Re: FORO-CIENCIA

Homenaje desde el planeta Rojo

Artículo, del blog Los Viajeros Estelares, que recomendamos por su interés.
El 11 de Septiembre de 2001 es una fecha que sin duda marcó un antes y un después en la historia reciente de nuestra civilización. En estos 10 años, se ha escrito mucho sobre ese día, y posiblemente conocemos mil detalles, anécdotas y hechos que envolvieron ese suceso dramático. Sin embargo siempre quedan curiosidades que muchos desconocen, y que a pesar de su simbolismo no recibieron quizás la atención que se merecían. Y una de ellas tiene relación directa con la exploración espacial, y más concretamente con Spirit y Opportunity.
Este lazo entre el atentado de las Torres gemelas y ambos vehículos se inicia justo después de los atentados, y a poco más de un kilómetro de distancia, exactamente en las instalaciones de Honeybee Robotics, en Manhattan, donde esos días se estaban construyendo las herramientas de abrasión que permitirían a ambos rovers taladrar las rocas y estudiar su interior.

El artículo, del blog Los Viajeros Estelares, se puede leer aquí.

Convertir una lámina de óxido de grafito en un supercondensador operativo


Supercondensador. (Foto: Jeff Fitlow/Rice University)


Fabricar, a partir de óxido de grafito, un supercondensador completo, ha resultado ser una labor simple. Pero hasta que un laboratorio dedujo cómo hacerlo, dicha fabricación parecía muy difícil e intrincada.
El equipo de Pulickel Ajayan y Wei Gao, de la Universidad Rice, descubrió que era factible transformar una lámina de óxido de grafito en un supercondensador funcional grabando patrones especiales sobre la misma con un láser.
Los científicos ya sabían que el calor de un láser podía convertir el óxido de grafito (la forma oxidada del grafito) en una variedad del mismo que es un conductor eléctrico.
Mediante los patrones especiales de esta forma conductora de óxido de grafito, grabados en láminas delgadas de este material, los investigadores de la Universidad Rice convirtieron dichas láminas en supercondensadores, capaces de almacenar y liberar energía durante miles de ciclos.
Un descubrimiento sorprendente fue que el óxido de grafito, cuando se hidrata, puede alojar iones y servir como un electrolito sólido y como un separador eléctricamente aislante. Esto es bastante fácil, ya que el óxido de grafito absorbe agua como una esponja y puede contenerla hasta en el 16 por ciento de su peso.
El hallazgo decisivo es que el óxido de grafito, cuando contiene agua, actúa como un conductor iónico.
Para construir un supercondensador totalmente funcional, los materiales conductores de los electrodos necesitan estar separados por un aislante que contenga el electrolito. Cuando los patrones grabados con láser en el óxido de grafito sometido al tratamiento están separados por el óxido de grafito convencional, el material se convierte en un dispositivo de almacenamiento de energía.

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China lanza un satélite de comunicaciones militar ZX



China ha resuelto rápidamente el problema que supuso la pérdida de una misión militar hace un mes, y lanzó el 18 de septiembre al espacio un satélite de comunicaciones a bordo de su más poderoso cohete.
La investigación del accidente concluyó que un problema en el sistema de control de orientación de la segunda etapa del cohete CZ-2C provocó el desastre. Una vez solucionado, y reordenado el calendario, China ha vuelto a la actividad espacial, lanzando un satélite militar de comunicaciones llamado ZX-1A (ZhongXing-1A o ChinaSat-1A). El despegue ocurrió a las 16:33 UTC, desde la base de Xichang, mediante un vector CZ-3B/E, y culminó con la colocación de la carga útil en una trayectoria de transferencia geoestacionaria.
Construido por la corporación CAST sobre una plataforma DFH-4, el ZX-1A pesó unos 5.200 kg al despegue y podrá operar durante unos 15 años desde la órbita geoestacionaria.

Mejorar la desalinización del agua de mar, ¿la clave para afrontar las sequías del mundo?


Algunos países recurren a exprimir más y más los ríos, pero muchas de estas prácticas están lejos de ser sostenibles. (Foto: Yale U.)


Más de un tercio de la población mundial vive ya en zonas donde es un reto satisfacer la demanda diaria de agua dulce. En el año 2025, esa cifra casi se duplicará.
Algunos países recurren a exprimir más y más los ríos, pero, tal como ha quedado demostrado en casos como el del muy agotado río Jordán, muchas de estas prácticas están lejos de ser sostenibles.
Una investigación llevada a cabo por el equipo de Menachem Elimelech, de la Universidad de Yale, indica que la desalinización del agua marina puede desempeñar un papel importante para ayudar a combatir la escasez de agua dulce en muchas partes del mundo cuando los métodos de conservación y reutilización convencionales ya no den más de sí. El estudio también proporciona información detallada sobre cómo hacer que la tecnología de desalinización resulte menos cara y más eficiente energéticamente.
Los océanos del mundo son una fuente prácticamente inagotable de agua, pero el proceso de eliminación de la sal es caro y consume mucha energía.
El método de ósmosis inversa (hacer pasar el agua de mar a través de una membrana que filtra la sal) es hoy en día el método principal para la desalinización del agua de mar en gran parte del mundo. Durante años, los científicos especializados en esta tecnología se han centrado en procurar aumentar el flujo del agua a través de la membrana, recurriendo a materiales de última generación, como los nanotubos de carbono, con el fin de reducir la cantidad de energía necesaria para impulsar el agua.
En el nuevo estudio, Elimelech y William Phillip, quien ahora está en la Universidad de Notre Dame, han demostrado que la ósmosis inversa requiere una cantidad mínima de energía que no puede ser recortada, y que la tecnología actual ya se acerca a ese límite.
En vez de intentar desarrollar membranas capaces de sostener un mayor flujo de agua, la estrategia propuesta por Elimelech y Phillip para mejorar la eficiencia es perfeccionar la etapa previa al tratamiento de desalinización y la fase posterior a éste.
De modo natural, el agua de mar contiene materia orgánica y particulada, que debe ser filtrada antes de pasar a través de la membrana que elimina la sal. Al agua a tratar se le agregan agentes químicos que la limpian y que ayudan a coagular la materia indeseada para facilitar su extracción durante la etapa que antecede al tratamiento de la desalinización. Las conclusiones del nuevo estudio respaldan la idea de que si en la superficie de las membranas no se fuera acumulando materia orgánica, muchos de los pasos del pretratamiento, o todos, se podrían evitar.
Además, Elimelech y Phillip han calculado que una membrana capaz de filtrar boro y cloro traería ahorros sustanciales de energía y de coste económico.
El 70 por ciento del agua del mundo se utiliza en la agricultura. Sin embargo, el agua que contiene, incluso en concentraciones bajas, boro y cloro (ambos presentes de manera natural en el agua de mar) no puede ser utilizada para regar. En vez de eliminar el boro y el cloro en una etapa posterior al tratamiento de la desalinización, los científicos creen que se podría desarrollar una membrana que los filtrase de manera más eficiente, al mismo tiempo que retira la sal.

Descubren la región reguladora de ADN más antigua identificada hasta ahora en vertebrados e invertebrados


El catedrático Jordi García-Fernández. (Foto: UB)


Un equipo internacional de investigadores ha descubierto por primera vez la región reguladora del ADN más antigua identificada hasta ahora en vertebrados e invertebrados. Se trata de un pequeño fragmento de ADN en la zona anexa a los genes soxB2, con una secuencia no codificadora altamente conservada (CNR), y que está implicada en la regulación génica.
¿Cómo se pueden expresar los genes de un organismo para originar tipos celulares tan diferentes? Regular la expresión génica es un proceso clave para activar genes de manera específica, y este proceso es el resultado de un delicado equilibrio de la maquinaria genética de la célula. Un primer nivel de control está representado por unas pequeñas secuencias de ADN, próximas a los genes, que actúan como regiones reguladoras de la expresión génica.
El estudio, realizado por Jordi García-Fernández, Ignacio Maeso, Manuel Irimia y Salvatore D’Aniello del  del Departamento de Genética y del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB), junto con otros autores de los equipos de José Luis Gómez-Skarmeta (Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, CSIC) y de Eric H. Davidson (Instituto Tecnológico de California, EE UU), se ha realizado con especies muy alejadas filogenéticamente, en las que se ha identificado esta secuencia reguladora ancestral.
La investigación publicada en PNAS identifica esta región en vertebrados (la especie humana y el pez cebra) y en invertebrados (cnidarios, equinodermos, cefalocordados y hemicordados). Uno de los pilares básicos del nuevo artículo es el trabajo científico de secuenciación del genoma del anfioxo (Nature, 2008), una primicia científica de renombre internacional en la que participó el equipo de la UB.
En concreto, el estudio de las secuencias no codificadoras del anfioxo aporta datos de referencia para conocer la evolución biológica de los tres grupos de cordados (tunicados, anfioxos y vertebrados), la transición entre invertebrados y vertebrados, y el origen del genoma humano. 
Según explica García-Fernández, "el estudio identifica por primera vez una región reguladora no codificadora, que se ha conservado excepcionalmente en la escala evolutiva desde hace más de 1.000 millones de años, y que mantiene la actividad en el control de la neurogénesis a lo largo de la escala evolutiva de los metazoos".
La secuencia es un pequeño fragmento de ADN con una estructura espacial que facilita la unión de los factores de transcripción en un orden concreto (o sintagmas), actuando como un regulador cis de la expresión de los genes soxB2, una familia génica que participa en el control del desarrollo del sistema nervioso. Este pequeño fragmento de ADN presenta una homología excepcional y una funcionalidad altamente conservada en genomas de vertebrados e invertebrados.
"Un resultado sorprendente del estudio ha sido identificar, en organismos tan divergentes, una secuencia génica altamente conservada desde hace millones de años, y con un patrón de funcionalidad biológica igualmente conservado", señala García-Fernández. "También son espectaculares los resultados encontrados en el modelo de la Drosophila melanogaster. Aunque, hasta ahora, esta región no codificadora no ha sido identificada en su genoma, hemos comprobado que, una vez insertada, es capaz de dirigir la maquinaria de regulación génica en el desarrollo del cerebro y del lóbulo óptico". 
Los resultados muestran un fenómeno cada vez más relevante en la evolución: la coopción de genes. "La complejidad en los seres vivos no se produjo únicamente por la aparición de nuevos genes. Un gen se puede cooptar, es decir, puede emplearse para una nueva función y, en muchos casos, este fenómeno ha podido dar lugar a innovaciones evolutivas. Antes se pensaba que los organismos más complejos lo eran porque tenían más genes, pero no es así: son complejos porque los mismos genes se han cooptado para adquirir nuevas funciones", subraya el investigador de la UB.
Muchas alteraciones genómicas asociadas a enfermedades humanas se ubican en regiones no codificadoras del genoma. Uno de los grandes retos de la genómica comparada será detectar mutaciones en zonas reguladoras que son clave en el control de la expresión génica. "Tradicionalmente, la genética se ha fijado en el estudio de las regiones codificadoras, pero cerca del 97 % del genoma no codifica para obtener proteínas. Como la evolución se ha producido sobre todo por cambios en las zonas reguladoras, el estudio de las regiones del genoma con un papel regulador tendrá cada vez más impacto", concluye. (Fuente. U. Barcelona)

Una zona de Norteamérica estuvo unida con una de la Antártida


Dos afloramientos rocosos en la Tierra de Coats. (Foto: Ian Dalziel)


Se han hallado las pruebas más claras de que una parte de América del Norte y otra de la Antártida estaban conectadas hace 1.100 millones de años, mucho antes de que el supercontinente Pangea se formara.
Quien visite las Montañas de Franklin en el oeste de Texas, estará, aunque no lo sepa, en un terreno que en su día formó parte de la Tierra de Coats en la Antártida.
El equipo internacional de Staci Loewy, geoquímica de la Universidad Estatal de California en Bakersfield, descubrió que las rocas recogidas en ambos lugares tienen exactamente la misma composición de isótopos de plomo.
Análisis anteriores ya demostraron que las rocas tienen exactamente la misma edad y las mismas propiedades químicas y geológicas básicas.
Ahora, el nuevo trabajo refuerza la hipótesis de que América del Norte y la zona oriental de la Antártida estuvieron unidas en un antiguo supercontinente llamado Rodinia.
Las masas continentales de la Tierra se han unido en supercontinentes por lo menos dos veces, hace unos 300 millones de años para crear Pangea, y hace unos 1.100 millones de años para formar Rodinia, y esto pudo acaecer repetidamente a lo largo de la historia de la Tierra. De hecho, algunos científicos estiman que dentro de 250 millones de años, la desaparición del Océano Atlántico fusionará América con Eurasia y África, forjando un nuevo supercontinente.

La superficie de la Tierra vista desde la estación espacial

James Drake ha compuesto un video a partir de 600 fotografías tomadas desde la estación espacial internacional, mostrando el espectacular comportamiento de la superficie terrestre. Luces de ciudades, tormentas y la propia atmósfera, son bien visibles en la película.

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Invisibilidad acústica


Investigadores del Grupo de Fenómenos Ondulatorios de la UPV. (Foto: UPV)


Investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia han creado un prototipo de manto acústico con el que las ondas sonoras al llegar a un objeto, lo sortean como si éste no estuviera. Esta característica podría servir para mejorar la acustica y la insonorización en lugares o para conseguir proteger los oidos de ruidos externos.
Se trata de un avance en la “indetectabilidad acústica”. Un prototipo de manto acústico, en dos dimensiones, permite que las ondas de sonido con una frecuencia específica, al llegar a un objeto, lo sorteen como si dicho objeto no estuviera, gracias a un efecto cooperativo de las unidades con las que está construido el manto. Los autores del trabajo pertenecen al Grupo de Fenómenos Ondulatorios (GFO) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y la Unidad de materiales y dispositivos optoelectrónicos (UMDO) del Instituto de Ciencia de Materiales de la UV.
El nuevo avance, publicado en la revista Applied Physics Letters e incluido en la sección “News Highlights”  del American Institute of Physics (AIP), podría servir, en un futuro, “para mejorar la acústica del entorno urbano, la insonorización de las salas de espectáculos o para crear cascos que protejan mejor nuestros oídos de los ruidos extremos”, apunta José Sánchez-Dehesa, director del Grupo de Fenómenos Ondulatorios (GFO) de la UPV. El equipo reconoce que aun se trata de investigación básica.
Los investigadores han demostrado que las ondas de sonido de una frecuencia específica -3061 Hertz, con una ancho de banda de 100 Hz- mantienen su patrón original, tanto al pasar alrededor del objeto como más allá del mismo. “El nuevo prototipo abre el camino a futuros diseños de dispositivos con mayor ancho de banda e incluso para objetos tridimensionales”, añade Sánchez-Dehesa.
“Este trabajo complementa las aportaciones realizadas por nuestro grupo en el problema de ‘indetectabilidad acústica’. La novedad reside en el uso del algoritmo genético”, explica Sánchez-Dehesa.
El manto acústico desarrollado por los investigadores consta de 120 cilindros de aluminio de 15 milímetros de diámetro, que rodean a otro cilindro de 22,5 centímetros. La posición de cada cilindro en el manto se ha obtenido utilizando técnicas de optimización basadas en algoritmos genéticos que imitan la evolución darwiniana. (Fuente: UPV/SINC)