Espinacas como fuente de energía electrónica

Un equipo de investigadores del MIT han incorporado la capacidad de una planta de convertir la luz solar en energía en un aparato electrónico que un día podría ser una fuente de energía para ordenadores portátiles y teléfonos móvil.

Es sistema es posible gracias a un complejo de proteínas llamado Fotosistema (Photosystem (PSI)). Derivado de los cloroplastos, PSI mide de 10 a 20 nanometros – en otras palabras 100.000 cabrían en la punta de un alfiler. Según Marc Baldo, profesor del MIT, “Son los circuitos electrónicas más pequeñas que conozco.”

El equipo de Baldo, en colaboración con otros investigadores de la Universidad de Tennessee y el Laboratorio de Investigación Naval de los EE.UU, han desarrollado la primera célula solar fotosintética con forma sólida del mundo. “Hemos superado el primer obstáculo al integrar con éxito un complejo molecular de proteína fotosintético en un aparato electrónico sólido”.

La capacidad de las plantas de generar energía ha sido optimizada por la evolución, de modo que una planta de espinacas produce una gran cantidad de energía en relación con su tamaño y peso. Pero la integración de materias biológicas y materiales no biológicos en un solo aparato siempre ha supuesto un gran problema para investigadores por una sencilla razón: Las materias biológicas necesitan agua y sal para sobrevivir – y ambas sustancias son mortales para aparatos electrónicos.

El gran logro de este último avance tecnológico es que mediante el uso de peptides, los investigadores lograron estabilizar los complejos de proteína de las espinacas en un entorno seco durante al menos 3 semanas . “El detergente de peptide resulta ser un material maravilloso para conservar las proteínas intactas sobre un superficie con electrónica” según Zhang, el investigador que ideó el detergente. Zhang sospecha que el detergente retiene un poco agua dentro, de la misma forma que las semillas de plantas conservan aceite que permite mantener la integridad de las semillas en condiciones secas.

Más sobre este avance en esta página del MIT.
Centros universitarios especializados en la nantecnología

El nanotubo de carbón más largo del mundo

Científicos de la Universidad de California e investigando en Los Alamos National Laboratory en colaboración con otros científicos de la Universidad de Duke han logrado cear el nanotubo de carbón de una sola capa más largo del mundo - el nanotubo en cuestión mide cuatro centimetros. Hasta este último avance, la máxima longitud de los nanotubos de carbón era solo unos milimetros.

Nanotubos de carbón con una única capa tienen multitudes de usos revolucionarios. Se puede utilizarlos para crear fibras que son 10 veces más fuertes que otros materiales etc. Pero este nuevo avance que ha permitido desarrollar nanotubos más largos permitirá la creación de nuevos tipos de sistemas electro-mecánicos a nanoescala, como por ejemplo motores micro-eléctricos, diodos a nanoescala y cable nanoconductor para cablear micro aparatos electrónicos.

Los científicos han utilizado un proceso llamado "catalytic chemical vapor deposition" (deposición catalítica química de vapor) utilizando vapor de etanolo (alcohol etílico).

Según un miembro del equipo de investigación, Zhu, este descubrimiento es solo el principio porque el desarrollo de nanotubos de carbón cada vez más largos podría resultar en un sinfin de aplicaciones que todavía desconocemos. "Los usos potenciales de nanotubos de carbón largos solamente son limitados por nuestra capacidad de imaginación".

Nanotubos de carbon largos se pueden utilizar para crear un sensor bio-químico en una parte del nanotubo, mientras que el resto del nanotubo sirva como conductor para transmitir la señal. Otros usos incluyen aplicaciones en electrónica a nanoescala, donde los nanotubos se pueden utilizar para conducir o aislar materiales. Por ejemplo, la unión de dos nanotubos de carbón con distintas propiedades electrónicas podría crear nanodiodos (diodos a nanoescala).

Sciencewise: Fondos para crear dialogo entre la comunidad científica y el pueblo

La semana pasada el Gobierno del Reino Unido anunció que gastará £1.2m (unos $2.155.000 dólares) en un programa que pretende facilitar el diálogo entre científicos y el gran publico sobre temas relacionados con aquellas nuevas tecnologías que podrían tener complicaciones éticas, medioambientales o de seguridad y salud" .

El programa se llama Sciencewise y ofrece becas a proyectos diseñados para estrechar la relación entre la comunidad científica y el gran público en el Reino Unido y explicar los últimos avances tecnológicos a personas que no tengan los conocimientos científicos suficientes para comprender descripciones excesivamente técnicas pero que sin embargo se encuentren preocupados por las repercusiones debatidas en los medios de comunicación. En este sentido, el Gobierno británico ha identificado los siguientes campos claves:

• Nanotecnología
• Sistemas informáticos cada vez más inteligentes
• Seguridad en el uso de las nuevas tecnologías y Internet
• Investigación medica
• Comprensión de los procesos cerebrales
• Cambios climáticos y de fuentes de energía

Según el Ministro de Ciencia, Lord Sainsbury, "Las nuevas tecnologías crean nuevas y emocionantes posibilidades, pero también pueden causar preocupaciones y miedo. Nuestra agenda científica debe incluir la construcción de una serie de debates participativos para debatir sobre las implicaciones desde el punto de visto ético, seguro, medioambiental y de salud de los nuevos avances tecnologicos emergentes...... Hace falta que la comunidad científica, el gobierno y el público dediquemos más consideración y debate a cuestiones relacionadas a la regularización planteadas por las nuevas tecnologías".

La convocatoria de propuestas para este programa queda abierta hasta el lunes 15 de noviembre.

Nuevos avances en la producción de nanofibras.

Según un periódico checo, The Prague Post, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Libereca ha descubierto una forma de producir nanofibras que podría revolucionar todo el proceso de producción de nuevos tejidos.

Aunque la creación de nanofibras no es nada nuevo, los investigadores de Liberec dicen que han inventado una máquina capaz de fabricar nanofibras de forma masiva. "La novedad (de este nuevo avance) se deriva de su capacidad de producir de forma contínua" según Ondrej Novak, miembro del equipo de investigación. La máquina tiene capacidad de fabricar nanofibras en piezas que miden 1,5 metros de ancho y varios metros de largo. Este nuevo proceso, según los investigadores, podría reducir el coste de fabricar nanotejidos.

El grupo ha patentado su novedoso proceso de producción de nanofibras, y esta a la espera de recibir un patente internacional. La estructura de tejidos fabricados con nanofibras permite la creación de una tela con características extraordinarias. Por ejemplo, un vestido que cambie de color, un jersey que cambia su capacidad de abrigar según la temperatura corporal de la persona que lo lleva, ropa para fuerzas de emergencia que protege ante posibles agentes biológicos pero permite traspasar el sudor...

Más sobre tejidos intelligentes .

Museo sobre Nanotecnología

La National Science Foundation de los Estados Unidos ha subvencionado con $1.8 millones de dólares la construcción de una exposición permanente sobre nanociencia y nanotecnología.

El nuevo centro formará parte del Sciencenter de Ithaca y será diseñado y desarrollada por el Centro de Nanobiotecnología de la Universidad de Cornell en colaboración con la empresa Painted Universe.

La exposición permanente sobre nanotecnología se llamará "Too small to see" (Demasiado pequeño para ver) y el propósito es explicar a través de su contenido los conceptos y posibilidades de la nanotecnología sobre todo a niños, para que estos empiecen a considerar este campo como una alternativa en el momento de tomar decisiones sobre su futuro profesional.

Este proyecto no supone el unico de su tipo en los Estados Unidos. Otros centros universitarios, como el Nanoscale Science and Engineering Center de la Northwestern University tienen proyectos similares.

Centros universitarios especializados en nanociencias y nanotecnología.

Nanotecnología y Fabricación Molecular Gestión Responsable

CRN (Center for Responsible Nanotechnology) publica un interesante artículo hoy sobre el papel potencial que podría realizar la nanotecnología en ayudar a zonas devastadas por un terremoto, inundaciones, incendios, volcanes etc. El artículo original, en inglés, se puede encontrar aquí: http://crnano.typepad.com/crnblog/2004/09/natural_disaste.html.

Según el autor del artículo, la fabricación molecular ofrece esperanza para una capacidad de respuesta mucho mayor por parte de los servicios humanitarios y para aliviar de forma más rápida el sufrimiento de los poblados afectados por desastres naturales. Nos ofrece el siguiente escenario hipotético:

Dentro de unos años un pueblo en una región agraria aislado en un país pobre queda destrozado completamente por inundaciones, dejando a 5000 familias sin casa, sin su medio de vida (la agricultura) y sin agua potable. Hoy en día un acontecimiento de este tipo ofrecería todos los ingredientes de un desastre humanitaria de gran escala.

Pero dentro de unos años, y gracias a la fabricación molecular (una de las especialidades más controvertidas dentro de la investigación y avances del campo de la nanotecnología), solo con unos cuantos vuelos de un helicoptero se podría resolver la situación. Miles de avances tecnológicos ya han desarrollado materiales de ayuda más compactos y eficaces. Pero al avance tecnológico más importante hasta ahora es la nanofábrica portátil que, con la utilización de materiales locales puede construir una amplia variedad de suministros humanitarios.

¿Cómo funcionaría los nuevos sistemas de ayuda creados con fabricación molecular? Imagínese que llega el primer helicóptero. El primero contenedor que se baja del helicóptero es el sistema de agua - para solo 25.000 personas se puede utilizar un sistema prefabricado. Las tuberías son de plástico y dobladas y, aunque parezcan demasiado frágiles, aguantan perfectamente la presión del agua. Se introducen en el rio de agua sucia, se conecta un bloque de combustible a un pequeño generador, y el filtro se pone en marcha. Dentro de minutos, agua limpia corre por el sistema de tuberías repartidas por el campamento de refugiados, suministrando unos 379.000 de agua limpia al día.

Mientras tanto ya se ha bajado del helicoptero el segundo contenedor - el eje de todo el sistema - la fábrica portátil. Llena de nanotecnología y robótica, pesa unos 91 kilos, mide la mitad de la altura de una persona y es capaz de fabricar dos toneladas de productos al día. Su manejo es fácil - una pantalla demuestra el tipo y numero de productos que hay que fabricar.

Se decide que lo más urgente es fabricar tiendas. Se tarda tres horas en fabricar 5.000 tiendas familiares. Se introduce combustible de un tanque conectado desde el helicóptero a la fabrica, y una vez dentro del sistema, el combustible es convertido en nanotubos y telas que se cosen. El producto final se autoinfla y se utilizan rocas y objetos pesados para mantener las tiendas en el suelo. Esta noche, la primera después del desastre, todas las familias tendrán un sitio donde dormir.

El día siguiente, 250 personas del pueblo reciben formación sobre el funcionamiento de la nano fábrica y se envían 5.000 personas a recoger materiales orgánicos y llevarlos al campamento. Mientras tanto la nano fábrica ha trabajado durante toda la noche para crear más fábricas - en una hora puede duplicarse, por lo que por la mañana ya hay 256 nano fábricas preparadas para funcionar. Utilizan el combustible que queda para crear plantas químicas capaces de convertir cualquier materia orgánica en combustible.

Se divide el campamento en 250 unidades de 100 personas. Cada unidad recibe una nano fábrica y una planta química capaces de fabricar gran cantidad de una variedad de suministros básicos como ropa, materiales de construcción y pequeñas casas prefabricadas o invernaderos e incluso ciertos alimentos (a los que habrá que añadir vitaminas y minerales). La nano fábrica puede fabricar 18 kilos de suministros por persona por día. Esto es suficiente para dar a cada familia una casa el primer día, y un invernadero el segundo día. Toda la basura humana se recoge y se utiliza en las plantas químicas.

El entorno es comodo aunque extraño. Cuando las tierras se secan, se reconstruye poco a poco el pueblo. Casas vacias se desinflan y se queman. Los restos son utilizados por las plantas químicas. Se quema la mayoría de las nano fábricas, aunque no todas. Algunos de los habitantes siguen cultivando en los invernaderos, y se guardan algunas nano fábricas por si algún día vuelva a ocurrir un desastre.

Según el autor del artículo, este escenario describe el enorme y atractivo potencial humanitario de la nanotecnología. Para ello es necesario, y deseable, una gestión responsable de la nanotecnología y la fabricación molecular.

Aparatos electrónicos para evaluar habitos de conductores

Según un artículo esta semana en la revista del MIT, Technology Review, un nuevo avance tecnológíco permite que empresas de seguro evaluen el nivel de conducción de sus clientes, para - en el caso de conseguir una "buena nota" ofrecerles descuentos.

Un monitor electrónico del tamaño de una cajita de cerillas conectado dentro del coche registra el comportamiento de su conductor. Luego simplemente se conecta el aparato del coche, se le conecta a un PC de la compañía aseguradora, y el aparato revela información como velocidad, hora y duración de cada viaje, número de frenazos bruscos, las veces que se utiliza el claxón etc. Las empresas aseguraduras esperan que, al sentirse "vigilados", sus clientes conducirán mejor y se evitarán accidentes.

Para animar a sus clientes a participar en las pruebas piloto del sistema, algunas empresas aseguradoras en los Estados Unidos ofrecen descuentos de hasta 25%, y prometen solo utilizar la información revelada por el monitor electríco para premiar a sus clientes en el caso de conducir con precaución y con buenos hábitos, y no para castigarles en el caso contrario.

Remedios naturales pueden dañar la salud

Según un artículo en MIT News un trabajo de investigación realizado por un equipo internacional de científicos del MIT y otros científicos del Reino Unido, Estados Unidos, Hong Kong y Holanda han descubierto por qué remedios naturales como el ginseng no siempre son beneficiosos para todo el mundo por tener efectos opuestos.

Resulta que el ginseng puede actuar de dos maneras totalmente opuestas sobre el cuerpo humano. Según algunas teorías científicas, el ginseng fomenta la formación de nuevos vasos sanguíneos, lo que favorece la curación de heridas. Pero según otras, ginseng hace todo el contrario, frenando la producción de nuevos vasos sanguíneos, lo que ayuda a frenar el crecimiento de un tumor cancerígeno (porque los tumores se alimentan de vasos sanguíneos).

Según esta nueva investigación del equipo internacional dirigido por el MIT, las huellas químicas de cuatro distintas variedades de ginseng - ginseng americano, chino, coreana y sanqi respectivamente - demuestran que cada una tiene distintas proporciones de dos componentes claves. Estudios adicionales han demostrado que la preponderancia de uno de ellos tiene efectos positivos sobre el crecimiento de vasos sanguíneos. Pero cuando hay más del otro, se produce el efecto contrario.

Entonces el efecto (positivo o negativo) del ginseng como remedio depende de la composición de sus propiedades.

Además, según los resultados de la investigación, los procesos aplicados al extracto de ginseng para desarrollar distintas preparaciones terapeúticas también pueden alterar la composición relativa del mismo, por lo que los investigadores dicen que es importante regular su producción con unas normas que estandaricen terapias naturales a través de un análisis de su composición.

A partir de ahora se podrá aislar los componentes para lograr un efecto específico como por ejemplo fomentar la formación de nuevos vasos sanguíneos.

Transporte del futuro: Coches que vuelan.

El sueño de cualquier conductor atrapado en un cola de tráfico es poder apretar un botón, subir encima de los coches alrededor y volar a casa, llegando justo a tiempo para la cena.
Según los últimos avances tecnológicos, este sueño – o en otras palabras un vehículo práctico que permite llevar a sus pasajeros unos 322 kilómetros por el aire y hasta 24 kilómetros por tierra – tardará todavía una décadas en llegar.

Pero ingenieros de la NASA, de Boeing Co. Y otras empresas punteras dicen que los fundamentos para crear un vehículo de estas características ya existen. De hecho desde hace décadas, equipos de investigación han estado intentando construir vehículos de este tipo. El problema es que la mezcla de coches y aviones es una mezcla cara y complicada, pero no por ello inalcanzable.

En la NASA, el primer objetivo es transformar aviones pequeños y dentro 5 años investigadores de la NASA esperan desarrollar tecnología que permite crear un avión pequeño que pueda salir de aeropuertos regionales, cueste menos de $100,000 (83,192 Euros), hace tan poco ruido como una motocicleta y cuyo funcionamiento es tan sencillo como el de un coche. Aunque no tendría capacidad de ir sobre la tierra, su ventaja sería que su sencillez permitiría a las personas normales utilizarlo para viajar distancias cortas.

Dentro de 10 años la NASA espera haber creado la tecnología que permite ir de puerta a puerta. Es decir, vehículos que, aunque su esencia central sería siendo la de un avión pequeño, fuesen capaces de ir sobre tierra, una distancia corta. Por ejemplo serían capaces de aterrizar en el aeropuerto más cercano y luego ir a casa sobre tierra.

Dentro de 15 años la NASA pretende disponer de la tecnología que permite fabricar vehículos que puedan ir por aire y tierra en los que quepan hasta 4 pasajeros y que sean capaces de hacer despegues verticales. Una vez perfeccionados estos nuevos vehículos del futuro, tardarán un poco más hasta llegar al mercado – según algunos expertos hasta 25 años.

No obstante, equipos de investigación de Boeing en Seattle ya han creado un modelo en miniatura de una mezcla de helicóptero y coche híbrido que le ayuda a la empresa comprender qué hace falta para convertir en realidad el concepto de un coche volador. Su objetivo es crear un coche que vuela que cueste lo mismo que un coche de lujo y que resulte tan económico en cuanto a combustible, y tan fácil de conducir y de mantener.

Por otra parte, empresas más pequeñas también están desarrollando tecnología que permita fabricar coches que vuelan. Moller Internacional ya ha fabricado un prototipo llamado Skycar (“coche del cielo”) diseñado para hacer despegues verticales, volar hasta 1.126 kilómetros y conducir distancias cortas sobre carreteras. Según la empresa, los coches saldrán al mercado a un precio que redondea el millón de dólares, y sus conductores necesitarán un carnet de piloto de avion. Por lo visto más de 100 personas ya han pagado una fianza de $5.000 para conseguir uno de los primeros ejemplares que salgan al mercado.

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