media hora.

El informe se centra especialmente en la posibilidad de superar el límite de la velocidad de la luz para realizar viajes a través del espacio.

Señala que, en los últimos años, los físicos han descubierto dos lagunas que hipotéticamente permitirían trascender esa limitación: el puente Einstein-Rosen (comúnmente conocido como "agujero de gusano") y el desplazamiento por curvatura, también conocido como mecanismo warp.

Fundamentalmente, ambas ideas implican la manipulación del espaciotiempo de alguna manera exótica que permite un viaje más rápido que la luz, señala el informe.

El desplazamiento por curvatura es una forma teórica de propulsión superlumínica que permitiría propulsar una nave espacial a una velocidad equivalente a varios múltiplos de la velocidad de la luz. Este tipo de propulsión se basa en curvar o distorsionar el espacio-tiempo, de tal manera que permita a una nave acercarse al punto de destino tal como ocurría en la película Star Trek.

El agujero de gusano supone que es posible conectar dos regiones del espacio potencialmente distantes a través de un atajo topológico. Una nave entraría en un agujero de gusano y saldría por el otro extremo instantáneamente en una región remota del espacio y, supuestamente, también del tiempo. Es uno de los fundamentos de los hipotéticos viajes en el tiempo.

La forma en que esto podría funcionar, dice el informe, es mediante el uso de una gran cantidad de energía oscura para expandir una dimensión extra en una "burbuja". Esa burbuja sería lo suficientemente grande como para acoger una nave espacial de tal vez 100 metros cúbicos, aproximadamente del tamaño de un camión semirremolque.

Cambio dramático

"Si se pretende entretener de forma realista la noción de exploración interestelar en tiempos de la vida humana, es necesario un cambio dramático en el enfoque tradicional de la propulsión de las naves espaciales", escriben los autores.

Los autores sugieren que no podemos estar muy lejos de descifrar los misterios de otras dimensiones más altas e invisibles y de la así llamada energía oscura.

En cosmología física, la energía oscura es una forma de energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.

En Física también se cree que el universo puede no consistir en las tres dimensiones espaciales de longitud, ancho, ancho y una de tiempo, sino que, de hecho, puede haber hasta siete dimensiones adicionales.

"El control de este espacio de mayor dimensión puede ser una fuente de control tecnológico sobre la densidad de energía oscura y, en última instancia, podría desempeñar un papel en el desarrollo de tecnologías de propulsión exóticas, específicamente, un impulso warp", dice el informe.

Y agrega: "los viajes al planetas dentro de nuestro propio sistema solar tomarían horas en lugar de años, y los viajes al sistema estelar local se medirían en semanas en lugar de cientos de miles de años", concluye.

El informe, totalmente confidencial, fue destapado por una televisión de Nevada, ha sido objeto de información y análisis de diversos medios, como Business Insider, y difundido asimismo por Public Intelligence.

Sean Carroll, físico teórico de Caltech citado por Business Insider, matiza: "no hay ninguna posibilidad de que alguien dentro de nuestras vidas o en los próximos 1.000 años construya cualquier cosa que haga uso de cualquiera de estas ideas, para fines de defensa o algo así".

FUENTE: Tendencias21

La importancia de la levadura sintética para el futuro de la humanidad

2018-05-25T15:26:00.000-07:00

La investigación está recreando artificialmente los 16 cromosomas del hongo unicelular responsable de la cerveza. Su éxito podría conducir a algas de diseño que producen combustible, órganos a prueba de enfermedades e incluso la resurrección de especies extintas.

La relación entre el Homo sapiens y el hongo unicelular Saccharomyces cerevisiae, más conocido como levadura de cerveza, se remonta como mínimo a los sumerios. Los humanos descubrieron que podían aprovecharse de una especie microscópica a través de la fermentación. En la actualidad, las células de levadura se han vuelto expertas en la producción de etanol e insulina, y son el caballo de batalla de los laboratorios de investigación.

Pero esto no significa que el S. cerevisiae no pueda mejorarse aún más, o al menos eso es lo que está intentando Jef Boeke. El director del Instituto de Genética de Sistemas de la Universidad Langone Health en Nueva York (EE. UU.) dirige un equipo internacional de cientos de personas, cuyo objetivo consiste en sintetizar las 12,5 millones de letras genéticas que componen el genoma de las células de levadura.

Para ello, deben reemplazar cada uno de los 16 cromosomas de la levadura por ADN sintético producido en sintetizadores químicos del tamaño de una estufa. Poco a poco, Boeke y su equipo, que procede de casi una 12 de instituciones distintas, están modernizando el genoma de la levadura y asegurándolo para que los investigadores puedan juguetear con sus genes. Al final, la levadura sintética, llamada Sc2.0, debería ser 100% personalizable.

Boeke afirma: "En los próximos 10 años, la biología sintética producirá todo tipo de compuestos y materiales con microorganismos. Esperamos que nuestra levadura juegue un papel importante en este cambio".

El proyecto podría compararse con el del primer auto fabricado por Henry Ford: hecho a mano y el único de su clase. Pero gracias a él, algún día podríamos diseñar genomas en la pantalla de un ordenador de forma rutinaria. En lugar de diseñar o editar el ADN original de un organismo, imprimir una copia nueva podría resultar más fácil. Imagine algas de diseño que producen combustible; órganos a prueba de enfermedades; o incluso, especies extintas que vuelven a la vida. "Esto podría ser más importante que la revolución espacial y la informática", opina el experto en genómica de la Escuela de Medicina de Harvard (EE. UU.), George Church.

Vídeo: Un vídeo producido por la Universidad de Nueva York describe el análisis de la levadura con ADN parcialmente sintético. DOCTORBEE54 | Youtube

Los investigadores ya han conseguido sintetizar las instrucciones genéticas que operan a virus y bacterias. Pero las células de levadura son eucarióticas, lo que significa que sus genomas están encerrados dentro del núcleo celular y agrupados en forma de cromosomas, igual que los de los humanos. Sus genomas son también mucho más grandes, lo que complica la tarea, ya que sintetizar ADN es mucho más caro que leerlo.

Actualmente se puede secuenciar un genoma humano por unos 800 euros, y el precio sigue bajando. En comparación, para reemplazar cada letra de ADN en la levadura, Boeke tendrá que gastarse unos 1,2 millones de euros. A ese coste hay que añadir la mano de obra y los gastos informáticos, por lo que el coste total del proyecto, que lleva en marcha desde hace una década, será considerablemente mayor.

Junto a Church y otros investigadores, Boek lidera la organización GP-write, que de defensa de la investigación internacional centrada en reducir el coste del diseño, la ingeniería y los análisis genómicos por un factor de 1.000 durante la próxima década. Boeke detalla: "Tenemos toda clase de desafíos como especie en este planeta, y la biología podría tener un gran impacto en ellos. Pero para ello necesitamos reducir los costes".

Fuente: Technologyreview

Un proceso cuántico convierte en electricidad la radiación infrarroja

2018-05-24T18:22:00.000-07:00

Científicos saudíes han encontrado la forma de obtener electricidad a través de la radiación infrarroja que emite el planeta. Se han valido de nano-antenas que usan el efecto túnel cuántico para que los electrones puedan traspasar un diodo y transformar las ondas infrarrojas en corriente eléctrica. Un prototipo que puede revolucionar el sector energético.

La mayoría de la luz solar que golpea la Tierra es absorbida por sus superficies, océanos y atmósfera. Como resultado de este calentamiento, la radiación infrarroja se emite constantemente a nuestro alrededor.

Estimada en millones de gigavatios por segundo, esta radiación infrarroja residual es capaz de abastecer la demanda energética de la humanidad miles de veces.

Un equipo de Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá, en Arabia Saudita, ha desarrollado un dispositivo que puede aprovechar esta energía, así como el calor residual de los procesos industriales, y transformarla en electricidad útil.

A diferencia de los paneles solares que están limitados por las horas del día y las condiciones climáticas, el calor infrarrojo puede ser recogido las 24 horas del día. Una forma de lograrlo es tratar el exceso de calor infrarrojo como ondas electromagnéticas de alta frecuencia.

Utilizando antenas diseñadas específicamente para esta investigación, las ondas electromagnéticas recogidas se envían a un rectificador, típicamente un diodo semiconductor, que convierte las señales alternas en carga de corriente continua para baterías o dispositivos eléctricos.

Efecto túnel

El proceso se consigue mediante la fabricación de una rectenna o rectena, (rectifying antenna o antena rectificadora), un tipo especial de antena que se usa para convertir directamente microondas en corriente continua. En esta investigación, como la longitud de las ondas infrarrojas es extremadamente corta, para poder aprovecharlas fue necesario construir rectenas realmente minúsculas.

Además, las ondas infrarrojas oscilan miles de veces más rápido que un semiconductor típico. "No hay ningún diodo comercial en el mundo que pueda funcionar con tanta frecuencia", explica Atif Shamim, líder de proyecto de KAUST, en un comunicado. Por eso han recurrido al efecto túnel.

El efecto túnel es un fenómeno cuántico que permite a una partícula superar una barrera que en teoría no podría traspasar por falta de capacidad. Por ejemplo, una bala disparada desde la base de una montaña necesita una cierta cantidad de energía para llegar a la cúspide y llegar al otro lado. Pero una bala cuántica no: puede llegar al otro lado de la montaña gracias a la indeterminación de su posición, que es la base de cualquier fenómeno cuántico.
Pues ese efecto túnel, según los investigadores, puede ayudar a la construcción de las citadas antenas nanométricas y obtener energía de la naturaleza: los electrones pueden atravesar una pequeña barrera, gracias a un diodo regido por el efecto túnel (Metal-Insulator-Metal), y transformar las ondas infrarrojas en corriente eléctrica.

Nano-antena con diodo

Lo han comprobado construyendo una nano-antena en forma de mariposa que incorpora una película aislante muy delgada entre dos brazos metálicos ligeramente recubiertos de oro y titanio.

El invento es capaz de generar campos eléctricos intensos, necesarios para el buen funcionamiento de la nano-antena. El diodo MIM ha capturado con éxito la radiación infrarroja y sólo se enciende cuando es necesario.

Y aunque de momento sólo se trata de una etapa del proceso innovador superada con éxito, todavía quedan muchos problemas técnicos por resolver antes de que pueda confirmarse la viabilidad del dispositivo.

Uno de los problemas a resolver es que consume mucha energía, pero si las investigaciones se desarrollan según lo previsto, será posible conectar millones de micro-antenas para aumentar la producción de electricidad en un país o una región. Toda una revolución para el sector energético.

Fuente: tendencias21

Un polímero fotovoltaico permite ver luz a retinas dañadas

2013-03-29T07:51:00.000-07:00

Un equipo de neurocientíficos y científicos de los materiales ha demostrado que un polímero fotovoltaico puede devolver a las retinas lesionadas la capacidad de detectar la luz, lo que ofrece la esperanza de conseguir una forma sencilla de devolver la visión a muchas personas con enfermedades degenerativas oculares.
Las personas con retinosis pigmentaria y algunas variedades de degeneración macular pierden la vista porque sus células fotorreceptoras -los bastones y conos que detectan la luz en sus retinas- dejan de funcionar o mueren. El nuevo trabajo, llevado a cabo por científicos del Instituto Italiano de Tecnología en Génova y publicado la semana pasada en la revista Nature Photonics, sugiere que incorporar el polímero orgánico a las retinas de pacientes con estas condiciones podría servir para resolver este problema en el futuro. El polímero, que convierte la luz en estimulación eléctrica, no requiere una fuente de energía, como es el caso de otras prótesis de retina artificial
Otros grupos han desarrollado implantes de retina, series de electrodos que suplen la función de las células que faltan (ver "Un microchip para recuperar visión" y "Una prótesis que devuelve visión a las personas ciegas, aprobada en Estados Unidos"). Pero estos sistemas ofrecen una resolución limitada y dependen de rígidos microchips que no se pueden adaptar a la curvatura del interior del ojo.
"Ni siquiera un fino chip de silicio es plegable, así que un polímero orgánico podría ser la próxima generación de potenciales prótesis de retina capaces de permitir una cobertura mayor de la retina porque se pueden doblar", afirma Stephen Rose, director de investigación en la organización sin ánimo de lucro Fundación Luchando contra la Ceguera.
Los investigadores italianos, dirigidos por el neurocientífico Fabio Benfenati y el científico de los materiales Guglielmo Lanzani, empezaron con lo que Benfati denomina "una locura": "intentar cultivar neuronas encima de estos polímeros fotovoltaicos y ver si la iluminación del polímero era capaz de excitar las neuronas". Como informaron él y sus coautores en 2011, esto era posible.
En el nuevo estudio, las retinas lesionadas se colocaron sobre un trozo de cristal cubierto por el polímero. Benfati y sus compañeros registraron la actividad eléctrica de las neuronas restantes en la retina que normalmente enviarían axones al cerebro en respuesta a la luz. Al enfocar el montaje con una luz descubrieron actividad neuronal parecida a la que se observaría en una retina sin lesiones. Su hipótesis es que cuando el polímero está expuesto a la luz, se acumulan cargas negativas sobre su superficie; estas cargas negativas quitan las cargas positivas del exterior de la neurona, provocando que se dispare.
Las retinas colocadas sobre el cristal cubierto de polímero respondieron a niveles de luminosidad equivalentes a la luz diurna, lo que significa que la tecnología "tiene el potencial para los implantes de retina", explica Benfati. Sin embargo, el polímero no respondió a toda la gama de sombras y luminosidad que pueden manejar los fotorreceptores normales. Los autores sugieren que las próximas generaciones de la película podrían ser capaces de hacerlo, Mientras tanto, han empezado a ensayar implantes cubiertos de polímero en ratas con retinosis pigmentaria.

Fuente: technologyreview
Web amigas: Estado Carabobo

Cinturón de seguridad y airbag, dos en uno

2013-03-29T07:43:00.000-07:00

El nuevo cinturón de seguridad trasero hinchable de Ford combina las características de unairbag con las de un cinturón de seguridad convencional. El dispositivo tendrá su debut en el nuevo modelo de Mondeo y estará disponible en España a mediados de 2013.
El nuevo cinturón hinchable funciona como un cinturón de seguridad normal y, en caso de accidente, se despliega en menos de 40 milisegundos como un airbag. Para ello utiliza el gas comprimido alojado en un cilindro debajo del asiento trasero, y que entra en el cinturón a través de una hebilla.
"Ofrece refuerzo suplementario en la cabeza y el cuello y por ello es especialmente efectivo si lo llevan niños pequeños o personas mayores, que son más vulnerables en caso de accidente", ha indicado Joerg Doering, ingeniero de cinturones de seguridad de Ford Europa. Según investigaciones de Ford, más del 90 por ciento de los usuarios que probaron los cinturones de seguridad hinchables los encontraron igual o más cómodos que los cinturones de seguridad convencionales porque están acolchados y son más suaves.
"Hemos probado el sistema ampliamente haciendo uso de toda nuestra familia de muñecos de pruebas de choque y ofrece protección extra más allá de los sistemas estándar de cinturones de seguridad traseros", ha explicado Doering. El nuevo dispositivo aún no está disponible en Europa, y se prevé que llega a España a mediados del año 2013.

Fuente: Muy interesante
web amiga: Estado Carabobo

Una nueva pantalla 3D que permitiría a teléfonos y tabletas producir hologramas

2013-03-23T14:22:00.000-07:00

Un nuevo tipo de pantalla tridimensional desarrollada en el laboratorio HP Labs, reproduce vídeos como hologramas sin la necesidad de utilizar partes móviles ni gafas. Los vídeos reproducidos en el sistema de HP flotan por encima de la pantalla y los espectadores pueden dar vueltas a su alrededor y experimentar una imagen o un vídeo desde hasta 200 puntos de vista distintos, como si caminaran alrededor de un objeto real.

La pantalla se hace modificando una pantalla de cristal líquido convencional (LCD), el mismo tipo de pantalla que se encuentra en la mayoría de los teléfonos, portátiles, tabletas y televisiones. Los investigadores esperan que estos sistemas 3D permitan nuevos tipos de interfaces de usuarios para los aparatos electrónicos portátiles, los juegos y la visualización de datos. El trabajo, llevado a cabo en HP Labs en Palo Alto, California (EE.UU.), depende de complejos procesos físicos para hacer pantallas 3D que pueden ser de un grosor de medio milímetro.

El 3D convencional -el tipo que se encuentra en las salas de cine- proporciona al espectador una única perspectiva. La clave para hacer una pantalla multivisión en 3D es reproducir todos los rayos de luz que refleja un objeto en todos los ángulos y enviar una imagen distinta al ojo izquierdo y derecho del espectador. Algunos sistemas para producir imágenes 3D multivisión requieren espejos giratorios; otras usan sistemas de láseres y múltiples procesadores gráficos.

La pantalla de HP usa surcos con nanopatrones que el investigador de HP David Fattal (uno de los 10 innovadores franceses premio MIT Technology Review Innovadores enores de 35), quien dirigió el trabajo denomina "píxeles direccionales", para enviar la luz en distintas direcciones. Esto hace que no sean necesarias partes móviles y además los nanopatrones se incorporan a un componente ya existe en la pantalla, la retroiluminación.

Un LCD convencional usa una lámina de plástico o cristal cubierta de puntos en relieve que dispersan la luz blanca y la dirigen a través de los filtros de color, polarizadores y obturadores de la pantalla hacia el espectador. Esta nueva pantalla 3D amplía investigaciones ópticas que demuestran cómo el recorrido, el color y otras propiedades de la luz se pueden manipular pasándola por materiales con patrones grabados a nanoescala.

La pantalla de HP reemplaza los puntos que dispersan la luz al azar en un LCD normal por surcos con patrones específicos. Cada "pixel direccional" tiene tres juegos de surcos que dirigen la luz roja, verde y azul respectivamente en una dirección concreta. El número de píxeles direccionales determina el número de puntos de vista que puede producir la pantalla. La luz de los píxeles pasa entonces por una serie convencional de obturadores de cristal líquido que dejan pasar o bloquean la luz para crear una imagen en movimiento, igual que en un LCD convencional.

Por ahora, los investigadores de HP han demostrado imágenes estáticas con 200 puntos de vista y vídeos con 64 puntos de vista y 30 fotogramas por segundo por ahora. La cifra de puntos de vista en el sistema de vídeo se ve limitada por su capacidad de unir la retroiluminación con los obturadores de nanopatrones de cristal líquido en el laboratorio. Fattal explica que el sistema debería ser fácil de fabricar, porque es un LCD modificado.

La ciencia ficción nos ha dado innumerable imaginería de interfaces de ordenador futuristas que permiten a la gente manipular datos, imágenes y mapas moviendo las manos en medio de flujos de hologramas. La tecnología para hacer seguimiento de los gestos está bastante bien desarrollada, afirma Fattal, sistemas como Kinect de Microsoft están disponibles directamente. Según él, todo lo que falta son sistemas prácticos para producir imágenes 3D de alta calidad que se puedan ver desde múltiples posiciones alrededor de una pantalla.

Ha habido muy poca innovación en la física básica necesaria para crear imágenes 3D desde principios del siglo XX, afirma Gordon Wetzstein investigador del grupo Camera Culture del Media Lab del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE.UU.). Wetzstein no ha participado en este trabajo. La mayoría de las televisiones 3D y otros sistemas disponibles en el mercado usan antiguos trucos ópticos -gafas especiales para filtrar parte de la imagen para el ojo izquierdo o derecho, por ejemplo- para crear la ilusión de profundidad. Afirma que la nueva pantalla "está transformando una tecnología que lleva 100 años funcionando".

Fattal reconoce que producir contenido para la nueva pantalla requiere 200 imágenes distintas. Algunos de estos datos de imágenes se pueden reconstruir digitalmente -no hace falta usar 200 cámaras- pero para el futuro próximo, las aplicaciones más prometedoras para estas pantallas probablemente tengan que ver con mostrar imágenes generadas por ordenador. "Una interfaz 3D para un teléfono móvil o un portátil podría mostrar distintas ventanas unas al lado de otras, o los arquitectos podrían usar una tableta para mostrar una maqueta 3D a un cliente en vez de construir una maqueta física", explica Fattal. "O se podría usar un reloj inteligente para ver Google Maps en 3D".

Fuente: Technologyreview

Web amiga: Estado Carabobo

Diseñan una mano biónica con sentido del tacto

2013-03-17T10:44:00.000-07:00

Científicos de Pisa (Italia) y Lausana (Suiza) han diseñado una mano biónica, que permite sentir lo que está tocando, que será probada por primera vez a finales de este año en un joven italiano que perdió la parte inferior de su brazo en un accidente. Los prototipos anteriores proporcionaban menos sensibilidad, puesto que esta prótesis envía señales desde la punta de los dedos, desde la palma y desde la muñeca.

La primera mano biónica que permitirá a un paciente sentir lo que está tocando será implantada temporalmente a finales de este año a un joven italiano que perdió la parte inferior de su brazo en un accidente.

Será una intervención pionera que podría suponer la llegada de una nueva generación de prótesis dotadas de percepción sensorial, señalan los responsables del proyecto.

La mano biónica, informa SINC, ha sido desarrollada por Prensilia, una spin off de la Escuela Superior de Santa Ana, en Pisa (Italia), en colaboración con investigadores de Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza).

Según han señalado los investigadores, la mano se unirá directamente al sistema nervioso del paciente través de electrodos recortados en los nervios medio y cubital del brazo, lo que le permitirá controlar la prótesis con sus pensamientos. Además, añaden, podrá recibir señales sensoriales en su cerebro procedente de los sensores de la mano biónica.

La prótesis no se implantará, por el momento, de forma permanente al paciente. El plan es que la lleve durante un mes para ver cómo se adapta.

Si todo va bien, ya se está desarrollando un modelo más perfeccionado para nuevas pruebas dentro de dos años.

El mismo equipo ya probó en 2009 un modelo previo de mano biónica con un paciente llamado Pierpaolo Petruzziello, que perdió la mitad de su brazo en un accidente automovilístico.

Petruzziello fue capaz de mover los dedos de la prótesis, cerrarla como un puño y sostener objetos. Durante las pruebas dijo que tenía la sensación de agujas pinchadas en la palma de la mano.

Esta primera versión solo tenía dos zonas sensoriales, mientras que el nuevo prototipo enviará señales desde las puntas de los dedos, pasando por la palma y hasta la muñeca, indican los investigadores.

Fuente: Tendencias21

Web amigas: Estado Carabobo

Nuevo método transforma el dióxido de carbono en energía renovable

2011-05-22T16:18:00.001-07:00

Un especialista de la Universidad de Delaware, en Estados Unidos, ha desarrollado un método que transforma el dióxido de carbono (CO2), un gas de efecto invernadero cuyas emisiones son una de las principales causas del cambio climático, en energía limpia que puede ser empleada como combustible para vehículos, por ejemplo. Si esta alternativa avanza podrían reducirse los niveles de CO2, además de obtenerse un nuevo método de producción de energías renovables.

Un nuevo método para producir energía renovable aprovechando el dióxido de carbono ha sido desarrollado en la Universidad de Delaware, Estados Unidos. Este avance, que ha sido merecedor de un importante premio, tendría una doble implicación positiva: por un lado, permitirá disminuir los niveles de CO2 y, por otro, permitirá avanzar en la generación de combustibles a base de energías limpias.

La investigación, desarrollada por Joel Rosenthal, obtuvo concretamente el Ralph E. Powe Junior Faculty Enhancement Award, un premio otorgado por Oak Ridge Associated Universities (ORAU), un consorcio de 98 universidades. Rosenthal fue uno de los 30 ganadores de este premio en Estados Unidos, que tiene como objetivo la mejora y optimización de las investigaciones.

El premio incluye 5.000 dólares de financiación inicial (unos 3.460 euros), aportados por ORAU, y otros 5.000 dólares que corren a cargo de la universidad que acoge el proyecto. Además de enriquecer la investigación, el galardón pretende servir como referencia e impulso para nuevas oportunidades de financiación.

La innovación gira en torno a electrocatalizadores de metales como el níquel y el paladio, que producen electrones al reaccionar con el dióxido de carbono. Esto genera un efecto químico que permite la reducción de este gas de efecto invernadero y su transformación en monóxido de carbono o metanol, ricos en energía para múltiples usos.

Importantes aplicaciones

Además de su uso en la fabricación de plásticos, solventes, alfombras y otros productos, el metanol es empleado como combustible en coches de carrera en los Estados Unidos, y actualmente se está investigando su posible empleo como portador de hidrógeno para los vehículos que utilizan pilas de combustible.

El monóxido de carbono, por su parte, es un importante complemento para el trabajo con hidrocarburos líquidos en el campo de la energía, además de tener aplicaciones como producto químico industrial para la producción de plásticos y detergentes o para desarrollar el ácido acético utilizado en la conservación de alimentos, fabricación de medicamentos y otros campos.

El novedoso método ha sido difundido a través de una nota de prensa de la Universidad de Delaware, y además mereció un artículo en el medio especializado Science Daily. Rosenthal obtuvo su licenciatura en química orgánica en la New York University, y su doctorado en química inorgánica en el MIT.

En esa etapa de su formación, el investigador estudió los distintos procesos de conversión de energía y catalización. Su asesor de doctorado en el MIT fue Dan Nocera, un científico líder en el terreno de la investigación en energías renovables. Rosenthal llegó a la Universidad de Delaware el pasado otoño, y allí ha conformado un grupo de investigación compuesto por ocho especialistas, dedicados al proyecto en cuestión.

Ecología y generación energética

Según el propio Joel Rosenthal, la reducción catalítica del dióxido de carbono al monóxido de carbono es una transformación de gran trascendencia, ya que permitiría la disminución de los niveles atmosféricos de CO2, mientras que produciría un sustrato rico en energía que serviría de base para la producción de combustibles.

El científico tiene como propósito optimizar los procesos químicos que permiten concretar esta transformación, pero con el objetivo final de generar combustible líquido a partir de fuentes renovables como la energía eólica y solar, sin emplear la base tradicional de combustibles fósiles.

A nivel ecológico, es evidente que el problema del CO2 es muy importante. Por eso, Rosenthal busca trazar los principios de diseño molecular que permitan la conversión de CO2 en combustibles eficientes. Una vez que se concrete este paso, será posible desarrollar esta técnica a escala comercial.

Cabe recordar que las estimaciones más conservadoras predicen que para el año 2050 la tasa de consumo de energía mundial se duplicará con relación a las cifras registradas sobre finales del siglo XX. Asimismo, la mayoría de los científicos cree que el aumento de los niveles de dióxido de carbono es una de las causas principales del cambio climático global. Evidentemente, dos condiciones que incrementan la importancia de este nuevo método.

Fuente: tendencias21

40 kilómetros con un litro de orina

2011-05-22T16:15:00.001-07:00

Los biocombustibles, aquellos producidos con materia orgánica como el maíz o la soja han sido cuestionados como los sustitutos de los combustibles fósiles por múltiples razones. Por esta razón los investigadores se afanan en buscar nuevas fuentes de energías a partir de materias primas renovables como, en esta ocasión, en la Universidad de Ohio, a partir de la orina.

El ser humano genera entre dos y tres litros de orina al día, un deshecho que se desperdicia y debe ser tratado para no crear problemas medioambientales. Sin embargo, el equipo de investigadores dirigidos por la profesora Gerardine Botte de la Universidad de Ohio ha encontrado una salida mejor a estos residuos: utilizar la orina como combustible.

Esta profesora asociada de química e ingeniería biomolecular del Russ College de Tecnología e Ingeniería, perteneciente a la Universidad de Ohio ha conseguido separar el hidrógeno presente en el orín y el amoniaco para así utilizarlo para energía. Además, "es un proceso más barato y eficiente" explicaba a la BBC la propia Botte.

En ciertos lugares como las granjas, los restos de orín de los animales pueden convertirse en un problema para el medio ambiente. Esta tecnología que provoca la electrolisis del amoniaco gracias a una pequeña corriente eléctrica podría ser la solución a cientos de miles de litros de estos residuos. "Hay que seguir desarrollando la tecnología para permitir a estas granjas utilizar el hidrógeno resultante como energía" explicaba Botte.

¿Recargaremos los depósitos con orín?

Aplicado al transporte y según los cálculos de Gerardine Botte, un vehículo que se moviera con una celda de hidrógeno podría recorrer unos 40 kilómetros por cada litro de orín. Igualmente esta nueva tecnología se podría aplicar a las casas. En palabras de Botte, "la orina de los 22.000 estudiantes de la Universidad de Ohio podría generar energía para unas 50-70 casas, al ser procesadas por una celda de combustible".

En épocas de crisis la ciencia y la innovación tienen la clave en muchos aspectos de la mejora de las condiciones de vida de los habitantes y de la disminución del daño al medio ambiente. En esta ocasión, un recurso renovable, o mejor dicho un desecho diario, parece que podría convertirse en el mejor combustible para los coches del mañana. Aun así todavía queda mucho camino científico que recorrer en el desarrollo tanto de motores como de combustibles y sistemas de almacenamiento.

Fuente: Muyinteresante

Diseñan un nuevo método de producción de hidrógeno a partir de luz solar

2011-05-22T16:12:00.001-07:00

Un equipo de ingenieros e investigadores de la University of Colorado Boulder, en Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo método de producción de hidrógeno a partir de luz solar que, según un informe del Departamento de Energía norteamericano, constituye una de las opciones tecnológicas más interesantes para el desarrollo de esta fuente de energía sostenible. Las ventajas del método radican en su alto rendimiento y su eficacia en términos económicos.

Un mayor rendimiento en términos productivos y una mejora sustancial en cuanto a los costes serían las dos ventajas principales de un nuevo método de producción de hidrógeno mediante luz solar, desarrollado por especialistas de la University of Colorado Boulder. El equipo de ingenieros y científicos norteamericanos ha recibido, además, el apoyo del Departamento de Energía de los Estados Unidos, por la efectividad del método para la generación de este combustible renovable.

El proyecto, dirigido por el profesor Alan Weimer, consiste en una serie de espejos destinados a concentrar los rayos del sol y a crear temperaturas muy elevadas, en torno a los 2.640 grados Fahrenheit (unos 1450º C). Gracias a ese proceso y a otros complementarios, se logra dividir el hidrógeno y el oxígeno del agua empleada en el sistema.

En la actualidad, el método más barato para la producción de hidrógeno es un proceso que combina metano con vapor de gas natural. A pesar de su eficacia en términos económicos, durante este proceso se liberan cantidades significativas de dióxido de carbono a la atmósfera, provocando en consecuencia que la producción de este combustible afecte al medio ambiente.

Buscando nuevos métodos que combinen la eficiencia económica, el rendimiento productivo y la disminución de las emisiones contaminantes, el Departamento de Energía de los Estados Unidos encargó un informe a la compañía TIAX sobre diferentes procesos en desarrollo e investigación para la generación de hidrógeno y su empleo como combustible.

Principales ventajas

El mencionado informe concluyó que el método desarrollado en la University of Colorado Boulder no produce emisiones de gases de efecto invernadero y es más rentable que el resto de las tecnologías analizadas. El avance fue difundido a través de una nota de prensa de la universidad y de un artículo publicado por Science Daily.

¿Por qué el método diseñado por Alan Weimer y su equipo fue calificado de esta forma en el informe de TIAX para el Departamento de Energía? Básicamente, porque las reacciones de disociación del agua se producen a temperaturas más bajas y son más rápidas que en otros procesos. Además, se requiere una menor cantidad de energía y de materiales activos, lo que se traduce en una disminución de los costes de producción.

Según Weimer, el uso de una película fina como recubrimiento en el receptor solar, de características porosas, permite que el calor y el vapor necesario para el proceso fluyan más fácilmente a través del dispositivo, provocando que las reacciones se produzcan de manera más eficiente.

Los especialistas han podido reducir la temperatura necesaria para dividir el agua en unos 482 grados Fahrenheit (250º C), además de eliminar la inestabilidad del proceso (uno de los grandes obstáculos en muchos métodos empleados en la actualidad), mediante el uso de películas delgadas como recubrimiento y de un sustrato de reactivos.

Purificación de agua

Para los ingenieros e investigadores de la University of Colorado Boulder, este nuevo método constituye un avance importante para el desarrollo del hidrógeno como combustible, y existe una buena oportunidad para que se convierta en la corriente principal en términos de energías sostenibles en el suroeste de los Estados Unidos y en otras regiones de alta incidencia de energía solar en todo el mundo.

Por otra parte, el método de división del agua desarrollado por Weimer y sus colegas no solamente utiliza recursos renovables y produce hidrógeno sostenible, sino que además puede ser muy eficaz para purificar y potabilizar agua, lo que podría solucionar los problemas de escasez de agua en el futuro.

Weimer está presentando actualmente su investigación en distintas organizaciones para obtener el apoyo necesario para continuar la investigación, para la que se requieren recursos gubernamentales y privados. Entretanto, el Departamento de Energía continúa investigando nuevos enfoques para la producción de hidrógeno a partir de luz solar.

El objetivo final es la comercialización de la producción, tanto con éste como con otros métodos. Según el Departamento de Energía, la planificación de costes en el análisis de producción de hidrógeno hacia 2015 indica un precio de seis dólares por kilogramo, mientras que en 2025 los valores deberían oscilar entre los dos y los tres dólares por kilogramo.

Fuente: tendencias21

Importante avance en el desarrollo de biocombustibles a partir de microbios

2011-05-22T16:11:00.001-07:00

Un grupo de ingenieros e investigadores del Lawrence Berkeley National Laboratory y del Joint BioEnergy Institute (JBEI), organismos pertenecientes al Departamento de Energía de los Estados Unidos, han concretado un importante avance en el campo de la producción de biocombustibles mediante microbios. La metodología desarrollada permite disminuir en gran medida la toxicidad de los biocombustibles para los microbios, logrando de esta forma un importante incremento de la productividad.

Especialistas norteamericanos han dado un paso trascendente en el desarrollo de biocombustibles mediante microbios, al lograr reducir de manera considerable la toxicidad de los compuestos empleados para los microbios. Este enfoque innovador permitirá un fuerte incremento en la productividad de este tipo de proyectos energéticos.

Se sabe que los biocombustibles producidos a partir de distintas especies vegetales y residuos agrícolas podrían convertirse en uno de los sustitutos más efectivos de la gasolina y otros combustibles fósiles. Aunque también se han marcado algunos puntos negativos que ponen en duda su carácter sostenible, no puede obviarse que en la actualidad constituyen una de las salidas posibles de la dependencia de las fuentes energéticas tradicionales.

Asimismo, el desarrollo de biocombustibles a través de la actividad microbiana es otra faceta estudiada en los últimos años. Sin embargo, hasta ahora, esa posibilidad tenía un fuerte condicionante en términos de productividad: gran parte de los compuestos que se utilizaban en la producción eran tóxicos para los microbios, una característica que reducía fuertemente los niveles productivos.

La investigación mencionada ha logrado desarrollar las condiciones para aliviar la toxicidad de los biocombustibles en E. coli y otros microorganismos, abriendo el camino para una mayor productividad. Así lo establecen una nota de prensa del Lawrence Berkeley National Laboratory, y un artículo del medio especializado Molecular Systems Biology.

Microbios resistentes

Según Aindrila Mukhopadhyay, una de las especialistas responsables de la investigación, el avance se ha obtenido a partir del trabajo con todos los datos disponibles de la secuencia del genoma de los microorganismos, con los que se generó una "biblioteca" de genes capaces de generar una estrategia simple pero eficaz para aliviar la toxicidad de los compuestos en E. coli. De esta forma, se ha logrado mejorar la producción de biocombustibles.

Este nuevo enfoque ya ha propiciado en el Joint BioEnergy Institute (JBEI) y en otros centros de investigación el diseño de sistemas que emplean microorganismos, tales como E. coli, para producir biocombustibles avanzados de una manera rentable. Estos combustibles pueden reemplazar a la gasolina y se utilizan actualmente en distintas infraestructuras y motores.

Estos nuevos biocombustibles, producidos a partir de compuestos de cadena ramificada de carbono, también serían superiores al biodiésel empleado en la actualidad, que se produce a partir de ésteres de ácidos grasos lineales. Una de sus aplicaciones más efectivas sería como combustible para aviones.

La solución: bombas de eflujo

Aunque las vías de biosíntesis para la producción de estos compuestos de carbono en los microbios han sido identificadas, la toxicidad de los productos aplicados atenta directamente contra la productividad. Para que la producción de biocombustible microbiano sea rentable, se requiere el desarrollo de cepas de microbios resistentes al estrés y a la toxicidad.

Los microbios utilizan diversas estrategias para hacer frente a la toxicidad celular, pero quizás la solución más eficaz son las denominadas bombas de eflujo, proteínas ubicadas en la membrana citoplasmática cuya función es transportar las sustancias tóxicas fuera de la célula. Sin embargo, hasta hoy no se había demostrado su efectividad en el campo de los biocombustibles.

Mediante la clasificación del conjunto de bombas de eflujo, los investigadores del Lawrence Berkeley National Laboratory y del Joint BioEnergy Institute lograron seleccionar un subconjunto de gran eficacia para su aplicación en el desarrollo de biocombustibles.

Según Mukhopadhyay, el equipo se centró de manera específica en la llamada "bomba borkumensis A.", probando su efectividad sobre la cepa del microbio empleado para producir limoneno como biocombustible para aviación. Los microbios a los cuales se aplicó la bomba de eflujo indicada produjeron una cantidad significativamente mayor de limoneno que aquellos que no tenían la bomba.

Además de aumentar la tolerancia de los microbios a los biocombustibles exógenos, el nuevo mecanismo mejora en gran medida el rendimiento total del sistema de producción. Gracias a este éxito, Mukhopadhyay y sus colaboradores han comenzado a evaluar las bombas de eflujo en otros compuestos importantes, lo que podría desembocar en nuevas y trascendentes aplicaciones.

Fuente: Tendencias21

El boom antes de tiempo de la TV en 3-D

2011-05-22T16:09:00.001-07:00

Las ventas de televisores en 3-D podrían aumentar cinco veces este año, a medida que se vendan más televisores con la tecnología ya incorporada, y la gama de contenidos disponibles aumente constantemente.

Un informe publicado esta semana por la compañía de investigación de mercado In-Stat sugiere que las ventas de televisores en 3-D podrían aumentar en un 500 por ciento en 2011. El año pasado, sólo el 1 ó 2 por ciento de los 210 millones de televisores vendidos en todo el mundo fueron con capacidad 3-D.

"No es que los consumidores lo pidan", afirma Michelle Abraham, autora del informe de In-Stat. "Es que los fabricantes lo hacen una característica [estándar] de sus conjuntos de pantalla más grande".

Paul Gagnon, director de investigación televisiva estadounidense en DisplaySearch (una compañía de investigación propiedad de la misma empresa matriz a la que pertenece In-Stat), afirma que muchos consumidores siguen confundidos acerca de la tecnología de TV en 3-D. El lunes, en la Conferencia de Negocios de la Sociedad para la Visualización de Información en Los Ángeles, Gagnon explicó que los fabricantes también se alejaron de la TV en 3-D mediante la introducción de varias tecnologías de televisión distintas el año pasado.

"En 2010, la televisión 3-D tuvo que compartir el escenario con la retroiluminación LED, así como con los televisores conectados a Internet", señaló Gagnon. "No nos podemos enfocar en todos los mensajes todo el tiempo y esperar que los consumidores nos entiendan".

Para seguir siendo rentables, los fabricantes se centran en la adición de características superiores. Hasta aproximadamente 2007, las tecnologías nuevas e importantes se introducían cada dos años. Ahora, afirma Gagnon, los ciclos más cortos son de seis meses. "Especialmente en los EE.UU., vemos ciclos de desarrollo cada vez más cortos", explicó.

Según una encuesta realizada recientemente por Sony Entertainment, sólo el 54 por ciento de las personas saben que los televisores 3-D también pueden mostrar el contenido normal en 2-D. La mayoría de los consumidores también afirman que estos sistemas son demasiado caros (un promedio de alrededor de 1.600 dólares en comparación con alrededor de 500 para un televisor de 2-D, aunque el precio ha bajado considerablemente en el último año).

La disponibilidad de nuevos contenidos podría ayudar a fomentar la adopción de la tecnología. Representantes de LG, Sony, y ESPN detallaron sus planes para crear más contenidos 3-D en la conferencia sobre pantallas.

En febrero, ESPN comenzó a ofrecer contenidos en 3-D las 24 horas del día en su canal de 3-D. Xfinity y DirecTV también pusieron en marcha canales 3-D este año. "La distribución por cable es la clave", afirma Bryan Burns, vicepresidente de ESPN. En 2010, sólo había alrededor de 40 películas en 3-D en formato Blu-ray disponibles, de acuerdo con DisplaySearch, y aumentar esa cifra tomará tiempo.

Burns afirma que ESPN ha aprendido muchas lecciones en el año desde que lanzó su canal 3-D. "Estamos trabajando mucho en nuestros costes de producción", afirma. Al principio, la cadena utilizaba dos equipos de producción para filmar en 2-D y en 3-D, lo que hizo que se duplicaran los costes de producción. Ahora usan lo que ellos llaman un sistema de producción "5-D" que integra más de cerca el equipo y las personas necesarias para la filmación de ambos sistemas.

Varias compañías, incluyendo a LG, también ofrecen televisores 3-D que funcionan con gafas sin pilas y más cómodas. A diferencia de los anteriores tipos de gafas, estas también funcionan cuando un usuario inclina su cabeza.

"El 3-D auto-estereoscópico [sin gafas] no llegará hasta pasado mucho tiempo", afirma Mike Abary, vicepresidente senior de Sony.

Fuente: Technologyreview

Atrapan múltiples longitudes de ondas de luz en un solo chip

2011-05-22T16:07:00.000-07:00

Científicos norteamericanos han conseguido atrapar múltiples longitudes de ondas de luz en un solo chip, abriendo así nuevas posibilidades a las comunicaciones ópticas. Por el momento, han logrado atrapar las ondas de luz que van desde el rojo al verde, pero el objetivo de estos investigadores es atrapar una longitud de onda más amplia, que abarque del rojo al azul. Quieren atrapar el arco iris entero, según explican. La luz viaja en general muy rápidamente, pero las estructuras que crean la banda ancha pueden reducirla de forma significativa, añaden. "Es como si se pudiera sostener la luz en una mano".

Uno de los retos que la comunidad científica aún no ha logrado superar es detener la luz por completo. Por ello, son muchos los investigadores que estudian los mecanismos que permitan captar ondas de luz y reducir su velocidad o incluso pararla totalmente.

Uno de estos investigadores es el joven ingeniero eléctrico Qiaoqiang Gan, de la Universidad de Buffalo de Nueva York, que trabaja desde hace años en esta línea con el objetivo de reducir las ondas de luz y conseguir así grandes avances en el campo de las comunicaciones ópticas, tal y como recoge este comunicado emitido por dicha universidad.

Junto con Gan, un equipo formado por los ingenieros eléctricos y químicos, Filibert Bertoli, Yongkang Gao, Yujie Ding, Kyle Wagner y Dmitri Vezenov, todos ellos de la Universidad de Lehigh, tratan de demostrar que todas las longitudes de ondas de luz se pueden ralentizar empleando un tipo de materiales que ellos mismos han desarrollado.

Estructuras capaces de frenar la luz

Según el comunicado emitido por la Universidad de Buffalo, la mayoría de los planteamientos anteriores habían señalado que la luz sólo se puede frenar sobre una gama estrecha de longitudes de ondas de luz. Pero Gan y su equipo han dado un paso adelante en este sentido, y mediante el desarrollo de una estructura metálica con ranuras en forma de rejilla han sido capaces de parar o detener las ondas de luz en un rango de longitud de onda muy amplia. De esta forma, han abierto la puerta a la posibilidad de controlar las ondas de luz en un chip.

Este logro, del que se hace eco Eurekalert, había sido previsto antes únicamente por estudios teóricos sobre metamateriales. Los resultados obtenidos resultan prometedores para la mejora del almacenaje de datos, del procesamiento de datos ópticos, de células solares y de sensores biométricos, entre otras tecnologías.

Por el momento, los científicos han logrado atrapar las ondas de luz que van desde el rojo al verde. “Ahora estamos concentrados en atrapar una longitud de onda más amplia, que abarque del rojo al azul. Queremos atrapar el arco iris entero”, avanza Gan.

El arco iris es un fenómeno óptico que presenta, en forma de arco de bandas concéntricas, los siete colores elementales, y que está causado por la refracción o reflexión de la luz solar en el agua pulverizada, generalmente perceptible en la lluvia.

Estos colores a los que se refiere la definición anterior son el rojo, el naranja, el amarillo, el verde, el azul, el añil y el violeta, y son producto de la descomposición de frecuencias de la luz.

Capaces de frenar la luz

Las estructuras desarrolladas por Gan y sus colaboradores en su estudio son capaces de atrapar múltiples longitudes de onda de la luz en un solo chip, mientras que los métodos convencionales sólo pueden atrapar una sola longitud de onda en una longitud de onda estrecha.

"La luz viaja en general muy rápidamente, pero las estructuras que crean la banda ancha pueden reducirla de forma significativa", dice Gan. "Es como si se pudiera sostener la luz en una mano."

En un artículo publicado por la revista PNAS, Gan explica que el objetivo final de sus investigaciones es lograr un gran avance en las comunicaciones ópticas de multiplexado, que es la transmisión de información (en cualquier forma) de más de una fuente a través de un mismo medio. Si estas comunicaciones se pueden producir en múltiples longitudes de onda, y los datos ópticos llegan a ser domesticados en longitudes de onda diferentes, se aumentaría el procesamiento y la capacidad de transmisión.

"Por el momento, el procesamiento de datos con las señales ópticas se ve limitado por la rapidez con que la señal puede ser interpretada", dice Gan. "Si la señal pudiera ser más lenta, se podría procesar más información sin necesidad de sobrecargar el sistema", asegura el investigador.

Chips plasmónicos

Esta ralentización se consigue con estructuras nanoplasmónicas, un tipo de material que actúa como freno ante las ondas de luz.

Gan y sus colegas crearon estas estructuras nanoplasmónicas haciendo surcos a tamaño nanométrico y a diferentes profundidades en superficies metálicas, lo que altera las propiedades de los materiales ópticos, explican los investigadores en PNAS.

Estos chips plasmónicos proporcionan la conexión crítica entre la nanoelectrónica y la fotónica, permitiendo a su vez que estos diferentes tipos de dispositivos se integren.

Las propiedades ópticas de las estructuras nanoplasmónicas permiten, según Gan y su equipo, que diferentes longitudes de onda de la luz puedan ser atrapadas en diferentes posiciones, permitiendo potencialmente el almacenamiento de datos ópticos y mejorando la óptica no lineal.

Además, también encontraron que debido a que las estructuras nanoplasmónicas desarrolladas pueden atrapar resonancias de la luz muy lentas, pueden hacerlo a temperatura ambiente, en lugar de a las temperaturas ultra frías que se requieren en las tecnologías convencionales.

Posibles aplicaciones en biomedicina

Reconocido en 2008 por el Ministerio de Educación del Gobierno chino con el premio a estudiantes sobresalientes auto-financiados en el extranjero y con varias patentes y múltiples artículos científicos publicados en diversas revistas científicas, los intereses de investigación de Gan incluyen la nanofotónica, la plasmónica y la biofotónica.

Durante los últimos tres años, el investigador ha pasado gran parte de su tiempo tratando de controlar el movimiento de ondas de luz mediante el uso de plasmones en superficie de películas de metal nanoestructurada, publica la Universidad de Lehigh.

Qiaoqiang Gan está explorando asimismo las aplicaciones de su trabajo tanto en el ámbito de las comunicaciones como en otros campos de la ciencia. Tanto es así, que está estudiando nuevas estructuras nanoplasmónicas que podrían ser de utilidad para investigar células biológicas y biomoléculas, cuyas aplicaciones se centran en el campo de los biosensores y la biomedicina.

Fuente: tendenciasd21

Un nanosatélite buscará mundos alienígenas

2011-05-22T16:05:00.000-07:00

Draper Laboratory y el MIT han desarrollado un satélite del tamaño de una hogaza de pan que llevará a cabo una de las mayores tareas de la astronomía: la búsqueda de planetas similares a la Tierra fuera de nuestro sistema solar—o exoplanetas—que pudieran albergar vida. Se tiene previsto su lanzamiento en 2012.

El "nanosatélite", llamado ExoPlanetSat, lleva consigo instrumentos ópticos de gran potencia y alto rendimiento, así como una nueva tecnología de control y estabilización.

Si bien con anterioridad ha existido una gran cantidad de pequeños satélites, estos se han utilizado normalmente para realizar comunicaciones simples o misiones de observación. "Estamos haciendo algo que no se ha hecho antes", afirma Séamus Tuohy, director de sistemas espaciales en Draper.

ExoPlanetSat buscará planetas midiendo la atenuación de una estrella a medida que un planeta pase en órbita por delante de ella, una técnica llamada observación de tránsito. El detector de luz del satélite tiene dos conjuntos de plano focal—uno para el seguimiento de estrellas y otro para observaciones de tránsito. La medición del cambio en el brillo de una estrella con precisión también permite calcular el tamaño del planeta. Además, al medir la cantidad de tiempo que tarda el planeta en completar su órbita, los investigadores pueden determinar la distancia del planeta a su estrella.

Esta técnica está bien establecida, aunque sólo se utiliza por naves espaciales en órbita mucho más grandes, incluyendo el satélite francés CoRoT, que hizo un importante descubrimiento planetario el año pasado, y el satélite Kepler de la NASA, lanzado en 2009. ExoPlanetSat no pretende sustituir a naves más grandes, sino ser complementario, afirma Sara Seager, profesora de ciencias planetarias y física en el MIT, refiriéndose a que el nanosatélite se centrará en estrellas individuales que las grandes naves espaciales ya han identificado como científicamente interesantes. Mientras que una nave espacial como Kepler observa alrededor de 150.000 estrellas, un nanosatélite como ExoPlanetSat está diseñado para el seguimiento de una única estrella.

Para medir con precisión el brillo de una estrella, los ingenieros deben mantener la nave estable—los fotones entrantes deben golpear la misma fracción de un píxel en todo momento, afirma Seager, quien también participa como científica en el satélite Kepler. "Cualquier disturbio que sacuda a la nave desenfoca la imagen y hace que las mediciones sean inservibles", afirma. "Además, las naves espaciales más pequeñas son más fáciles de mover".

Para controlar con precisión y estabilizar al ExoPlanetSat, Draper y los investigadores del MIT incluyeron una estructura aviónica personalizada y ruedas de reacción genéricas, un tipo de dispositivo mecánico utilizado para el control de actitud, en la base de la nave espacial para maniobrarla hasta alcanzar la posición deseada. Unos dispositivos piezoeléctricos alimentados por baterías controlan el movimiento del detector de imagen, desacoplado de la nave y que opera por separado. (La batería se cargará con paneles solares.) "Estos dispositivos mueven el detector en contra de la nave espacial de forma tan precisa que el ojo humano no es capaz de ver el movimiento", asegura Seager. "Esto es un orden de magnitud mejor que cualquier nanosatélite del que se haya hecho una demostración con anterioridad", afirma.

El nanosatélite tiene un volumen de tres litros; tiene 10 centímetros de alto, 10 centímetros de ancho y 30 centímetros de largo. "Fue una hazaña de ingeniería meter todo el hardware, incluyendo el poder de procesamiento y el almacenamiento de datos necesarios, en un tamaño tan pequeño", afirma Tuohy.

Cada nanosatélite costará como poco 600.000 dólares una vez que entre en producción—el ExoPlanetSat cuesta aproximadamente 5 millones—y su vida orbital estimada es de uno a dos años. En última instancia, afirma Seager, los investigadores esperan poner en marcha toda una flota de nanosatélites para supervisar las estrellas más brillantes y más cercanas.

Fuente: technologyreview

Un vistazo virtual bajo la piel

2011-05-22T16:03:00.000-07:00

Un equipo de investigadores de Microsoft ha desarrollado un dispositivo portátil que ofrece a los pacientes de fisioterapia un vistazo virtual bajo su piel para ver el estado de su lesión interior. La esperanza es que esto los hará un poco más dispuestos a seguir haciendo sus ejercicios.

"Las personas somos realmente pésimas en lo que a seguir los regímenes de fisioterapia se refiere", afirma Amy Karlson, del Grupo de Experiencias Computacionales de Usuario de Microsoft Research. Entre el 30 y el 50 por ciento de los pacientes con enfermedades crónicas no cumplen sus terapias recomendadas, continúa la investigadora. Como resultado, estas enfermedades pueden tardar más tiempo en sanar o incluso pueden empeorar.

Karlson opina que cuánta más información tengan los pacientes sobre sus lesiones, más probable es que cumplan con los regímenes de fisioterapia. La nueva herramienta, llamada AnatOnMe, tiene como objetivo aportar a los pacientes este extra de información. El dispositivo proyecta una imagen de la estructura ósea, el tejido muscular, los tendones, o los nervios sobre la piel, ofreciendo a los pacientes una mejor comprensión de la lesión y de lo que tienen que hacer para ayudar al proceso de curación, indica Karlson.

El prototipo consta de dos partes. La primera contiene un proyector portátil, o pico, una cámara digital común, y una cámara de infrarrojos. El segundo contiene un puntero láser y los botones de control. "No se trata de un dispositivo de alta tecnología", comenta Karlson, quien presentó el dispositivo esta semana en la CHI 2011, la Conferencia de la Asociación para la Maquinaria Informática sobre Factores Humanos en Sistemas Informáticos, que tuvo lugar en Vancouver.

En vez de utilizar un complicado sistema de corrección automática para hacer corresponder con precisión la imagen de la lesión interna sobre la piel del paciente, el terapeuta simplemente apunta el proyector y lo alinea a ojo. Además, con el prototipo, las imágenes mostradas no provienen realmente de las exploraciones de los pacientes sino de imágenes de pago utilizadas para mostrar uno de los seis tipos diferentes de lesiones.

Aún así, parece ser muy eficaz, defiende Karlson. Los experimentos controlados del dispositivo llevado a cabo por dos fisioterapeutas sugieren que el dispositivo alienta a los pacientes a seguir con sus terapias.

Un médico o terapeuta también podría utilizar AnatOnMe para proyectar las imágenes sobre una pared cercana. La interfaz de usuario también funciona de esta manera, comenta Karlson, con las opciones del menú proyectadas sobre una superficie. Las opciones se seleccionan mediante el puntero láser, que es detectado por la cámara de infrarrojos.

Anne E. Reicherter, miembro de la Asociación Americana de Fisioterapia y de la Escuela de Medicina de la Universidad de Maryland-Baltimore, destaca que el incumplimiento de la fisioterapia es un problema importante, en parte porque por lo general involucra ejercicio, y en parte porque implica cambiar un hábito o renunciar a un comportamiento que puede haber causado la lesión desde un principio.

"Sin embargo, la mayoría de los pacientes están muy interesados en la comprensión de lo que está pasando en su cuerpo, así que algo como esto, que visualmente pueda ayudarles a comprenderlo realmente, sería realmente beneficioso", opina Reicherter. Incluso, añade Reicherter, si una cierta porción de la población, en particular los pacientes mayores, es posible que encuentren los detalles viscerales como algo de mal gusto

Fuente: technologyreview

Nanoperlas de hierro detectan sustancias tóxicas al instante

2011-05-22T16:01:00.000-07:00

Investigadores de la Universidad de Oregón, en Estados Unidos, han diseñado un novedoso sistema que podría revolucionar el tamaño, la velocidad y la precisión de los sistemas de detección química actualmente existentes. Se trata de un sensor portátil formado por nanopartículas de hierro que, gracias a su magnetismo, permite detectar al instante la presencia de agentes químicos y biológicos perjudiciales para la salud.

os sistemas utilizados actualmente para detectar agentes patógenos y contaminantes presentes en el agua o en el aire, nocivos para la salud humana, presentan algunas limitaciones, como que sólo pueden hallar un producto químico específico o que sus resultados no son inmediatos y se conocen al cabo de unas horas.

Para agilizar el proceso, y conseguir que estos sistemas puedan detectar en paralelo diversos contaminantes, investigadores de la universidad norteamericana de Oregón (OSU) han desarrollado unas "nanoperlas" magnéticas.

Según explican los responsables del estudio, el profesor de química de la OSU Vicent Remcho, y Pallavi Dhagat, profesor asistente en la Escuela de OSU de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, en un comunicado emitido por dicha universidad: “Esta investigación podría revolucionar el tamaño, la velocidad y la precisión de los sistemas de detección química de todo el mundo”.

La clave de la tecnología, de la que se hace eco la revista Sensors and Actuators B: Chemical, está en aprovechar la capacidad de las nanopartículas ferromagnéticas de óxido de hierro.

Por un lado, estas pequeñas partículas sirven para detectar de forma selectiva la existencia de productos químicos; por otro, permiten ofrecer resultados al instante, tras ser incorporadas a un sistema de circuitos integrados.

Tal y como muestra el diagrama anterior, este novedoso método de sensores funcionaría a partir de una esfera magnética, encargada de atraer a los agentes biológicos y químicos con la ayuda de anticuerpos.

Identificación al instante

Otra de las características innovadoras de este nuevo dispositivo es su tamaño, bastante inferior a los actuales, y su usabilidad tanto dentro como fuera de los laboratorios: "Las partículas que estamos utilizando son 1.000 veces más pequeñas que las utilizadas hasta el momento en las pruebas de diagnóstico, lo que permite poder llevar el dispositivo a cualquier sitio y su utilización sobre el terreno", señala Remcho.

El material del que están hechas las nanopartículas es otro valor añadido del método diseñado por los investigadores de la Universidad de Oregón.

Según Remcho: “Igual de importante es que (las nanopartículas) están hechas de hierro. Por ello, podemos utilizar el magnetismo y la electrónica para hacerlas funcionar, también, como dispositivo de señalización, que nos dé acceso inmediato a la información disponible”.

Con esta combinación de tecnología, los científicos del proyecto saben que han dado el primer paso hacia una nueva forma de detección más rápida, precisa y económica, lejos de complicados y lentos ensayos realizados con sondas bioquímicas: “Esto podría cambiar completamente el mundo de los ensayos químicos”, augura por su parte Dhagat.

En concreto, las nanopartículas se unirían a estas pruebas bioquímicas con el objetivo de localizar agentes químicos. Cuando se detecta uno de estos agentes, una “resonancia ferromagnética” es la encargada de transmitir la información de forma electrónica a un pequeño equipo, y así mostrar la información al usuario de forma inmediata.

Aplicaciones

Según sus autores, el sistema podría ser utilizado para detectar casi cualquier elemento de interés en el aire o el agua.

Así, entre las múltiples aplicaciones de este sistema, los investigadores apuestan su utilización por campos tan dispares como el bioterrorismo, el diagnóstico médico o la prueba de medicamentos, la vigilancia del medio ambiente o incluso el tratamiento del agua o la seguridad alimentaria.

En relación a su uso en la lucha contra el bioterrorismo, el sistema serviría para llevar a cabo una rápida detección de las toxinas químicas utilizadas en este tipo de actos, en particular de ántrax, ricina o viruela. Para profundizar el estudio en esta línea, el trabajo de investigación ha recibido financiación del Laboratorio de Investigación del Ejército, en colaboración con el Instituto de Microtecnologías y Nanociencias de Oregón.

Los científicos norteamericanos continúan probando las utilidades de su nuevo sistema mientras prosiguen los trabajos de investigación de microfluidos con el propósito de aplicar esta tecnología en el campo.

Test para tóxicos en alimentos

En el marco de otra investigación situada dentro del proyecto europeo CONffIDENCE coordinado por el RIKILT (Instituto de Seguridad Alimentaria de los Países Bajos), el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) está desarrollando unos test rápidos que permitirán detectar la presencia de contaminantes químicos en alimentos y en piensos, según un artículo publicado por el periódico ADN.

El objetivo del proyecto, que comenzó en 2008 y tiene una duración de cuatro años, es proporcionar soluciones para el seguimiento de una amplia variedad de compuestos químicos, como plaguicidas, contaminantes orgánicos persistentes, productos farmacéuticos veterinarios, antibióticos, metales pesados, toxinas del marisco o micotoxinas.

Tal y como señalan los investigadores del proyecto, los kits combinarán varias tecnologías, desde los test de tira más sencillos (que se emplean como las pruebas de embarazo) hasta tecnologías de bajo coste basadas en métodos de laboratorio.

Fuente: tendencias21

Toyota apuesta por la recarga inalámbrica de los vehículos eléctricos

2011-04-29T15:07:00.000-07:00

Gracias a la colaboración que acaban de iniciar la empresa estadounidense WiTricity y Toyota, la marca de coches pretende impulsar el uso generalizado de sistemas inalámbricos de recarga de automóviles. La empresa utiliza el sistema de resonancia para conseguir recargar las baterías.

Básicamente existen dos tipos de recarga inalámbrica, la electromagnética, que sí requiere contacto directo entre dispositivos y por resonancia, en la que no hace falta que contacten las baterías. La primera está empezando a consolidarse entre los pequeños aparatos como los teléfonos móviles, mientras que el sistema por resonancia puede ser la solución a la recarga rápida de baterías de coches. Como explican desde Toyota, "creemos que la recarga inalámbrica mediante resonancia es adecuada para automóviles y pretendemos fomentar su aplicación práctica".

El objetivo de esta nueva colaboración es, en boca de Toyota, "acelerar el desarrollo y la futura implantación de la recarga inalámbrica para automóviles". Además explican desde la marca que cargar la batería de un vehículo híbrido enchufable podría ser "tan sencillo y práctico como aparcar cerca de un cargador integrado en un domicilio o en un aparcamiento público".

Fuente: Muyinteresante

Acelerando el proceso de curación

2011-04-19T19:16:00.000-07:00

Damos por sentado que los cortes, magulladuras y rasguños se curan con el tiempo, pero las heridas crónicas que no sanan son un importante problema de salud para millones de personas, y la lentitud de la curación normal de las heridas deja el cuerpo susceptible a infecciones que ponen en riesgo nuestra vida. Un equipo de investigadores de la Universidad Tufts está desarrollando unos nuevos agentes que, al aplicarlos sobre las llagas abiertas, podrían eventualmente ayudar a curar las heridas crónicas con éxito, y acelerar el proceso normal de curación.

Los agentes cicatrizantes de heridas se centran en la angiogénesis, el proceso de crecimiento de los vasos sanguíneos. "Si no se pueden construir nuevos vasos sanguíneos, es prácticamente imposible curar", afirma Ira Herman, líder del proyecto y director del Centro Tufts para la Innovación en la Investigación sobre la Curación de Heridas. Cuando un tejido se daña, las células migran a la región herida y proliferan para formar nuevos vasos que suministren oxígeno y nutrientes a la capa superior de la piel. Éste es uno de los procesos que se detiene en las heridas crónicas.

Hace dos décadas, Herman y sus colaboradores demostraron por primera vez que una enzima llamada colagenasa, producida por la bacteria Clostridium histolyticum podía promover el proceso de curación en cultivos celulares y en animales. Cuando se añadía a los cultivos celulares, ésta estimulaba las células para que migraran y crecieran más rápido. "En esencia, conseguía convertir en estrellas de atletismo a los rezagados", recuerda Herman. Aunque los seres humanos también producen colagenasa, la enzima bacteriana resultó ser más eficaz. La enzima digiere el colágeno, creando pequeños fragmentos de proteína llamados péptidos. Los investigadores creen que los péptidos creados por la enzima bacteriana provocan una respuesta más robusta de las células.

Los investigadores analizaron los péptidos que fueron producidos exclusivamente por la enzima bacteriana, y sintetizaron varios de ellos para ver si alguno de ellos era capaz de promover la cicatrización de heridas por sí solo. Herman destaca que los péptidos serían más fáciles de producir y de administrar como tratamiento que las enzimas. También sería más fácil controlar sus efectos, afirma Herman. En un artículo publicado el pasado mes de septiembre en la revista Wound Repair and Regeneration, el equipo demostró que los péptidos aumentan la proliferación celular y la angiogénesis en modelos celulares constituidos por varias capas de células que imitan la estructura de la piel y los vasos sanguíneos subyacentes. Herman destaca que desde entonces, el equipo ha obtenido resultados prometedores en las pruebas de los agentes en modelos animales, y que confía avanzar la tecnología hacia los ensayos en humanos. Herman prevé que los péptidos podrían ser rociados sobre las heridas en forma de partículas secas o, tal vez, suspendidos en un gel.

Robert Kirsner, jefe de dermatología del Hospital de la Universidad de Miami, opina que la obra "ofrece una idea sobre novedosos mecanismos de reparación, que, si se consiguen capitalizar, se espera que puedan dar lugar a nuevas oportunidades para una mejor y más rápida curación."

Elizabeth Ayello, enfermera y experta en el cuidado de heridas de la Escuela de Enfermería Excelsior College, comenta, "Lo que es interesante sobre esto es que acelera la curación", lo cual Ayello indica que podría reducir las cicatrices e infecciones. Este tratamiento podría ser utilizado en los campos de batalla o en las zonas rurales que carecen de un fácil acceso a los hospitales. La aceleración de la curación, afirma Ayello, es especialmente interesante dado el alto coste y el dolor significativo que las heridas causan a los pacientes.
Fuente: technologyreview

Edificios hechos con una impresora

2011-04-15T18:11:00.000-07:00

En la construcción convencional, los trabajadores construyen los edificios con ladrillos, vigas, columnas de hormigón, placas de vidrio y otros elementos prefabricados y producidos en masa. Neri Oxman, arquitecta y profesora en el Media Lab del MIT, tiene la intención de imprimir estos elementos—en esencia, usando hormigón, polímeros y otros materiales en el lugar de tinta. Oxman está desarrollando una nueva forma de diseñar edificios para aprovechar la flexibilidad que puede proporcionar la impresión. Si tiene éxito, su enfoque podría dar lugar a diseños que son imposibles con los métodos de construcción de hoy día.

Las impresoras 3-D existentes, también llamadas máquinas de prototipado rápido, construyen estructuras capa por capa. Hasta ahora, estas máquinas se han utilizado principalmente para crear modelos detallados de plástico sobre la base de diseños hechos por ordenador. Sin embargo, a medida que estas impresoras mejoran y son capaces de utilizar materiales más duraderos, incluyendo metales, se han convertido en una forma potencialmente interesante para crear productos de trabajo.

Oxman está trabajando para ampliar las capacidades de estas máquinas—haciendo posible cambiar la elasticidad de un polímero o la porosidad del hormigón al tiempo que son impresos, por ejemplo—y montando cabezales de impresión sobre brazos robóticos flexibles que poseen una mayor libertad de movimiento que las impresoras actuales.

Ella también se inspira en la naturaleza para desarrollar nuevas estrategias de diseño que aprovechan estas capacidades. Por ejemplo, la densidad de la madera en el tronco de un árbol de palma varía, dependiendo de la carga que debe soportar. La madera más densa está en el

exterior, donde la tensión de flexión es más grande, mientras que el centro es poroso y pesa menos. Oxman estima que hacer columnas de hormigón de esta manera—con hormigón poroso de baja densidad en el centro—podría reducir la cantidad de hormigón necesaria en más del 10 por ciento, un ahorro significativo en la escala de un proyecto de construcción.

Oxman está desarrollando un software para llevar a cabo su estrategia de diseño. Ella toma datos sobre la tensión física en una estructura, así como sobre limitaciones de diseño tales como el tamaño, forma global, y la necesidad de dejar que pase la luz en determinadas zonas de un edificio. Basándose en esta información, el software aplica algoritmos para especificar cómo deben cambiar las propiedades del material a lo largo de toda una estructura. Luego imprime pequeños modelos basados en estas especificaciones.

Los primeros resultados de su trabajo son tan hermosos e interesantes que han sido destacados en el Museo de Arte Moderno de Nueva York y el Museo de la Ciencia en Boston. Un ejemplo, al que ella llama La

Bestia, es una silla cuyo diseño se basa en la forma de un cuerpo humano (el suyo) y la distribución prevista de la presión sobre la silla. El modelo resultante en 3-D cuenta con una red compleja de células y estructuras de ramificación que son suaves allí donde es necesario aliviar la presión y rígidas donde es necesario el soporte.

El trabajo está en una fase temprana, pero el nuevo enfoque de construcción y diseño sugiere muchas nuevas posibilidades. Un muro de carga podría ser impreso con elaborados patrones que correspondan a las tensiones que experimentará de la carga que soporte procedente del viento o de terremotos, por ejemplo.

El patrón también podría tener en cuenta la necesidad de permitir que la luz entre en un edificio. Algunas áreas tendrían hormigón fuerte y denso, pero en las zonas de baja tensión, el hormigón podría ser muy poroso y ligero, sirviendo sólo como barrera ante los elementos, ahorrando material y reduciendo el peso de la estructura. En estas áreas que no soportan carga, también podría ser posible imprimir un tipo de hormigón tan poroso que permita que la luz pueda penetrar, o mezclar el hormigón gradualmente con materiales transparentes. Tales diseños podrían ahorrar energía al aumentar la cantidad de luz natural dentro de un edificio y reducir la necesidad de iluminación artificial. En última instancia, podría ser posible imprimir aislamiento y ventilación eficientes al mismo tiempo. La estructura puede ser compleja, ya que no cuesta más imprimir patrones elaborados que simples.

Otros investigadores están desarrollando un tipo de tecnología para la impresión de paredes y otras estructuras de gran tamaño. Behrokh Khoshnevis, profesor de ingeniería industrial y de sistemas, y de ingeniería civil y ambiental en la Universidad del Sur de California, ha construido un sistema capaz de depositar paredes de hormigón sin la necesidad de formas para contener el hormigón. El trabajo de Oxman llevaría todo esto un paso más allá, añadiendo la capacidad de variar las propiedades del hormigón y, finalmente, trabajar con múltiples materiales.

Las primeras aplicaciones del enfoque de Oxman es probable que se produzcan a una escala relativamente pequeña, en productos de consumo y dispositivos médicos. Ella ha utilizado sus principios para el diseño y la impresión de muñequeras para el síndrome del túnel carpiano. Están personalizadas en base al dolor que experimenta un paciente en particular. El enfoque también podría mejorar el rendimiento de las prótesis.

Oxman, de 35 años, está desarrollando sus técnicas en colaboración con una serie de especialistas, tales como Craig Carter, profesor de ciencias de los materiales en el MIT. Aunque él afirma que su enfoque se enfrenta a retos en el control de las propiedades de los materiales, está impresionado con sus ideas: "No hay duda de que los resultados son sorprendentemente hermosos".

Fuente: technologyreview