February, 2012 - X (Diez) Curiosidades

Convirtiendo calor en energía

Un nuevo tipo de cristal fotónico de alta temperatura desarrollado por el MIT podría en el futuro alimentar todo, desde teléfonos celulares hasta naves espaciales.

Par David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés).

Un equipo de investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) desarrolló una manera de hacer una versión de alta-temperatura de un tipo de materiales llamados cristales fotónicos, utilizando metales como tungsteno (también llamado wolframio) o tantalio. Los nuevos materiales – que pueden operar a temperaturas de hasta 1,200 grados Celsius – podrían encontrar una amplia variedad de aplicaciones alimentando dispositivos electrónicos portátiles, de naves espaciales a sondas de espacio profundo, y nuevos emisores de luz infrarroja que podrían ser usados como detectores químicos y sensores.

Comparado a los intentos tempranos de hacer cristales fotónicos de alta temperatura, el nuevo acercamiento es “alto rendimiento, más sencillos, robustos y dóciles para la producción barata en gran escala”, dijo Ivan Celanovic, autor principal de una revista académica describiendo el trabajo en la revista científica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). Los co-autores de la revista académica fueron los profesores del MIT John Joannopoulos y Marin Soljačić, los estudiantes graduados Yi Xiang Yeng y Walker Chen, el afiliado Michael Ghebrebrhan y el antiguo posdoctorado Peter Bermel.

Estos nuevos cristales fotónicos bidimensionales de alta temperatura pueden ser fabricados casi completamente, utilizando técnicas de microfabricación estándar y equipo existente para manufacturar chips de computadora, dijo Celanovic, un ingeniero investigador el Instituto de Nanotecnologías de Soldado del MIT.

Mientras que hay cristales fotónicos naturales – como los ópalos, cuyos colores iridiscentes resultan de una estructura en capas con una escala comparable a las longitudes de onda de la luz visible – el trabajo actual involucra un material nanodiseñado a la medida para el rango infrarrojo. Todos los cristales fotónicos tienen una celosía (una estructura reticular de barras rectas interconectadas en nudos formando triángulos planos en celosías planas o pirámides tridimensionales en celosías espaciales) de un tipo de material intercaladas con espacios abiertos o un material complementario, para que permitan selectivamente ciertas longitudes de onda de luz que pasen mientras que otras sean absorbidas. Cuando se utilizan como emisores, pueden irradiar selectivamente ciertas longitudes de onda mientras que suprimen fuertemente otras.

Cristales fotónicos que puedan operar a muy altas temperaturas podrían abrir todo un rango de aplicaciones potenciales, incluyendo dispositivos para conversion solar-térmico o solar-químico, dispositivos alimentados por radioisótopos, generadores alimentados por hidrocarbonos componentes para exprimir energía del calor residual en plantas de energía o instalaciones industriales. Pero ha habido mucho obstáculos para crear dichos materiales: Las altas temperaturas pueden llevar a la evaporación, difusión, corrosión, agrietado, derretimiento o reacciones químicas rápidas de las nanoestructuras de los cristales. Para sobreponerse a estos desafíos, el equipo del MIT usó diseño guiado computarizado para crear una estructura de tungsteno de alta pureza, usando un diseño específico geométrico para evitar el daño cuando el material es calentado.

La NASA ha tomado interés en la investigación por su potencial para proveer energía de larga duración para misiones de espacio profundo que no pueden depender de la energía solar. Estas misiones típicamente utilizan generadores termales de radioisótopos (RTGs – radioisotope thermal generators), que recolectan la energía de una pequeña cantidad de material radioactivo. Por ejemplo, el nuevo robot Curiosity que se espera que llegue a marte este verano usa un sistema RTG; será capaz de operar continuamente por muchos años, a diferencia de las sondas alimentadas por energía solar que tienen que agacharse durante el invierno cuando la energía solar es insuficiente.

Otras aplicaciones potenciales incluyen maneras más eficientes de alimentar despositivos electrónicos portátiles. En lugar de baterías, estos dispositivos podrían llevar generadores termofotovoltáicos que producen electricidad de calor que se genera químicamente por microreactores, de un combustible como el butano (el gas que alimenta nuestros hogares). Para un dado peso y tamaño, dichos sistemas podrían permitirle a estos dispositivos operar 10 veces más tiempo del que lo hacen con las baterías actuales, dijo Celanovic.

Shawn Lin, un profesor de física en el Instituto Politécnico Pensselaer que se especializa en tecnología para fabricar circuitos del futuro, dice que la investigación en radiación termal a altas temperaturas “continua retando nuestro entendimiento científico de los diversos procesos de emisión con longitudes de onda pequeñas, y nuestra capacidad tecnológica”, Lin, que no estuvo involucrado en este trabajo, agrega, “este cristal de tungsteno bidimensional en particular es único, ya que es fácil de fabricar y además muy robusto para la operación en altas temperaturas. Este diseño de cristal fotónico debería encontrar aplicaciones importantes en los sistemas solar-térmicos y de conversión de energía.”

Mientras que siempre es difícil de predecir cuanto tiempo le llevará a los avances en ciencias básicas llegar a productos comerciales, Celanovic dice que él y sus colegas ya están trabajando en un sistema de integración y pruebas de aplicaciones. Podría haber productos basados en esta tecnología en tan solo dos años, dijo, y más probablemente dentro de los próximos cinco años.

Adicionalmente al producir energía, el mismo cristal fotónico puede ser utilizado para producir longitudes de onda de luz infrarroja precisamente sintonizados. Esto permitiría análisis espectroscópicos de materiales de alta precisión y llevar a detectores químicos sensibles, dijo.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Imagen
Una imagen microscópica de la estructura del cristal fotónico de tungsteno revela el espaciado uniforme preciso de cavidades fomadas en el material, que están sintonizadas a longitudes de onda de luz específicas. Imagen: Y.X. Yeng et al.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

La Bahía Pirata cambia a .SE para evitar la incautación de dominio

Después de que el juicio contra los fundadores de la Bahía Pirata concluyó el día primero de este mes, los operadores del sitio se movieron rápidamente para cambiar su nombre de dominio .ORG al sueco .SE, el movimiento fue hecho para evitar que las autoridades estadounidenses se apoderaran del sitio, que es un grave riesgo ahora que el caso en la corte ha terminado.

El Supremo Tribunal de Justicia de Suecia anunció su decisión de no conceder autorización para apelar en el juicio penal de larga duración de la Bahía Pirata.

Esto significa que las condenas de prisión y multas contra los acusados son ahora definitivas. El propio sitio web de la Bahía Pirata, sin embargo, no fue parte del juicio y se mantendrá en funcionamiento de forma normal. Es decir, a menos que el Gobierno de los Estados Unidos decida intervenir.

En 2010 se informó que tanto La Bahía Pirata como MegaUpload apenas escaparon a un ataque de dominio. A pesar de que no fue totalmente claro en ese momento, una de las hipótesis fueron que en el caso de la Bahía Pirata el juicio pendiente contra varias personas involucradas el sitio ha actuado como una barrera.

En la actualidad esta última barrera se ha eliminado. Y con MegaUpload también fuera del camino, el mayor sitio de torrentes en Internet es ahora un blanco perfecto para una incautación de dominio.

Las personas que dirigen La Bahía Pirata están conscientes de este riesgo y rápidamente redireccionaron el sitio a un dominio sueco .SE, fuera del alcance de las autoridades de Estados Unidos. Una fuente de la Bahía Pirata confirmó esta mañana que esto fue hecho “por si acaso el ICE (Immigration Customs Inforcement) ha estado esperando el final del juicio”.

Junto con el cambio de dominio el equipo de The Pirate Bay envió un mensaje desafiante.

“2012 es el año de la tormenta. The Pirate Bay va a alcanzar una edad de 9 años. Experimentando redadas, espionaje y amenazas de muerte, todavía estamos aquí. Hemos pasado por el infierno y regresado, y nos han hecho más fuertes que nunca”, comenzaron diciendo.

“Nuestros 3 amigos y hermanos de sangre han sido condenados a prisión. Esto puede sonar peor de lo que es. Puesto que nadie de ellos vive en Suecia, ellos no irán a la cárcel. Son tan libres hoy como lo fueron ayer”, notaron, y agregó:

“En este año de la tormenta, los ganadores construirán molinos de viento y los perdedores levantarán refugios. ¡Así que flexionen sus músculos, piratas, y dén poder para todos nosotros! ¡Construyan más sitios! ¡Más redes! ¡Más Protocolos! ¡Griten más fuerte que nunca y llévenlo al siguiente nivel!”

Aunque está claro que The Pirate Bay perdió una batalla hoy en día, la señal de declaraciones anteriores señalizan que la guerra no ha terminado.

Fuente
http://torrentfreak.com/ (en inglés)

Descubren planeta potencialmente habitable

Astrónomos alemanes y estadounidenses, estudiando imágenes obtenidas por los telescopios del Observatorio La Silla, en Chile, descubrieron un planeta llamado “super-tierra” que es potencialmente habitable.

El planeta GJ 667C orbita un sistema de triple estrellas, tarda 28 días en dar una vuelta alrededor de su estrella madre, se encuentra a 22 años luz de la Tierra, en la Constelación de Scorpius (Escorpión).

Según los científicos el planeta tiene 4.5 veces el peso de la Tierra, cuenta con un suelo sólido y reserva de agua líquida, lo cual implica la posible presencia de alguna forma de vida. Se continuará con las investigaciones para determinar con mayor precisión su tamaño, composición y densidad.

El descubrimiento de este planeta con características muy similares a las de la Tierra, es un indicativo de la existencia de grandes cantidades de planetas que pueden ser habitables en nuestra galaxia y fuera de ella.

Más información
http://www.scientificamerican.com/

Se descubre la ruta metabólica por la que se transmite el Alzheimer

Dos nuevos estudios mostraron que la enfermedad de Alzheimer parece propagarse de célula cerebral en célula cerebral de la misma manera que lo hace una infección. Pero no son virus o bacterias, lo que se propaga es una proteína distorsionada llamada tau. Este sorprendente descubrimiento tiene implicaciones inmediatas para el desarrollo de tratamientos. Los investigadores sospechan que también otras enfermedades degenerativas del cerebro como la enfermedad de Parkinson pueden propagarse de forma similar. Lo que estos estudios indican es que la enfermedad de Alzheimer podría detenerse abruptamente previniendo la transmisión de célula a célula, quizá con un anticuerpo que bloquee la proteína tau.

Los investigadores sabían que algo iniciaba la enfermedad de Alzheimer. El candidato más probable es una proteína conocida como beta-amiloide, la cual se acumula en el cerebro de los pacientes de Alzheimer, formando placas duras. Pero la proteína beta-amiloide es muy diferente de la proteína tau, es secretada en grupos fuera de las células y los investigadores nunca han encontrado evidencia de que la amiloide se propague de célula en célula en una red. Pero, la amiloide crea lo que podría considerarse como un mal vecindario, entonces viene la proteína tau y mata las células.

Los estudios en humanos no podían determinar si esta hipótesis era correcta. Los estudios involucraban autopsias y obtención de imágenes del cerebro que eran indirectas e inconclusas. Para averiguar si la proteína tau anormal era la responsable por la propagación de la enfermedad de Alzheimer, se crearon ratones modificados genéticamente capaces de generar proteínas tau humanas anormales.

Estos ratones producían la proteína tau humana en un área del cerebro conocida como corteza entorrinal, una delgada capa de tejido detrás de las orejas. Si al pasar el tiempo la enfermedad de Alzheimer solo se localizaba en esta parte del cerebro capaz de producir la proteína tau humana anormal, esto habría descartado la propagación de las proteínas y por ende de la enfermedad por la red neuronal de la enfermedad.

Pero la enfermedad de Alzheimer, que comenzó en la corteza entorrinal como era esperado, se esparció hacia el medio del cerebro, donde las células comenzaron a morir por la enfermedad de Alzheimer. Como era de esperarse, las proteínas tau fueron encontradas ahí. Y también como era de esperarse, las células de la corteza entorrinal en los ratones comenzaron a morir, llenas de proteínas tau enredadas.

Durante los dos años siguientes, la muerte celular y la destrucción se expandió hacia afuera a otras células por el mismo medio. Ya que esas células del cerebro no podían producir tau humano anormal, la única manera en que estas células podrían obtener la proteína era al transmitirse de célula nerviosa en célula nerviosa hasta llegar a las otras áreas. Aunque este estudio fue en ratones, los investigadores esperan que el mismo fenómeno ocurra en humanos por que el ratón tenía el gen tau humano y la onda progresiva de muerte celular coincide con lo visto en la gente con la enfermedad de Alzheimer.

Ya que la proteína tau se propaga de neurona a neurona, podría ser necesario bloquear la producción de beta-amiloide, que parece iniciar la enfermedad, y la propagación de tau, que la continúa, para parar la enfermedad de Alzheimer. Los investigadores se preguntan ahora si otras enfermedades degenerativas se propagan a través del cerebro por que las proteínas pasan de célula nerviosa a célula nerviosa. Se ha visto evidencia de que esto podría pasar con la enfermedad de Parkinson.

Detalles técnicos

Las tauopatías son una clase de enfermedades neurodegenerativas asociadas con la agregación patológica de la proteína tau en el cerebro humano. La enfermedad más conocida de este mal es la enfermedad de Alzheimer (EA). En pacientes con EA, la enfermedad comienza en la corteza entorrinal (EC por sus siglas en inglés de entorhinal cortex) y se propaga anatómicamente en un patrón definido. Para probar si la patología que comienza en la EC se propaga a través del cerebro siguiendo circuitos conectados sinápticamente, los investigadores crearon ratones transgénicos con proteínas tau humanas en la corteza entorrinal y examinaron la distribución de la patología de tau en diferentes momentos.

En ratones relativamente jóvenes (de 10 a 11 meses de edad, la edad prometio de un ratón es de 4 años), el tau humano estaba presente en algunos cuerpos celulares, pero principalmente fue observado en axones (las largas y delgadas prolongaciones de las neuronas) dentro de las capas superficiales de la corteza entorrinal mediana y lateral, y en las zonas terminales de la ruta biológica perforante.

Pero en ratones viejos (con más de 22 meses de edad), intensa inmunoreactividad de tau humano era detectable no solo en las capas superficiales de la corteza entorrinal, sino también en el subículo, en un número sustancial de neuronas en el hipocampo piramidal, y en las células granulares de circunvolución dentada. Neuronas inmunoreactivas dispersas también fueron vistas en las capas más profundas de la corteza entorrinal y en perirrinal y en la corteza somatosensorial secundaria.

Relocalización de axones tau a compartimientos somato-dendríticos y la propagación de tauopatía a regiones fuera de la corteza entorrinal demostró que la propagación de la patología desde la corteza entorrinal se lleva a cabo por un mecanismo trans-sináptico de dispersión por medio de redes conectadas anatómicamente, entre neuronas vulnerables.

Imagen
Tauopatía – National Institute on Aging (Instituto Nacional en Envejecimiento) – Dominio público.

Más información
http://www.nytimes.com/ (en inglés)
Uno de los estudios (en inglés)
Centro de Investigación de la Enfermedad de Alzheimer (en inglés, llevaron a cabo el otro estudio pero no ha sido publicado)

ATHLETE, nuevos vehículos robóticos de la NASA

ATHLETE (Explorador extraterrestre todoterreno de seis extremidades ó All-Terrain Hex-Limbed Extre-Terrestrial Explorer) son los nuevos vehículos robóticos de la NASA, producto auspiciado por el Programa de la NASA para el desarrollo de Tecnología en Exploración, en colaboración con el Sistema de Constelación de la misma agencia. Este nuevo vehículo está diseñado y destinado especialmente para poder explorar la superficie lunar.

El ATHLETE pesa 2,340 kilogramos, su longitud es de 8.4 metros por 1.1 metros de altura agachado, con altura máxima de 6.4 metros, sus ruedas de 81.3 cms. y puede levantar cargas de hasta 450 kilogramos, en condiciones de gravedad terrestre. Actualmente la NASA se prepara para realizar varios experimentos en las que se recrearán condiciones con gravedad casi nula.

Las patas del vehículo robótico, aparte de servir para el desplazamiento, cada una está equipada con su propio motor y un conjunto de herramientas. Un “limbo” o “pata” puede convertirse en una “mano” y puede elevar y transportar pequeñas cargas, así como realizar trabajos de excavación o perforación, el nombre limbo en lugar de pata es por el grado de libertad como un manipulador de uso general, además estos vehículos cuentan con adaptadores de desconexión rápida, que les permite realizar maniobras complejas.

El vehículo dispone de varias cámaras principales que por pares están montadas sobre su superficie, las cuales le permiten grabar videos tridimensionales, tiene también mini-cámaras instaladas en las extremidades, cerca de las herramientas, que le proporcionan una función estereoscópica para poder controlar la ejecución del trabajo de cada “pierna-mano”.

Todo lo descrito es muy interesante, pero más aún, es que estos vehículos se podrán controlar con los movimientos del cuerpo del operador (usando dispositivos como Xbox Kinect) presente aquí en la Tierra, sin que sea un obstáculo los millones de kilómetros que separen al operador del vehículo, de esta forma, si el operador desde donde se encuentre hace un movimiento como recogiendo algo del suelo, el robot haría lo mismo para recoger algo sobre la superficie donde esté.

Más información
http://www.nasa.gov/(en inglés)
http://athlete.jpl.nasa.gov/ (en inglés)

Investigadores crean accidentalmente el vidrio más delgado posible

Investigadores crearon el panel de vidrio más delgado posible. El vidrio, hecho de silicio y oxígeno, se formó accidentalmente cuando los científicos estaban haciendo grafeno, una hoja de carbono de un átomo de espesor, en cuarzo recubierto con cobre. Creen que una filtración de aire provocó que el cobre reaccionara con el cuarzo, que está hecho casi completamente de silicio y oxígeno, produciendo una capa de vidrio con el grafeno. El vidrio tiene solo tres átomos de grosor.

Debido a que este vidrio tiene el mínimo grosor que es posible para un vidrio de silicio, este vidrio se puede considerar que tiene solo dos dimensiones. La naturaleza bidimensional de este material permitió la primera toma con resolución atómica hecha por un microscopio de transmisión de electrones de un vidrio. Las imágenes producidas se asemejan mucho a dibujos creados por el Profesor (Fredrik) William H. Zachariasen en 1932 cuando trataba de revelar la estructura del vidrio a nivel atómico.

Además de demostrar como el grafeno hace posible la producción de materiales bidimensionales, el vidrio ultra-delgado podría ser utilizado en semiconductores o en transistores de grafeno.

Imagen
(Principal) Pinshane Huang, David Muller, Universidad Cornell; Ute Kaiser, Simon Kurasch, Universidad de Ulm; (Dibujo) W. H. Zachariasen; tomada de sciencemag.org

Más información
http://news.sciencemag.org/ (en inglés)
Abstracto del descubrimiento (en inglés)
Biografía del profesor Zachariasen (en inglés)

Noruega incorpora la secuenciación de ADN a su sistema nacional de salud

La nación escandinava, con una población de 4.86 millones, está listo para convertirse en el primer país que utilice la secuenciación de ADN para buscar mutaciones en tumores que puedan revelar que tratamientos de cáncer serían más efectivos para el paciente. Noruega cuenta con un sistema de salud socializado.

El Consorcio Noruego de Genómica Cancerosa (Norwegian Cancer Genomics Consortium) llevará a cabo una fase piloto con una duración de tres años, durante el cual secuenciará los tumores de 1,000 pacientes con la esperanza de influir sus tratamientos. También analizará otras 3,000 biopsias de tumores obtenidas con anterioridad para obtener una mejor idea de las mutaciones de los diferentes cánceres, y cómo influencian la respuesta a las drogas de un paciente. En una segunda fase, el proyecto construirá la infraestructura de laboratorios, clínicas y computación necesarias para llevar este cuidado a los 25,000 noruegos que son diagnosticados con cáncer cada año.

La meta final de Noruega es secuenciar cada tumor canceroso de los pacientes y proveer tratamientos personalizados. El proyecto podría costar más de 4 millones de euros (6.3 millones de dólares) sin incluir el costo del equipo.

El reto de Noruega será el secuenciar los genomas de cáncer con la suficiente rapidez y precisión para guiar a los médicos. Hoy en día la secuenciación genética se lleva a cabo en laboratorios certificados, secuenciado genético de calidad que pueda realizarse en clínicas aún está en su infancia y hay pocos hospitales equipados para ofrecerlo, además de que esto aún no le es de mucha ayuda a los oncólogos independientemente de su precisión.

Más información
http://www.nature.com/ (en inglés)
Norwegian Cancer Genomics Consortium (en inglés)

Tecnología Zero Touch, diseñada en la Universidad de Texas

Estudiantes de la Universidad de Texas A&M, en conjunto con el profesor Andruid Kerne, diseñaron el sensor Zero Touch, con el cual ya podremos interactuar con la computadora simplemente señalando con el dedo.

Esta innovadora tecnología es como un monitor de pantalla táctil, la diferencia es que no detecta la presión de los dedos, sino la posición que en alguna ocasión vimos en películas como Minority Report o Iron Man ya no es cosa del futuro, pues está sucediendo ya en Texas con el “Zero Touch”, el cual se estará tratando de producir el próximo año y se espera verlo en el mundo real muy pronto.

Más información
http://www.kbtx.com/news/(en inglés)

Físicos rusos obtienen las películas de diamante más finas del mundo

Los investigadores desarrollaron una nueva tecnología con la cual crearon películas de diamante de 30 nanómetros. Este tipo de películas que se producen actualmente en laboratorios estadounidenses y europeos son de 300 nanómetros y sus propiedades se reducen por defectos a la hora de separar la película de cristal.

Vladimir Popov, quien es colaborador del Instituto Ruso de Semiconconductores Rzhánov, declaró: “encontramos la manera de evitar la aparición de defectos en todas las etapas del proceso y preservar la estructura original del cristal sintético”.

Las películas ultrafinas son base ideal para los microchips, pues reducen el consumo de energía, efectos parásitos e interferencias.

Los mirochips de diamante podrían funcionar a temperaturas hasta de 800 grados Celsius e incrementar decenas de veces el rendimiento de los ordenadores, gracias al uso de efectos ópticos cuánticos. Cuando ya se cuente con la tecnología para producir a gran escala esta película ultrafina de diamante de 30 nanómetros, ésta podría desplazar al Silicio del mercado de los microchips, señaló en investigador.

Fuente
http://sp.rian.ru/

Primer video del lado oscuro de la Luna

Luna lado oscuro — Imagen: minutouno.com.ar

Una de las sondas estadounidenses del proyecto GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory – Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad), que se encuentran orbitando la Luna desde principios de este año, transmitió un primer vídeo de excelente calidad de 30 segundos de duración, el cual muestra el lado oscuro del satélite de nuestro planeta.

En el video se ve el polo Norte de la Luna, el Mar Oriental (Mare Orientale) que es una cuenca de impacto de 900 kilómetros de ancho que se extiende a ambos lados del satélite, el cráter Drygalski que tiene 149 kilómetros de diámetro y un pico central en forma de estrella de cinco puntas (que posiblemente fue creado hace millones de años por un cometa o impacto de un asteriode).

La misión GRAIL inició el año pasado con el lanzamiento (en el mes de septiembre) de las dos sondas idénticas llamadas GRAIL-A y GRAIL-B (después rebautizadas como actualmente se conocen Ebb y Flow) y su objetivo es medir el campo gravitatorio de la Luna y proporcionar imágenes en rayos X de su corteza y núcleo. Cada sonda lleva a bordo 4 cámaras denominadas MoonKam.

Referencias
http://sp.rian.ru/
http://www.minutouno.com.ar/