Para rendir más tómate un café y duerme
Por Unknown On 10:52 p.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
El café es parte de las mañanas de muchas personas que buscan despertar y ganar energía para comenzar su jornada. Sin embargo, dormir es esencial para recargar la pila, tomar una siesta aumenta tu estado de alerta, mejora tu memoria y te hace más creativo, entre otros beneficios.

No obstante, ahora cuando estemos somnolientos y deseosos de permanecer despiertos no tendremos que elegir entre dormir y beber café. Investigadores aseguran que consumir una taza de café antes de tomar una siesta de 20 minutos o menos puede hacernos sentir más alerta ya que aumenta el impacto de la cafeína en el cerebro.



Cuando se bebe café, la cafeína se absorbe a través del intestino delgado y pasa al torrente sanguíneo, donde llega al cerebro y se adhiere a los receptores que usualmente están ocupados por una molécula similar, llamada adenosina, responsable de cansancio natural. Al unirse a los receptores, la adenosina provoca somnolencia disminuyendo la actividad de las células nerviosas.

Al adherirse a los receptores, la cafeína acelera las células nerviosas. Por lo tanto, el efecto de vigilia tarda unos 20 minutos en aparecer.  De acuerdo con el reporte de Joseph Stromberg, dormir despeja naturalmente la adenosina del cerebro. Esto significa que dormir una siesta de no más 20 minutos reduce los niveles de adenosina en el momento justo que el efecto de la cafeína comienza, dando un efecto doble.

Aunque los científicos no han experimentado con esta idea, sí han realizado una serie de estudios en el Reino Unido y Japón para conocer las implicaciones de la “siesta del café” o  “coffee nap”.  Investigadores de la Universidad de Loughborough observaron que cuando los participantes cansados tomaron una taza de café seguida de una siesta de 15 minutos, tuvieron menos errores en un simulador de conducción, incluso si tenían problemas para permanecer despiertos.

Otro estudio halló que las “siestas de café” pueden ayudar a la gente a estar despierta por largos  periodos de tiempo sin necesidad de las habituales 8 horas de sueño.  En un experimento diferente, 24 hombres jóvenes permanecieron en estado de vigilia durante 24 horas solamente tomando siestas cortas.

Mientras que otra investigación mostró que la mitad de un grupo que tuvo “coffee naps” se desempeñó mejor que el grupo que fue suministrado con un placebo en lugar de café.

Así que ya sabes, si ves el día muy largo y pesado, mejor tómate un café y duerme unos 20 minutos.

Conversión eficaz de CO2 en sustancias útiles mediante un catalizador hecho de cobre poroso
Por Unknown On 2:53 p.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
Unos científicos han descubierto que el cobre, trabajado para darle una estructura de espuma, podría proporcionar una nueva forma de convertir el dióxido de carbono (CO2) en sustancias industriales útiles, incluyendo el ácido fórmico.

Todo catalizador hecho con esta modalidad porosa del cobre presenta, en las reacciones en las que interviene el dióxido de carbono, grandes diferencias electroquímicas con respecto a otros catalizadores comparables. Así lo ha comprobado el equipo de Tayhas Palmore, Sujat Sen y Dan Liu, del Centro para la Captura y Conversión del CO2, dependiente de la Universidad Brown en Providence, Rhode Island, Estados Unidos.

El aumento incesante de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera ha llevado a la comunidad científica a buscar formas de capturarlo que resulten rentables al permitir algún aprovechamiento práctico de ese CO2. Un método es capturar el CO2 emitido desde centrales eléctricas alimentadas por la combustión de materias como el carbón, y desde otras instalaciones, y usarlo como fuente de carbono para fabricar sustancias químicas que hasta ahora se han venido obteniendo de los combustibles fósiles. El problema es que el CO2 es muy estable, y reducirlo a una forma reactiva y útil no es fácil.

Durante mucho tiempo se ha estudiado al cobre como electrocatalizador para reducción del CO2, y es el único metal del que se sabe que puede reducirlo en hidrocarburos útiles. Ha habido algunas indicaciones de que, si se hace rugosa una superficie plana de cobre, se crearán más puntos activos para reacciones con el CO2. Pero no se ha avanzado tanto como para obtener resultados con proyección industrial clara.

La espuma de cobre, una modalidad de este metal que ha sido desarrollada hace unos pocos años, ha resultado tener, con los ajustes convenientes, las características que Palmore y sus colegas estaban buscando.

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Una espuma de cobre. El cobre es el único metal que reduce CO2 en hidrocarburos útiles. Una espuma de cobre ofrece poros y canales parecidos a los de una esponja, lo que proporciona más sitios activos para las reacciones del CO2 que una superficie simple. (Foto: Laboratorio de Tayhas Palmore / Universidad Brown)

Los experimentos con el nuevo tipo de espumas de cobre han mostrado que estas pueden convertir el CO2 en ácido fórmico, un compuesto usado a menudo como materia prima para microbios que producen biocombustibles, con una eficiencia mucho mayor que la conseguida por el cobre no poroso. La reacción produjo también pequeñas cantidades de propileno, un hidrocarburo útil que nunca antes había sido visto en reacciones en las que interviniera el cobre.

Ahora que está claro que la arquitectura porosa es fundamental, Palmore y sus colegas están trabajando en nuevos experimentos, destinados a ver qué pasa cuando tal arquitectura es modificada. Es probable que poros de diferentes profundidades o diámetros produzcan distintos compuestos a partir del CO2. A la larga, quizá se pueda ajustar la espuma de cobre para optimizar la producción del compuesto específico deseado en cada caso.


La máquina de fabricar oxígeno que viajará a Marte
Por Unknown On 1:22 p.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
Cuando los primeros astronautas lleguen a Marte, necesitarán oxígeno para respirar. Llevar a bordo el que precisarán para su estancia allí implicaría un peso extra considerable. Lo mismo se puede decir del oxígeno que se utilice para el sistema de propulsión en el trayecto de regreso a la Tierra. Obtener todo ese oxígeno a partir del dióxido de carbono de la atmósfera marciana es una opción más interesante. Una máquina que efectúa esta operación ya ha sido ideada y viajará a Marte en un vuelo no tripulado planeado para 2020.

Ese vuelo, que llevará al Planeta Rojo a un robot parecido al Curiosity (que aterrizó en Marte en 2012), también incluirá la citada máquina, MOXIE (por las siglas en inglés de Mars OXygen In situ resource utilization Experiment), una creación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos. Eso permitirá ponerla a prueba en condiciones reales.

Si todo marcha como está previsto, el sistema MOXIE, cuyo investigador principal es Michael Hecht, desempeñará un papel principal en abrir el camino hacia la exploración humana de Marte.

El aparato es una célula de combustible invertida especializada, cuya función primaria es consumir electricidad para poder producir oxígeno en Marte, donde la atmósfera es en un 96 por ciento dióxido de carbono. Si se demuestra que funciona en la misión a Marte de 2020, un sistema parecido al MOXIE podría ser utilizado más tarde para producir oxígeno a gran escala, tanto para sistemas de soporte vital con los que garantizar la vida de los viajeros humanos como para proporcionar el oxígeno líquido que se necesite para quemar el combustible del cohete que permitirá el viaje de retorno a la Tierra.

Se puede describir a MOXIE como una “célula de combustible que funciona a la inversa”. En una célula de combustible normal, el combustible es calentado junto con un oxidante (a menudo oxígeno) para producir electricidad. En este caso, sin embargo, la electricidad producida por una máquina separada se combinaría con el dióxido de carbono del aire marciano para producir oxígeno y monóxido de carbono.

En la Tierra, un sistema así no tendría sentido. Pero aplicado a Marte puede hacer viable una misión que de otro modo sería poco factible.

Incorporar a una nave un sistema para crear oxígeno que los exploradores humanos pudieran respirar sería extremadamente útil para una misión de cualquier duración. Pero además se consigue un ahorro de peso aún mayor al no tener que transportar a bordo en el trayecto de ida el oxígeno que el sistema de propulsión necesitará para el de vuelta.


Un plan a largo plazo para llevar humanos a Marte (y traerlos de regreso a la Tierra) se parecería a esta secuencia de operaciones: Primero, se enviaría al Planeta Rojo un pequeño reactor nuclear junto con una versión a mayor escala del instrumento MOXIE. A lo largo de un par de años, su tanque de oxígeno se iría llenando, en preparación para los visitantes humanos. Una vez llegasen los astronautas, tendrían ya esperándoles a punto su fuente de energía, su oxígeno y la infraestructura para la misión.

En definitiva, producir oxígeno en la superficie de Marte es probablemente la solución más sencilla por varias razones. Eliminaría, por ejemplo, la dificultad y el coste de enviar reservas de oxígeno líquido a Marte.

Para desarrollar el sistema MOXIE, el MIT trabajará con el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. El JPL liderará el diseño y desarrollo de la carga útil, mientras que el MIT establecerá la arquitectura de misión, supervisará el desarrollo, y planeará las operaciones en la superficie de Marte.


El instrumento se beneficiará también de la experiencia de Jeffrey Hoffman, un antiguo astronauta, con cinco vuelos espaciales en su haber, a quien tuvimos el placer de entrevistar hace años, y que ahora es profesor en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT. De sus cinco viajes al espacio, quizá el más célebre fue el que realizó en 1993. Durante esa misión, los astronautas restauraron el rendimiento óptico del Hubble añadiendo instrumentos que corregían el problema de aberración esférica inherente al espejo primario del telescopio cuando fue lanzado en 1990. A esta operación de reparación en órbita se la sigue considerando como una de las misiones más ambiciosas emprendidas por la NASA en toda su historia.

 “Tuve la satisfacción de saber que probablemente aporté más a la astronomía al arreglar el Telescopio Espacial Hubble que lo que podría haber hecho como astrónomo en toda mi vida”, valora Hoffman. Durante su quinto vuelo, Hoffman, que posee una amplia experiencia en actividades extravehiculares (EVA), se convirtió en el primer astronauta en acumular más de 1.000 horas en el espacio a bordo de la lanzadera espacial. Su actividad científica le ha llevado a trabajar en investigaciones sobre trajes espaciales rígidos, y también en el programa científico de los robots SPHERES de la NASA, diseñados para operar en ingravidez dentro del interior de la Estación Espacial Internacional, impulsados por pequeñas hélices alimentadas con pilas eléctricas.


La ingeniera Bilge Yildiz, profesora en el MIT y experta en la tecnología utilizada para el sistema MOXIE, también tendrá un papel destacado en la preparación de la unidad que viajará a Marte.

A todo esto, ¿cuándo un ser humano pisará Marte por vez primera? Es una pregunta difícil de responder. Tanto Estados Unidos como Rusia tuvieron en su día planes para hacerlo, pero las sucesivas fechas se han ido posponiendo o incluso borrando definitivamente. Una misión independiente conocida como Mars One pretende enviar humanos al Planeta Rojo en años futuros. Sin embargo, y esto es importante, los voluntarios que se han presentado y han sido aceptados saben que, si llegase a materializarse este proyecto, no podrían regresar a la Tierra. 

Para toda misión tripulada a Marte financiada por gobiernos es imperativo que el viaje sea de ida y vuelta, y eso exige invertir mucho tiempo y dinero en hacer las cosas bien a fin de garantizar al máximo la seguridad de los astronautas.

VIA Algenis Guzman
SOURCE noticiasdelaciencia.com
¿Mejor salud de la retina gracias al café?
Por Unknown On 9:15 p.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
Los resultados de una nueva investigación sugieren que una taza de café diaria es capaz de ayudar a prevenir el deterioro de la vista y la ceguera potencial derivados de la degeneración retinal provocada por el glaucoma, la diabetes, o el simple envejecimiento.


En origen, el café contiene, en promedio, un 1 por ciento de cafeína, la más conocida de entre todas las sustancias que alberga. Pero hay otros de sus ingredientes que merecen atención, y que además están presentes en un porcentaje mayor, como por ejemplo el ácido clorogénico, que alcanza concentraciones de entre el 7 y el 9 por ciento, y que es un potente antioxidante capaz de contribuir de forma significativa a prevenir la degeneración de la retina en ratones, según revelan los resultados de un estudio llevado a cabo sobre ratones por el equipo de Chang Y. Lee, profesor de ciencia de los alimentos en la Universidad Cornell de Ithaca, Nueva York, Estados Unidos.

La retina es una capa delgada de tejido, situada en el fondo del ojo y provista de millones de células sensibles a la luz y otras células nerviosas que reciben y organizan la información visual. También es uno de los tejidos más activos metabólicamente, por lo cual demanda niveles altos de oxígeno y es propensa a sufrir estrés oxidativo. La falta de oxígeno y la producción de radicales libres conduce a daños en los tejidos y pérdida de visión.

Estudios anteriores han mostrado que el café también reduce el riesgo de padecer enfermedades crónicas como el Mal de Parkinson, el cáncer de próstata, la diabetes, el Mal de Alzheimer y el deterioro de la capacidad cognitiva asociada al envejecimiento.

SOURCE noticiasdelaciencia.com

Comunicación con robots mediante gestos humanos
Por Unknown On 9:28 a.m. | Archivado en , , | Con 0 comentarios
Un equipo de investigación está programando robots para que sean capaces de comunicarse con personas utilizando los gestos y el lenguaje corporal propios de los seres humanos, un paso importante hacia la introducción de robots humanoides en los hogares.

Investigaciones anteriores han demostrado que a las personas nos resulta difícil reconocer cuándo un robot que sostiene un objeto nos lo está ofreciendo para que le lo tomemos de su mano, ya que la conducta tradicional de los robots es parca, cuando no nula, en señales no verbales, a diferencia de la humana, en que una simple mirada y un movimiento de la mano bastan para dejarnos claro que alguien nos ofrece un objeto para que lo recojamos de su mano.



El equipo de la investigadora AJung Moon, del Departamento de Ingeniería Mecánica en la Universidad de la Columbia Británica (UBC) en Canadá, ha seleccionado como referencia para su trabajo al robot conocido con el nombre de "Charlie". Con él, se ha trabajado en la cuestión de cómo mejorar del citado modo la acción, aparentemente simple, de entregar un objeto a una persona.

El hecho de que un objeto pase de las manos de un humano a las de otro no tiene nada de extraordinario para nosotros. Lo hacemos infinidad de veces de manera cotidiana. Sin embargo, algo para nosotros tan sencillo como pasarle un plato al comensal de al lado en la mesa, o coger la herramienta que nos ofrece un compañero de trabajo, no es fácil si el individuo que sostiene el objeto o lo va a coger de nuestras manos es un robot.

Moon y sus colegas estudiaron los gestos espontáneos que más tendemos a hacer las personas con la cabeza, cuello y ojos durante la acción de pasarle una botella de agua a alguien. Con lo aprendido en las observaciones, el equipo de Moon probó entonces tres variaciones de esta interacción con Charlie y 102 voluntarios humanos.

Programar al robot para utilizar la mirada como una señal no verbal hizo la entrega más fluida, Moon y sus colegas hallaron que las personas cogían más pronto la botella de agua cuando el robot movía su cabeza para mirar a la zona donde esperaba que la botella de agua le fuese cogida por la mano humana, y luego miraba a los ojos de la persona.

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Un nuevo dispositivo hecho de textiles inteligentes medirá la fatiga del conductor
Por Unknown On 8:30 a.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
Investigadores del Instituto de Biomecánica (IBV) están trabajando en el desarrollo de un dispositivo integrado en textiles inteligentes capaz de medir la actividad cardiaca y la respiración del conductor para prevenir la somnolencia y la fatiga al volante. Se trata de un sistema de sensores no invasivo integrado en la cubierta del asiento y en el cinturón de seguridad del vehículo. Según explica José Solaz, director de Innovación de Mercados en Automoción del IBV, , “la variación de los ritmos cardiacos y respiratorios son buenos indicadores del estado del conductor, ya que están relacionados con la fatiga del mismo".



Es decir –añade– "cuando se entra en estados de fatiga o somnolencia aparecen modificaciones en la respiración y frecuencia cardíaca, por eso monitorizando estas constantes podemos detectarlas y avisar al conductor.

Hasta la fecha, no existía ningún dispositivo capaz de medir estas constantes de manera no invasiva en un coche y obteniendo un resultado equiparable a la medición en un laboratorio.

Probado en circuito cerrado   
 
El producto se está desarrollando en el marco del proyecto europeo Harken y el resultado final es un prototipo completamente funcional que consta de tres componentes principales, el sensor del asiento, el sensor del cinturón de seguridad, y el SPU (signal processing unit), que procesa los datos de los sensores en tiempo real. Además, gracias a su capacidad de integración, es completamente invisible para el usuario.  
     
José Solaz ha explicado que “el dispositivo ha sido probado por usuarios en circuito cerrado –en la escuela de conducción Luis Climent– para determinar su eficacia en condiciones de uso reales”.

El sistema de sensores no invasivo podrá ir integrado en la cubierta del asiento y en el cinturón de seguridad del vehículo

Dada su orientación a una rápida industrialización, el dispositivo Harken permitirá en breve disponer del vehículos a en la calle para testar el comportamiento del sistema en situaciones de tráfico real. De hech,o las pruebas preliminares “han obtenido unos resultados muy positivos y completamente fiables” ha confirmado Solaz. De esta manera, Harken ayudará en un futuro próximo a reducir los accidentes.

Un grave problema de seguridad vial 

Los accidentes de tráfico provocados por la fatiga representan un importante problema social y económico para la UE. En 2008, se produjeron más de 1.2 millones de accidentes de tráfico en la UE, con 1.5 millones de heridos y 38.000 muertos. Este tipo de accidente será la tercera causa de muerte y discapacidad mundial más frecuentes en 2020.

Los detectores de fatiga integrados en los componentes del vehículo pueden reducir este problema, salvando miles de vidas al año y reduciendo en miles de millones de euros los costes sanitarios. “Por esta razón, HARKEN supone una solución innovadora para la detección de la fatiga que puede suponer un gran avance en la seguridad vial” ha añadido José Solaz.

Financiado a través del 7º Programa Marco, dentro del Programa “Capacidades. Investigación en beneficio de las PYMES”, el proyecto HARKEN arrancó en julio de 2012.

El Instituto de Biomecánica participa en esta investigación junto al centro tecnológico Eesti Innovatsiooni Instituut y la Universidad de Manchester.

Este proyecto, liderado por la empresa BORGSTENA, reúne a un consorcio de Pequeñas y Medianas Empresas que producen componentes de vehículos (textiles para asientos - BORGSTENA, cinturones de seguridad - ALATEX, tejidos inteligentes - SENSINGTEX, y biosensores - PLUX), que llevarán a cabo la industrialización de este sistema. Además, el consocrio cuenta con la empresa FICOMIRROS como representación de los proveedores TIER1 de la industria del automóvil que es el puente con los fabricantes de vehículo completo, futuros integradores de esta tecnología.

Una supernova que actúa como fábrica de polvo cósmico
Por Unknown On 1:42 p.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
Nuevas e impactantes observaciones realizadas con el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) captan, por primera vez, los restos de una supernova reciente en presencia de grandes cantidades de polvo cósmico formado hace poco tiempo atrás. Si una cantidad suficiente de este polvo lograra realizar la peligrosa transición hacia el espacio interestelar, podría explicar cómo muchas galaxias adquirieron su aspecto oscuro y polvoriento.




Las galaxias pueden contener enormes cantidades de polvo y se cree que las supernovas son una de sus principales fuentes de producción, especialmente en el Universo primitivo. Pero la evidencia directa que demuestra la verdadera capacidad que tienen las supernovas de generar polvo ha sido muy escasa hasta el momento, y no da respuesta a los grandes volúmenes de polvo detectados en galaxias jóvenes y distantes. Sin embargo, observaciones realizadas con ALMA están cambiando este escenario.

"Hemos encontrado una masa de polvo de enormes proporciones concentrada en la parte central del material eyectado de una supernova relativamente joven y cercana", dijo Remy Indebetouw, astrónomo del Observatorio Radioastronómico Nacional de los Estados Unidos (NRAO) y de la Universidad de Virginia, ambos localizados en Charlottesville, Estados Unidos. "Esta es la primera vez que realmente hemos logrado obtener imágenes del lugar en donde se formó el polvo, lo que es de gran importancia para comprender la evolución de las galaxias".

Un equipo internacional de astrónomos usó ALMA para observar los brillantes remanentes de la Supernova 1987A, ubicada en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana que orbita la Vía Láctea a unos 160.000 años luz de la Tierra. La SN 1987A es la explosión más cercana alguna vez captada desde la observada por Johannes Kepler dentro de la Vía Láctea en 1604.

Los astrónomos predijeron que a medida que el gas se enfriara luego de la explosión, se formarían grandes cantidades de polvo una vez que los átomos de oxígeno, carbono y silicio se combinaran en las frías regiones centrales del remanente. No obstante, las primeras observaciones de la SN 1987A con telescopios infrarrojos, realizadas durante los primeros 500 días posteriores a la explosión, sólo detectaron una pequeña cantidad de polvo caliente.

Con la resolución y sensibilidad sin precedentes de ALMA, el equipo de investigación fue capaz de fotografiar el polvo frío, el que se encuentra en mayores proporciones y brilla intensamente en luz milimétrica y submilimétrica. Los astrónomos estiman que el remanente ahora contiene alrededor del 25 por ciento de la masa del Sol en polvo recién formado. Además, descubrieron que se habían generado importantes cantidades de monóxido de carbono y monóxido de silicio.

"La SN 1987A es un lugar especial, ya que no se ha mezclado con su entorno, es por esto que lo que observamos allí se generó allí", comenta Indebetouw. "Los nuevos resultados producidos por ALMA, los primeros de su clase, revelan un bloque conformado por el remanente de la supernova colmado de material que simplemente no existía hace unas décadas".

Sin embargo, las supernovas no solo pueden crear sino también destruir las partículas de polvo.

Cuando la onda expansiva de la explosión inicial se propagó hacia el espacio, produjo anillos brillantes de material, como se pudo apreciar en observaciones anteriores realizadas con el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ ESA. Después de colisionar con esta capa de gas, expulsada por la estrella progenitora, una gigante roja, al acercarse al final de su vida, una parte de esta poderosa explosión cambió de dirección, devolviéndose hacia el centro del remanente. "En algún momento, esta onda de choque que viene de regreso colisionará con estos abultados cúmulos de polvo recién formado", indica Indebetouw. "Es probable que en ese punto alguna fracción del polvo sea desintegrado. Es difícil predecir exactamente cuánto, tal vez sólo un poco, posiblemente la mitad o dos tercios". Si una buena parte subsiste y logra alcanzar el espacio interestelar, podría explicar la abundante cantidad de polvo que los astrónomos detectan en el Universo primitivo.

"Las primeras galaxias contienen enormes cantidades de polvo y este posee un rol fundamental en la evolución de las mismas", dijo Mikako Matsuura de la Escuela Universitaria de Londres, Reino Unido. "Hoy sabemos que el polvo se puede generar de varias maneras, pero en los inicios del Universo la mayor parte debe haber provenido de las supernovas. Por fin tenemos una evidencia clara que avala esa teoría".
 
ESO
Utilizan ADN para el montaje semiautomático de un transistor de grafeno
Por Unknown On 9:36 a.m. | Archivado en , , | Con 0 comentarios
El ADN es el plano de construcción de la vida. ¿Podría también podría convertirse en la plantilla para fabricar una nueva generación de chips que en vez de estar basados en el silicio estuvieran basados en un material experimental conocido como grafeno?

Esa es la teoría a partir de la cual el equipo de la ingeniera química Zhenan Bao, de la Universidad de Stanford en California, ha desarrollado un revolucionario proceso de fabricación.

Bao, Anatoliy Sokolov y Fung Ling Yap, esperan resolver un problema que oscurece el futuro de la electrónica: Los consumidores esperan que los chips de silicio sean cada vez más pequeños, más rápidos y más baratos, pero los ingenieros temen que este ciclo acabe deteniéndose en un callejón tecnológico sin salida.

Esto se debe a cómo trabajan los chips de silicio.

Todo comienza con la noción de lo que es un semiconductor, un tipo de material que puede ser inducido a conducir o detener el flujo de electricidad. El silicio ha sido el material semiconductor más popular utilizado para fabricar chips.

La unidad básica de trabajo de un chip es el transistor. Los transistores son como pequeñas puertas que dejan pasar a la electricidad o impiden su paso, creando los ceros y unos que permiten la ejecución de un software.

Para producir chips más potentes, los diseñadores han hecho dos cosas simultáneamente: Reducir el tamaño de los transistores y lograr que esas puertas se abran y se cierren cada vez más rápido.

El resultado neto de estas acciones ha sido concentrar más electricidad en un espacio más reducido. Hasta el momento, esta filosofía de diseño ha permitido producir chips más pequeños, más rápidos, y más baratos. Pero tarde o temprano se llegará a un límite, a partir del cual el calor excesivo y otras condiciones indeseables perturbarán el funcionamiento interno de los chips de silicio más allá de lo tolerable.

Se necesita, por tanto, un material que permita fabricar transistores más pequeños, que operen más rápido y que usen menos energía.

El grafeno tiene las propiedades físicas y eléctricas necesarias para convertirse en el material semiconductor principal para esa nueva generación de chips, si se consigue desarrollar un modo eficaz de trabajar con él en cantidades industriales.

El grafeno es una lámina de carbono con un átomo de espesor. En ella, los átomos de carbono conforman una celosía hexagonal, similar a la de un panal de miel. Eléctricamente este enrejado de átomos de carbono es un conductor muy eficiente.


A la derecha se observa un "panal" de átomos de grafeno. A la izquierda, una doble hebra de ADN. Las esferas blancas representan iones de cobre, parte fundamental del proceso químico del ensamblaje. El fuego representa el calor que es un ingrediente esencial en la técnica. (Imagen: Anatoliy Sokolov)

Bao y otros investigadores creen que cintas de grafeno, colocadas extendidas una al lado de otra, podrían crear circuitos semiconductores. Teniendo en cuenta las pequeñas dimensiones del material y sus propiedades eléctricas favorables, las nanocintas de grafeno permitirían obtener chips muy rápidos, que además trabajarían con un consumo muy bajo de energía.

Sin embargo, como se puede imaginar, producir algo que tiene sólo un átomo de espesor y de 20 a 50 átomos de ancho es un desafío importante.

Para superar este desafío, el equipo de la Universidad de Stanford concibió la idea de usar el ADN como mecanismo de montaje.

Físicamente, las hebras de ADN son largas y delgadas, y tienen aproximadamente las mismas dimensiones que las cintas de grafeno que los investigadores quieren ensamblar de la manera más eficiente posible.

Químicamente, las moléculas de ADN contienen átomos de carbono, el material que forma el grafeno.

El equipo de Bao comenzó con un diminuto disco de silicio, a fin de tener el substrato para su transistor experimental. El disco fue sumergido en una solución de ADN de origen bacteriano y se usó una técnica ya conocida para "peinar" las hebras de ADN hasta dejarlas en forma de líneas relativamente rectas.

A continuación, el ADN sobre el disco fue expuesto a una solución de sal de cobre. Las propiedades químicas de la solución permitieron que los iones de cobre fueran absorbidos dentro del ADN.

El paso siguiente fue calentar el disco y bañarlo en gas metano, el cual contiene átomos de carbono. Una vez más, las fuerzas químicas entraron en escena y ayudaron de manera decisiva a llevar adelante el proceso de ensamblaje. El calor provocó una reacción química que liberó algunos de los átomos de carbono en el ADN y en el metano. Estos átomos de carbono libres se unieron rápidamente unos con otros formando "panales" estables de grafeno.

Los átomos sueltos permanecieron cerca de los respectivos sitios desde donde se desprendieron de las hebras de ADN, y de este modo conformaron cintas que siguieron la estructura del ADN.

El proceso con ADN agiliza de manera enorme la fabricación de las estructuras de grafeno, y a partir de aquí es fácil preparar un transistor. La nueva técnica demuestra por vez primera la viabilidad de emplear ADN para el montaje rápido de cintas de grafeno y para la fabricación subsiguiente de transistores plenamente funcionales.

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Nuevas células solares transparentes iluminan el camino hacia ciudades más sostenibles
Por Unknown On 9:23 a.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
Imagine edificios en los que las ventanas, además de permitir pasar la luz del sol, captan a la vez la energía solar que se necesita para satisfacer todas sus necesidades energéticas. Los cristales se convierten en células solares de alta productividad que ayudan a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y avanzar hacia un medio ambiente más 'verde' y más limpio.

Este escenario todavía no es posible, pero un reciente estudio llevado a cabo en el ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas), en España, y publicado en la revista Nature Photonics, avanza en ese camino. Los científicos de este instituto han fabricado una célula solar orgánica óptima con un alto nivel de transparencia y una alta eficiencia de conversión de energía.



Según los autores, "esto supone un paso prometedor hacia las energías renovables asequibles, limpias, ampliamente utilizadas y urbanamente integradas" .

Hasta ahora, los paneles solares comerciales están, en su mayor parte, compuestos de unas células solares basadas en silicio cristalino, muy eficientes en la conversión de la radiación solar en energía eléctrica (aproximadamente 15% de eficiencia de conversión), pero con diversos obstáculos importantes para su máxima explotación.

Por ello deben ser correctamente orientados para recibir la luz solar directa y aun así están limitados en su capacidad para absorber la luz difusa. Por otra parte, son pesados, opacos, y ocupan mucho espacio.

A pesar de que la tecnología de las células solares orgánicas nació hace unos treinta años, es ahora cuando comienzan a atraer el interés de la comunidad científica debido a su bajo costo de producción.

Mientras que las células orgánicas aún no han alcanzado valores de eficiencia de las células de silicio, estas células fotovoltaicas orgánicas (OPV) han demostrado ser más ligeras, más flexibles (capaces de adaptarse a superficies curvas), y aún más sensibles a la luz difusa, así como la luz solar indirecta, por lo que las convierte en una de las tecnologías fotovoltaicas más atractivas para muchas aplicaciones de uso diario. Entre sus ventajas, una propiedad que las hace aún más interesantes es su potencial para ser implementadas como un dispositivo semitransparente.

Sin embargo, las OPV, como cualquier otra tecnología fotovoltaica, alcanzan su máximo de eficiencia de conversión de energía eléctrica con dispositivos opacos. Para convertir estas células en dispositivos transparentes, el electrodo de metal en la parte posterior debe ser diluido hasta sólo unos pocos nanómetros, lo que reduce drásticamente la capacidad del dispositivo para recoger la luz solar.

Los investigadores del ICFO han sido capaces de desarrollar una célula semitransparente, que incorpora un cristal fotónico, y alcanzar un rendimiento de la célula casi tan alto como su contraparte opaca.

El equipo colocó este cristal fotónico extra sobre la célula y fue capaz de aumentar la cantidad de luz infrarroja y ultravioleta absorbida por la célula, alcanzando una eficiencia de 5,6 % y a su vez, preservando una transparencia casi indistinguible respecto al  vidrio normal.

Los resultados obtenidos de eficiencia y transparencia hacen que estas células sean un producto muy competitivo para las tecnologías fotovoltaicas integradas en edificios (BIPV). Para llegar a tener una adecuada visión arquitectónica, el color de las células puede modificarse simplemente cambiando la configuración de las capas del cristal fotónico .

Jordi Martorell, profesor de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) en el ICFO y líder de este estudio, explica que las aplicaciones de este tipo de tecnología en BIPV "está a unos pocos pasos de ocurrir, pero la tecnología todavía no ha alcanzado su punto de saturación".

"El descubrimiento abre el camino para la innovación a otras aplicaciones industriales en el sector de la energía fotovoltaica transparente –continúa–. A medio plazo, se espera llegar a los altísimos niveles de transparencia y eficiencia necesarios para alimentar dispositivos como pantallas, tabletas y teléfonos inteligentes".

El futuro parece prometedor para estos dispositivos. El proyecto europeo Solution Processed High Performance Transparent Organic Photovoltaic Cells (SOLPROCEL), recientemente aprobado, permitirá a un consorcio, formado por los mejores investigadores e industrias europeos y dirigido por el ICFO, impulsar el estudio de la capacidad de estas células, mejorando su estabilidad y vida útil, así como la obtención del material necesario para elevar sustancialmente su eficiencia. (Fuente: Institut de Ciències Fotòniques) 
El pasado violento del meteorito de Chelyabinsk
Por Unknown On 8:13 a.m. | Archivado en , , | Con 0 comentarios
Una investigación reciente realizada en Rusia respalda la idea de que el objeto de once mil toneladas que en febrero pasado entró en la atmósfera terrestre y explotó a poco más de 23 kilómetros de altura sobre la superficie de Chelyabinsk, Rusia, ya había colisionado con otro cuerpo del sistema solar (quizá como parte de un objeto mayor) o bien pasó tan cerca del Sol como para sufrir efectos destructivos de magnitud similar a la de esa colisión.



Los resultados de este estudio se han presentado públicamente en el Congreso Goldschmidt de Florencia, Italia.

Un equipo de investigadores del Instituto de Geología y Mineralogía, dependiente de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias, en la ciudad de Novosibirsk, ha analizado fragmentos del meteorito. El trozo principal del mismo cayó al fondo del Lago Chebarkul, cerca de Chelyabinsk, el 15 de febrero (ó 14 según otros husos horarios).

Aunque todos los fragmentos estudiados se componen de los mismos minerales, la estructura y textura de algunos fragmentos muestran que el meteorito había sufrido un proceso súbito e intensivo de fusión antes de ser sometido de nuevo a temperaturas extremadamente altas al entrar en la atmósfera terrestre.

El meteorito que cayó cerca de Chelyabinsk es de un tipo conocido como condrita LL5. Es bastante común que los meteoritos de esta clase hayan experimentado un proceso de fusión previo antes de caer en la Tierra. Esto seguramente significa que hubo una colisión entre el meteorito de Chelyabinsk y otro cuerpo en el sistema solar, o que el meteorito pasó muy cerca del Sol, tal como hemos dicho antes.

Basándose en el color y la estructura, el equipo de Victor Sharygin ha dividido los fragmentos del meteorito en tres tipos: claros, oscuros e intermedios. Los fragmentos más claros son los más comunes, pero los fragmentos oscuros aparecieron con una frecuencia creciente a lo largo de la trayectoria del meteorito, con la mayor cantidad localizada cerca de donde el objeto golpeó la superficie de la Tierra.

Los fragmentos oscuros incluyen una gran proporción de material de grano fino, y su estructura, textura y composición mineral muestran que tales bloques fueron formados por un proceso de fusión muy intensivo, probablemente debido una colisión con otro cuerpo o por su proximidad al Sol. Este material es distinto de la "corteza de fusión", la capa delgada de material en la superficie del meteorito que se derrite mientras viaja a través de la atmósfera terrestre y luego se solidifica.

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Verifican la implantación de recuerdos falsos en el cerebro
Por Unknown On 10:01 a.m. | Archivado en , | Con 0 comentarios
Recordar, mediante la implantación de recuerdos falsos en el cerebro, cosas que en realidad no han sucedido es un concepto tratado en la ciencia-ficción como por ejemplo con la empresa mostrada en "Total Recall". En esa película de ciencia-ficción, dicha empresa convierte en recuerdos los sueños más anhelados de los clientes; lo más parecido a hacer realidad esos sueños; si alguien desea viajar a Marte, tendrá recuerdos de haberlo hecho, tan intensos y detallados como si lo hubiera vivido de verdad.



Es inevitable que, debido a precedentes de la ciencia-ficción como éste, se esté generando un gran revuelo en torno a la implantación de recuerdos falsos, muchísimo más modesta aunque real, lograda en ratones por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos. Por otra parte, el objetivo de estos experimentos no ha sido desarrollar una tecnología con la que ofrecer al público los servicios de esa empresa ficticia de "Total Recall", sino profundizar en el fenómeno de los recuerdos falsos sobre algún pequeño detalle que pueden formarse de modo espontáneo bajo algunas influencias y que pueden alterar peligrosamente la marcha de las pesquisas policiales y del proceso judicial cuando hacen referencia a hechos vinculados a un presunto delito.

¿Salió la persona de esa puerta o de la de al lado? ¿Llevaba realmente una camisa verde? ¿El ruido se oyó a las tres de la tarde o a las cinco? Ante cuestiones como éstas, no es difícil que los testigos interrogados por la policía y por el tribunal crean honradamente recordar con total seguridad detalles que en realidad no existieron.

En un paso clave hacia el esclarecimiento completo de cómo surgen esos falsos recuerdos, el equipo de Susumu Tonegawa, Steve Ramirez, Xu Liu, Pei-Ann Lin, Junghyup Suh, Michele Pignatelli, Roger Redondo y Tomas Ryan, ha verificado que hay una vía explotable que permite implantar falsos recuerdos en los cerebros de ratones.

Estos investigadores también han comprobado que muchas de las huellas cerebrales dejadas por estos recuerdos falsos son idénticas en naturaleza a las dejadas por los recuerdos auténticos. En otras palabras, tanto si el recuerdo es auténtico como si es falso, el mecanismo neural subyacente en el proceso de rememorar el recuerdo almacenado es el mismo.

Los autores del nuevo estudio han obtenido evidencias adicionales de que, para cada experiencia que vivimos y memorizamos, los recuerdos se almacenan en redes de neuronas que conforman estructuras conocidas como engramas.

La comunidad científica ha estado dedicando últimamente muchos esfuerzos a localizar estos engramas. Tonegawa y sus colegas del  Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, dependiente del MIT, han mostrado que son capaces de identificar las células que forman parte de un engrama para un determinado recuerdo, y reactivarlo (o reprocesarlo) mediante tecnología optogenética, que  utiliza la luz  y genes especiales para estimular vías específicas en el cerebro.

Llegar a un sitio en el que, por ejemplo, nos ocurrió algo desagradable tiempo atrás, hace que se reactive el recuerdo de ello. Éste es un mecanismo común por el cual nos vienen a la mente los recuerdos. Sin embargo, si al llegar a un sitio donde nunca hemos estado ni se parece a aquel donde vivimos la experiencia desagradable, la reactivación de aquel recuerdo se realiza por otros medios, siendo así "reprocesado", el resultado puede ser muy similar a evocar un recuerdo verdadero, lo que puede hacernos creer que la experiencia desagradable nos ocurrió en el sitio en el que en realidad nunca antes hemos estado. Así sucede al menos con las ratas con las que se ha experimentado en esta línea de investigación. Valiéndose, entre otras cosas, de una proteína que mediante un estímulo luminoso activa a las neuronas escogidas, es posible hacer, al estimular con luz las neuronas apropiadas, que las ratas recuerden algo que no ha sucedido. El resultado no es un recuerdo enteramente nuevo, sino una versión retocada de un recuerdo real, aunque, en definitiva, se trata de un recuerdo falso.

Este equipo del MIT está ahora planeando investigaciones adicionales sobre maneras de distorsionar los recuerdos en el cerebro.

Ahora que ya es posible alterar el contenido de los recuerdos en el cerebro, los científicos comienzan a plantearse cuestiones que hasta no hace mucho eran exclusivas de la ciencia-ficción. Por ejemplo, ésta que expresa el propio Ramirez: "¿Es posible elaborar de modo artificial recuerdos falsos de sucesos placenteros así como de sucesos desagradables?".

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Aeronave controlada mediante el pensamiento
Por Unknown On 11:41 a.m. | Archivado en , , , , | Con 0 comentarios
Haciendo realidad la parte más espectacular de la película de ciencia-ficción "Firefox", dirigida y protagonizada por Clint Eastwood, y que gira en torno a un avión militar ruso parcialmente controlado mediante los pensamientos del piloto, un trabajo de investigación y desarrollo llevado a cabo en la Universidad de Minnesota, Estados Unidos, está logrando progresos notables en el control, mediante la mente, de una pequeña aeronave. Desde que el proyecto saltó a la prensa, las expectativas en torno al mismo no han cesado de crecer.



En el laboratorio del profesor Bin He, cinco hombres y una mujer jóvenes, ninguno de los cuales es piloto profesional, han aprendido a guiar la aeronave, cuyo diseño permite catalogarla como un helicóptero, si bien su forma se parece poco a la del tradicional helicóptero. La aeronave es una versión adaptada de un dron, un pequeño vehículo aéreo no tripulado. Estas aeronaves sirven habitualmente para tareas de vigilancia y reconocimiento aéreos, tanto en el ámbito de los trabajos de rescate tras una catástrofe, como en el del patrullaje policial, el de las operaciones militares, y para medir niveles de contaminación radiactiva en centrales nucleares afectadas por un accidente.

Sin embargo, la tecnología impulsada por He no está orientada a lograr que los pilotos militares controlen sus aviones de combate como si fuesen una parte de su cuerpo. El objetivo que persigue He es conseguir que algún día las personas privadas de la facultad del habla y de la de moverse por culpa de enfermedades neurodegenerativas puedan recobrar esas capacidades en un grado tan elevado como sea posible, gracias a poder controlar con la mente extremidades artificiales, sillas de ruedas, u otros dispositivos.

La interfaz cerebro-ordenador de He no es invasiva. Investigadores de muchas entidades han utilizado un chip implantado en la corteza motora del cerebro para controlar el movimiento de un cursor en una pantalla o un brazo robótico, ya que la conexión directa ha sido la mejor garantía de nitidez en la transmisión de señales cerebrales. Sin embargo, las interfaces de esta clase son aparatosas y entrañan riesgos de salud para el usuario. La interfaz usada en el sistema de He lee ondas cerebrales (captables mediante electroencefalografía o EEG) mediante los electrodos de un gorro de EEG en contacto con el cuero cabelludo, sin requerir de un chip implantado en el cerebro.

El sistema que permite guiar una aeronave con la mente funciona gracias a la geografía de la corteza motora, el área del cerebro que gobierna el movimiento. Cuando nos movemos, o pensamos en hacerlo, las neuronas de la corteza motriz producen pequeñas corrientes eléctricas. Pensar vehementemente acerca de un movimiento diferente activa un nuevo conjunto de neuronas.

El equipo de He ha hecho una labor pionera al respecto, que incluye el primer uso conocido de electroencefalografía junto con resonancia magnética funcional por imágenes para trazar mapas sobre dónde se activan las neuronas en el cerebro cuando una persona piensan en cada tipo de movimiento. Gracias a esto, la interfaz permite controlar con notable precisión a la aeronave, hasta cierto punto como si ésta fuese una extremidad más del cuerpo del piloto.

Por ejemplo, imaginarse cerrando uno u otro puño, o ambos, genera las señales cerebrales más fácilmente distinguibles. Este conocimiento acerca de qué señales específicas se generan con cada movimiento imaginado es de gran ayuda para optimizar el diseño del sistema de control de objetos voladores en tiempo real.

Al monitorizar la actividad eléctrica del cerebro, los 64 electrodos pegados al cuero cabelludo en el gorro para EEG transmiten señales (o ausencia de señales) a un ordenador que traduce el patrón dentro de un sistema electrónico de control remoto. Los voluntarios primero aprendieron a utilizar sus pensamientos para controlar el movimiento lineal (1D) de un cursor en una pantalla, luego movimientos en dos ejes (2D) del cursor en la pantalla, y por último movimientos en 3D con los que controlar un helicóptero virtual. Una vez completada esta última fase, el piloto pasa a controlar una aeronave real. En los experimentos del proyecto, se ha utilizado un gimnasio como polígono de pruebas de vuelo.

El sistema de control mental dispone de un enlace WiFi con la aeronave, que, al no requerir cables, permite que el vehículo maniobre con total libertad hacia donde el piloto lo dirija. Éste da la orden mental, la interfaz traduce las señales cerebrales a una instrucción, y desde el ordenador se envían por WiFi las señales de control que gobiernan a la aeronave.

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