USA - X (Diez) Curiosidades

Neurocientíficos vinculan patrones cerebro-onda al consumo de energía

Emery Brown y ShiNung Ching. Imagen: M. Scott Brauer

Un nuevo modelo de actividad neuro-eléctrica podría ayudarle a científicos a entender mejor los estados inactivos del cerebro como el coma.

Por Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).

Diferentes estados del cerebro producen diferentes ondas de actividad eléctrica, con el cerebro alerta, el cerebro relajado y el cerebro durmiendo produciendo patrones en electroencefalogramas (EEG) fácilmente reconocibles. Estos patrones cambian aún más dramáticamente cuando el cerebro entra en ciertos estados inactivos profundos durante anestesia general o un coma.

Investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) y de la Universidad de Harvard descubrieron como uno de estos estados inactivos, conocido como supresión de ráfagas (burst suppression), se da. El encuentro, reportado en la edición en línea de PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) la semana del 6 de febrero, podría ayudar a los investigadores a monitorear mejor otros estados en los que ocurre la supresión de ráfagas. Por ejemplo, también es visto en los cerebros de víctimas de ataques cardíacos que son enfriados para prevenir daño cerebral debido a la privación de oxígeno, y en los cerebros de pacientes deliberadamente colocados en comas médicos para tratar una lesión cerebral traumática o ataques intratables.

Durante la supresión de ráfagas, el cerebro está callado por varios segundos a la vez, interrumpido por pequeñas ráfagas de actividad. Emery Brown, un profesor del MIT de ciencias cognitivas y cerebrales, ciencias y tecnologías de la salud, y un anestesista en el Hospital General de Massachusetts, se propuso estudiar la supresión de ráfagas en el cerebro anestesiado y otros estados cerebrales en la esperanza de descubrir un mecanismo fundamental por el que el patrón se da. Dicho conocimiento podría ayudar a científicos a encontrar que tanta supresión de ráfagas es necesaria para la protección cerebral óptima durante hipotermia inducida, cuando este estado es deliberadamente creado.

“Podrías ser capaz de desarrollar una manera mucho más basada en principios para guiar la terapia para usar la supresión de ráfagas en casos de coma médicos”, dijo Brown, autor principal de la revista académica de PNAS. “La pregunta es, ¿cómo sabes que pacientes tienen su cerebro lo suficientemente protegido? ¿Deberían de tener una ráfaga cada segundo? ¿O quizá una cada cinco segundos?”.

Modelando la actividad eléctrica

ShiNung Ching, un postdoctorado en el laboratorio de Brown y actor de la revista académica PNAS, desarrolló un modelo para describir como se da la supresión de ráfagas, basado en el comportamiento de neuronas en el cerebro. El disparo de neuronas está controlado por la actividad en los canales que permiten fluir iones como potasio y sodio dentro y fuera de la célula, alterando su voltaje.
Por cada neurona, “pudimos modelar matemáticamente el flujo de iones dentro y fuera del cuerpo celular, a través de la membrana”, dijo Ching. En este estudio, el equipo combinó muchas neuronas para crear un modelo de una larga red cerebral. Al mostrar como el enfriamiento y ciertas drogas anestésicas reducen el uso del cerebro de ATP (Adenosine triphosphate – la unidad o “moneda” usada para transferencia de energía entre células), los investigadores pudieron generar patrones de supresión de ráfagas consistentes con los que son actualmente vistos en pacientes humanos.

Ésta es la primera vez que las reducciones en actividad metabólica al nivel neuronal han sido vinculadas a la supresión de ráfagas, y sugiere que el cerebro probablemente usa supresión de ráfagas para conservar energía vital durante los tiempos de trauma.

“Lo que es realmente emocionante sobre esto es la idea de que la regulación metabólica de tiendas de energía celular juegan un papel en las dinámicas observadas del electroencefalograma”, dijo Nicholas Schiff, un profesor de neurología y neurociencia en el Colegio Médico Weill Cornell, quien no estuvo involucrado en esta investigación.

El cerebro en desarrollo

Supresión de ráfagas también es vista en bebés nacidos prematuramente. Conforme estos bebés crecen, sus patrones cerebrales se mueven hacia el patrón continuo normal. Brown especula que en infantes prematuros, el cerebro prodría estarse protegiendo al conservar energía.

“Cuando miras como se desarrollan estos niños, podemos fácilmente comenzar a sugerir maneras de monitorear su mejora cuantitativamente. Entonces los mismos algoritmos que usamos para monitorear la supresión de ráfagas en el cuarto de operaciones podrían ser usadas para monitorear la desaparición de la supresión de ráfagas en estos niños”, dijo Brown.

Dicho rastreo podría ayudar a doctores a determinar si infantes prematuros se están moviendo hacia un desarrollo normal o si tienen un desorden cerebral subyacente que podría no ser diagnosticado, dijo Ching.

En estudios futuros, los investigadores planean estudiar infantes prematuros así como pacientes cuyos cerebros son enfriados y aquellos con comas inducidos. Dichos estudios podrían revelar que tanta supresión de ráfagas es suficiente para proteger el cerebro en esas situaciones vulnerables.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu (en inglés)

Investigadores revelan por que el litio funciona tan bien en baterías recargables

Desde su descubrimiento hace 15 años, el litio-ferro-fosfato (LiFePO₄ – lithium iron phosphate) se ha convertido en uno de los materiales más prometedores para baterías recargables debido a su estabilidad, su durabilidad, su seguridad y su habilidad para entregar mucha energía a la vez. Ha sido el enfoque de grandes proyectos de investigación alrededor del mundo, y una de las tecnologías lider usadas en todo, desde herramientas inalámbricas a vehículos eléctricos. Pero a pesar de este amplio interés, la razón de las inusuales características de carga y desgarga del litio-ferro-fosfato no habían sido aclaradas.

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

Dentro de una partícula de litio-ferro-fosfato, el material se separa en bandas que son ya sea ricas en litio o pobres en litio. Pero cuando se cargan con un nivel de corriente lo suficientemente alto, esta separación nunca ocurre, encontró un equipo del MIT.

Ahora, una investigación por el profesor asociado de ingeniería química y de matemáticas del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) Martin Z. Bazant ha provisto nuevos resultados sorprendentes mostrando que el material se comporta muy diferente de lo que se pensaba, ayudando a explicar su rendimiento y posiblemente abriendo la puerta al descubrimiento de materiales de baterías aún más efectivos.

El nuevo conocimiento del comportamiento del litio-ferro-fosfato es detallado en una revista académica que aparecerá esta semana en el diario ASC Nano, escrito por Bazant y el postdoctorado Daniel Cogswell. La revista académica es una extensión de la investigación que reportaron a finales del año pasado en el diario Nano Letters.

Cuando fue descubierto por primera vez, el litio-ferro-fosfato fue considerado útil solo para aplicaciones de poca energía. Desarrollos posteriores mostraron que su capacidad de almacenar energía podría ser dramáticamente aumentado usándolo en forma de nanoparticulas, un acercamiento que lo convirtió en uno de los mejores materiales conocidos para aplicaciones que requieren de mucha energía.

Pero las razones de porqué las nanopartículas de LiFePO4 funcionaban tan bien eran elusivas. Se creía que mientras era cargado o descargado, el material se separaba en diferentes fases con concentraciones muy diferentes de litio; esta separación de fases, se creía, limitaba la capacidad de energía del material. Pero esta nueva investigación mostró qué, bajo muchas condiciones en el mundo real, esta separación nunca ocurre.

La teoría de Bazant predice que por encima de cierta corriente crítica, la reacción es tan rápida que la batería pierde su tendencia para separarse en fases como ocurre con bajos niveles de energía. Justo por debajo de la corriente crítica, el material pasa a través de un estado de “solución casi sólida”, donde “no tiene tiempo de completar la separación de fases”, dijo. Estas características ayudan a explicar por que este material es tan bueno para baterías recargables, dijo.

Este descubrimiento resultó de una combinación de análisis teórico, modelado de computadoras y experimentos de laboratorio, explico Bazant – un acercamiento multi-disciplinario que refleja su posición en los departamentos de ingeniería química y matemáticas en el MIT.

Análisis previos de este material han examinado su comportamiento en un solo punto en el tiempo, ignorando la dinámica de su comportamiento. Pero Bazant y Cogswell estudiaron como el material cambia mientras está en uso, ya sea cuando la batería se está cargando o descargando – y sus propiedades cambiantes sobre el tiempo resultaron ser cruciales para el entendimiento de su rendimiento.

“Esto no había sido hecho antes”, dijo Bazant. Lo que encontraron, agrega, es un fenómeno completamente nuevo, y uno que podría ser importante para entender el rendimiento de muchos materiales de baterías – lo que significa que este trabajo podría ser significativo aún si el fosfato férrico de litio termina siendo abandonado en favor de otros materiales nuevos.

Investigadores han pensado que el litio se empapa gradualmente en partículas que entran del exterior, produciendo un encogimiento del núcleo de material pobre en litio en el centro. Lo que encontró el MIT fue muy diferente: A bajas corrientes, el sitios forma bandas paralelas rectas de material enriquecido dentro de cada partícula, y las bandas viajan a través de las partículas conforme se cargan. Pero a niveles altos de corriente eléctrica, no hay separación, ni en bandas ni en capas; en su lugar, cada partícula se empapa de litio a la vez, transformándose casi instantáneamente de pobre en litio a rica en litio.

El nuevo descubrimiento ayuda también a explicar la durabilidad del litio-ferro-fosfato. Donde hay bandas de diferentes fases presentes, las separaciones entre esas bandas son una fuente de estrés que puede causar agrietamiento y una degradación gradual en su rendimiento. Pero cuando todo el material se carga a la vez, no hay separaciones y hay menos degradación.

Eso es un encuentro inusual, dice Bazant: “Usualmente, si estás haciendo algo más rápido, haces más daño, pero en este caso es lo opuesto”. De forma similar, el y Cogswell predijeron que operando a una temperatura ligeramente más alta haría durar más tiempo al material, lo que es contrario al comportamiento típico de materiales.

Adicionalmente a ver cómo el material cambia sobre el tiempo, entendiendo como funciona involucró mirar el material a escalas que otros no habían examinado: Mientras que muchos análisis han sido realizados al nivel de átomos y moléculas, resultó ser que el fenómeno clave solo podía ser visto a la escala de las mismas nanopartículas, dijo Bazant – muchas miles de veces más grandes. “Es un efecto que depende del tamaño”, dijo.

El profesor de ciencia de materiales del MIT Gerbrand Ceder observó y escribió sobre el comportamiento del litio-ferro-fosfato a altos niveles de corriente el año pasado; ahora, el análisis teórico de Bazant podría llevar a un entendimiento más amplio no solo de este material, sino también de otros que podrían pasar por cambios similares.

Troy Farrel, un profesor asociado de matemáticas en la Universidad Tecnológica de Queensland en Australia, quien no estuvo involucrado en este trabajo, dijo que estos descubrimientos son de gran significado para aquellos que investigan las baterías de litio. Agregó que este nuevo entendimiento “le permite a los científicos de materiales desarrollar nuevas estructuras y compuestos que finalmente lleven a baterías con una mayor duración de vida y una mayor densidad de energía. Esto es requerido si la tecnología de las baterías será utilizada en aplicaciones que demanden mucha energía como vehículos eléctricos”.

Entendiendo por que el litio-ferro-fosfato trabaja tan bien fue “uno de los retos científicos más interesantes que he encontrado”, dijo Bazant. “Tomó cinco años averiguar esto”.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Imagen
Las regiones ricas en litio y pobres en litio tienden a formar bandas dentro de partículas de fosfato férrico de litio. Imagen: Laboratorio Bazant

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

Gel podría reparar huesos rotos en días

Un hueso roto puede tomar semanas e incluso meses para sanar, dependiendo del tipo y de la gravedad de la fractura. En casos extremos y debido a la complejidad de la fractura puede ser hasta imposible sanar adecuadamente. Estudios realizados por investigadores del centro regenerativo Bioscience en la Universidad de Georgia son prometedores para acortar significativamente el tiempo de curación y revolucionar el curso de tratamientos para las fracturas.

El estudio se basa en el uso de células madre mesenquimales o mesenquimatosas que contienen proteína generadora de hueso. Las células se inyectan en forma de gel directamente en el área del hueso roto, realizando rápidamente el trabajo formador de hueso nuevo. El resultado final es una recuperación muy rápida, evitando la atrofia muscular que puede venir con un tiempo de recuperación prolongado.

La masilla en forma de gel ha sido probada y ha funcionado en animales tan pequeños como ratones y tan grandes como ovejas, la investigación debe ser probada en animales aún más grandes antes de comenzar ensayos en humanos.

Los militares han manifestado interés en la investigación y ésta cuenta con el apoyo y el financiamiento del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, ya que sería de gran utilidad en soldados heridos en el campo de batalla.

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

La NASA podría abandonar proyectos europeos de investigación en Marte

La NASA envió un comunicado a la Agencia Espacial Europea (ESA – European Space Agency), en el cual le informa que es poco probable su participación en los proyectos del programa ExoMars.

Éste es un programa donde la NASA cooperaría financiera y científicamente con los países europeos para unas misiones en conjunto hacia el planeta Marte, que en el 2016 lanzarían un satélite a la órbita de dicho planeta y en 2018 efectuarían el descenso de un vehículo robótico sobre la superficie del mismo.

No hay un comunicado oficial al respecto. Sin embargo parece que el motivo de esta decisión son los recortes presupuestales de la agencia estadounidense. Debido a esto la NASA se ha negado a ceder su cohete portador Atlas para llevar los aparatos europeos al espacio. Rusia sigue firme en participar en el proyecto ExoMars y declaró estar dispuesto a facilitar el cohete Protón para el lanzamiento de los equipos.

Referencias
http://spanish.ruvr.ru/
http://actualidad.rt.com/

Hollywood no puede manejar la verdad

El día de hoy, más de 70 organizaciones activistas populares y compañías de Internet emergentes enviaron una carta al gobierno de los Estados Unidos, en el último round de la pelea sobre las leyes Stop Online Piracy Act (SOPA) y Protect Intellectual Property Act (PIPA), diciéndole al congreso que era tiempo de rechazar el bien-gastado cabildeo de las grandes compañías de medios.

Estas organizaciones y compañías tuvieron el nervio de mostrarle al Congreso que es tiempo de dejar de jugar con las leyes que generaron la más grande protesta en línea. Más de 100,000 sitios web incluyendo a Wikipedia y Reddit participaron en el día del apagón del 18 de enero, día en el cual Tecnocápsulas publicó artículos sobre los peligros de esta legislación, que hacer contra estás propuestas de ley y otros artículos relacionados a estas leyes. Decenas de miles de personas llamaron y visitaron a sus representantes en el Congreso de los Estados Unidos, todas con un mensaje: Estas leyes son peligrosas, y no debería de permitirse su aprobación.

La carta, coordinada por Public Knowledge (fuente de este artículo), dijo, “Ahora es tiempo de que el Congreso tome un respiro, retroceda un paso, y se acerque a las cuestiones desde una perspectiva fresca”.

El mensaje de que había, y que hay, preocupaciones fundamentales que provienen de comunidades amplias y comprensivas es una que no parece llegarles a los grandes ejecutivos con los comentarios que han hecho recientemente. Es una pena que Hollywood no capta el mensaje y siguen jugando con su negación. Los legisladores deberían de darse cuenta que su electorado en Hollywood no tiene ni un atisbo de realidad.

Por una lado, deadline.com reporta que el presidente ejecutivo de Viacom Philippe Dauman dijo en una conferencia que Hollywood no perdió la pelea sobre SOPA/PIPA por los méritos de su caso. En lugar de esto, fue por que hubo “mucha desinformación” de las compañías tecnológicas en Silicon Valley. Culpó la “mentalidad de turba” y “retórica desafortunada” por los problemas de las leyes.

Hablando en la misma conferencia “All Things D”, Chase Carey, el segundo al mando de Fox, dijo que era “el mensaje siendo distorsionado” por Internet el que causó la caída de las leyes. Carey admitió que el no había leído las leyes, pero rechazó trabajar con las compañías tecnológicas en Silicon Valley en una solución. Eso está bien. Realmente no es el lugar de las compañías tecnológicas en Silicon Valley el trabajar en una solución para Hollywood.

Simplemente, Hollywood no puede manejar la verdad sobre SOPA y PIPA.

En primera, no pueden manejar el hecho de que hay peligrosos elementos en las leyes. Eso fue por lo que tanta gente, la misma gente que el Congreso de los Estados Unidos dejo fuera de la discusión, se involucró. Las leyes eran mucho más complejas que “atacar a los piratas extranjeros”, y sin embargo aquellos empujando las leyes ignoraron o no reconocieron las amenazas al Internet libre. Ciertamente su testimonio ante el Congreso no dio ninguna indicación de que lo hacían. Cuando alguien sacó a la luz sus objeciones, los ejecutivos de Hollywood y sus aliados legisladores los ignoraron. ¿A quien le importaba lo que analistas en ciberseguridad, profesores de leyes, artistas, grupos de derechos humanos, organizaciones de interés público y otros tenían para decir? Eventualmente, los patrocinadores de la ley cedieron en ese asunto de la seguridad, pero solo tras una larga disputa.

A diferencia de los magnates, la carta de los activistas reconoció: “Una amplia variedad de preocupaciones importantes han sido expresadas – incluyendo la vista de los interesados en tecnología, grupos internacionales de derechos humanos, capitalistas de riesgo, emprendedores, y sobre todo, usuarios individuales de Internet. Las preocupaciones son muy fundamentales y muy numerosas para ser completamente abordadas a través de revisiones apresuradas a esas leyes. Tampoco pueden ser abordadas por medio de negociaciones a puertas cerradas entre un pequeño número de interesados en el paso de estas leyes”.

En segunda, los ejecutivos no reconocieron que la protesta contra las leyes no fue un producto de cabildeo clásico de intereses especiales. No fue Hollywood contra Silicon Valley. Como el artículo en PC World (y otras publicaciones) mostraron, Google no creó la protesta contra las leyes de propiedad intelectual. Más bien una red de grupos con preocupaciones sustanciales trabajaron con organizaciones alrededor del país y del mundo, las cuales, una vez informadas de los peligros de las leyes, esparcieron la palabra a sus miembros, y a organizaciones en sus distritos electorales.

En tercera, realmente hay algunas preguntas sobre “la verdad” en estos casos. Los únicos números de “daños” vienen de la industria y no han sido duplicados por nadie. Es tiempo de encontrar realmente cual es el “daño”.

Ese tiempo fuera es necesario para “determinar la verdadera extensión de la infracción en línea y, de la misma importancia, los efectos económicos de esa actividad, de fuentes precisas e imparciales, y pesarlas contra los costos económicos y sociales de la nueva legislación de los derechos de autor. El congreso no puede simplemente aceptar los estimados de la industria con respecto a las implicaciones económicas y de trabajos de las infracciones dada la información obtenida por la Oficina de Rendición de Cuentas del Gobierno (Government Accountability Office) que mostró en el 2010 que las estadísticas y los estudios cuantitativos previos sobre el sujeto han sido poco fiables”.

Esto es muy importante para darle el control sobre la escritura de las leyes a una sola industria, como lo hizo el Congreso en el caso de estas leyes. Hay demasiado en juego para tratar de volver a trabajar en las leyes de manera descuidada y a puerta cerrada. Esa es la verdad.

La carta enviada al congreso

6 de Febrero de 2012

U.S. House of Representatives
Washington, D.C. 20515

United States Senate
Washington, D.C. 20510

Querido Congreso:

Nosotros los grupos firmantes nos alineamos con más de 14 millones de Americanos que se unieron a nosotros en oposición a Stop Online Piracy Act (SOPA) y PROTECT IP Act (PIPA). Juntos participamos en la más grande protesta en la historia Americana (actualmente se estima que más de 115,000 sitios web) por que creemos que estas leyes habrían sido dañinas a la libertad de expresión, la innovación, la ciberseguridad, y la creación de trabajos. Queremos agradecer a los miembros del Congreso que compartieron nuestras preocupaciones y se opusieron a estas leyes.

Ahora es el momento para que el Congreso tome un respiro, de un paso atrás, y se acerque a las cuestiones desde una perspectiva fresca. Una amplia variedad de preocupaciones importantes han sido expresadas – incluyendo perspectivas de interesados en tecnología, profesores de leyes, grupos de derechos humanos internacionales, inversionistas de riesgo, emprendedores, y sobre todo, usuarios de Internet individuales. Las preocupaciones son muy fundamentales y muy numerosas para ser completamente abordadas a través de revisiones apresuradas a esas leyes. Tampoco pueden ser abordadas por medio de negociaciones a puertas cerradas entre un pequeño número de interesados en el paso de estas leyes.

Además, el Congreso debe determinar la verdadera extensión de la infracción en línea y, de la misma importancia, los efectos económicos de esa actividad, de fuentes precisas e imparciales, y pesarlas contra los costos económicos y sociales de la nueva legislación de los derechos de autor. El congreso no puede simplemente aceptar los estimados de la industria con respecto a las implicaciones económicas y de trabajos de las infracciones dada la información obtenida por la Oficina de Rendición de Cuentas del Gobierno (Government Accountability Office) que mostró en el 2010 que las estadísticas y los estudios cuantitativos previos sobre el sujeto han sido poco fiables.

Finalmente, cualquier futuro debate sobre propiedad intelectual en relación a el Internet debe evitar el tomar la estrecha perspectiva de una sola industria. Demasiado a menudo, el Congreso se ha enfocado exclusivamente en áreas donde los dueños de derechos creen que la ley existente es muy débil, sin también considerar las maneras en que las políticas existentes han socavado la libertad de expresión y la innovación. Algunos ejemplos incluyen la confiscación por un año del blog de música legal (dajaz1.com) y el cierre por medio de litigio privado de plataformas de video que comenzaban (veoh.com).

El valor de Internet para el público hace necesario que cualquier debate legislativo en esta área sea abierta, transparente, y lo suficientemente deliberativa para permitir que todo el rango de partes interesadas ofrezcan su punto de vista y evalúen propuestas específicas. Evitar hacerlo sería repetir los errores de SOPA y PIPA.

Sinceramente,

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Women Who Tech
Women, Action & the Media
Women’s Media Center
WordPress Foundation

Fuentes
http://www.publicknowledge.org/ (en inglés)
Carta al Congreso (en inglés)

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)

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/

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)

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)

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/