Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 868134 veces)

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El tornado marciano

Este video del JPL simula en 3D las características físicas del tornado recientemente fotografiado por la sonda MRO de la NASA, desde la órbita.

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Transmitir energía a través de plasmones oscuros

INGENIERÍA

Wei-Shun Chang, David Solis Jr. y Britain Willingham. (Foto: Jeff Fitlow)

Los plasmones son ondas de electrones que se mueven por la superficie de un metal de modo similar al agua cuando es perturbada en un estanque por la caída de una piedra. En el caso de los plasmones, la perturbación puede ser causada por una fuente electromagnética exterior, como por ejemplo luz. Las nanopartículas adyacentes forman parejas donde sus campos electromagnéticos interactúan y hacen posible que una señal pase de la primera ubicación a la segunda y así sucesivamente. Los plasmones oscuros pueden ser definidos como aquellos que no tienen momento dipolar neto, entre otras características.
En un nuevo estudio, se ha profundizado en la capacidad que tienen los canales microscópicos de nanopartículas de oro para transmitir energía electromagnética que comienza en forma de luz y se propaga a través de plasmones oscuros.
El equipo de Stephan Link, profesor de química, así como de ingeniería electrónica y de la computación en la Universidad Rice, Estados Unidos, ha demostrado cómo incluso nanopartículas en conjuntos desordenados, con tamaños tan diminutos como 150 nanómetros, se pueden convertir en guías de ondas y transmitir señales mucho mejor (hasta un orden de magnitud mejor) que lo conseguido en experimentos previos. La transferencia eficiente de energía a escala micrométrica puede mejorar significativamente el funcionamiento de diversos dispositivos optoelectrónicos.
Estos investigadores han desarrollado un método para "imprimir" líneas finas de nanopartículas de oro sobre vidrio. Estas líneas de nanopartículas pueden transmitir una señal de una nanopartícula a la siguiente a lo largo de muchos micrones, mucho más lejos que en intentos anteriores y en un grado más o menos equivalente a los resultados observados usando nanocables de oro.
En el trabajo también han intervenido David Solis (hijo), Britain Willingham, Liane Slaughter, Jana Olson, Pattanawit Swanglap, Scott Nauert, Aniruddha Paul y Wei-Shun Chang, todos de la citada universidad.

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Una "capa de invisibilidad" para protección sísmica de edificios

INGENIERÍA

Edificio dañado por un terremoto. (Foto: FEMA / Kevin Galvin)

Según una nueva teoría elaborada por un equipo de matemáticos, sería factible crear una especie de capa de invisibilidad para edificios, la cual no los haría invisibles para la luz sino para algo mucho más inesperado: los terremotos.
El equipo de William Parnell en la Universidad de Manchester, Reino Unido, ha estado trabajando en la teoría de las capas de invisibilidad, que hasta hace no muchos años era un concepto exclusivo de la ciencia-ficción.
Sin embargo, en los últimos años, los científicos se han estado acercando cada vez más a la meta de lograr la invisibilidad en varios contextos.
El trabajo del equipo de Parnell se ha centrado en la teoría de que el concepto subyacente en las capas de invisibilidad podría a la postre utilizarse para ayudar a proteger a edificios y estructuras contra vibraciones y desastres naturales como los terremotos.
Parnell ha mostrado que protegiendo a componentes clave de las estructuras con piezas especiales de goma presurizada, el edificio se volvería "invisible" para las ondas sísmicas producidas por un terremoto, las cuales simplemente rodearían la estructura y seguirían luego hacia adelante. Esto le evitaría daños graves al edificio.
El concepto de desviar las ondas sísmicas, aunque no en un grado de sofisticación tal que permita hablar de "capa de invisibilidad" sísmica, ya ha contado con algunas investigaciones decisivas en años recientes.
Por ejemplo, en una de 2009 de la que ya hablamos desde NCYT, y realizada por Sebastien Guenneau de la Universidad de Liverpool, y Stefan Enoch y Mohamed Farhat del Instituto Fresnel (dependiente del CNRS) en Marsella, Francia, se demostró la viabilidad de crear un escudo deflector para proteger los edificios de los terremotos.
Las ondas sísmicas producidas por los terremotos incluyen ondas que viajan a gran profundidad por el subsuelo, y las que viajan por la superficie. Un escudo deflector como el propuesto controlaría el camino de las ondas de la superficie que son las más peligrosas, por tener la culpa de mucha de la destrucción que sigue a los terremotos. La tecnología ideada para ese escudo emplea anillos concéntricos de plástico que se ajustarían en el terreno para desviar las ondas superficiales. Controlando la rigidez y la elasticidad de los anillos, las ondas que viajen a través del escudo entran suavemente en el material y se comprimen en pequeñas fluctuaciones de presión y densidad. El camino por el que las ondas superficiales son canalizadas puede tener un trazado en forma de arco, desviándolas de ese modo de la ruta que de otro modo las habría llevado a impactar contra el edificio amenazado, y logrando que salgan del escudo sin haber causado daños al área protegida por éste. La tecnología podría aplicarse en los edificios instalando los anillos en sus cimientos.
El reto al que se enfrentan todos estos conceptos para eludir a las ondas sísmicas es convertir las teorías en aparatos reales capaces de salvar vidas y reducir daños materiales.

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Los vegetales se preparan de noche para los ataques diurnos de insectos

BOTÁNICA

Los vegetales se preparan de noche para los ataques diurnos de insectos. (Foto: Amazings / NCYT / MMA)

En un estudio sobre los mecanismos subyacentes en la resistencia de los vegetales a las plagas de insectos herbívoros, unos biólogos de la Universidad Rice en Estados Unidos han mostrado que los vegetales se anticipan a los ataques diurnos de los insectos voraces y hacen preparativos sofisticados para defenderse.
La inmovilidad de los vegetales puede darnos la impresión de que no realizan acto alguno, tal como señala Janet Braam del equipo de investigación, pero en realidad están muy ocupados llevando a cabo numerosas tareas, tal como subrayan los resultados del nuevo estudio. "Es impresionante ver toda esta actividad a escala genética; es como ver una fortaleza asediada poniéndose en estado de máxima alerta", recalca Braam.
Desde hace tiempo, los científicos saben que los vegetales tienen un reloj interno que les permite medir el tiempo independientemente de las condiciones de iluminación que tengan. Por ejemplo, se sabe que algunos vegetales que siguen al Sol con sus hojas durante el día las "reinician" durante la noche y las mueven de nuevo hacia el este a la espera de la salida del Sol.
En los últimos años, los científicos han comenzado a usar potentes herramientas genéticas para el estudio de los ritmos circadianos de las plantas. Los investigadores han encontrado que un tercio de los genes de la Arabidopsis thaliana, una especie muy estudiada en biología vegetal, es activado por el ciclo circadiano.
Los autores del nuevo estudio se propusieron averiguar si algunos de estos genes regulados por ciclos circadianos podrían permitir a los vegetales anticiparse al ataque de los insectos, de modo muy parecido a como anticipan la salida del Sol.
En un experimento, se usaron ciclos de luz de 12 horas para ajustar los relojes circadianos de plantas de Arabidopsis y los de orugas de una especie herbívora que se alimenta de estos vegetales. A la mitad de las plantas se las colocó con orugas que tenían su mismo ciclo día-noche, y a la otra mitad se las colocó con orugas cuyos relojes internos estaban ajustados para que su periodo diurno de actividad coincidiera con las horas durante las que las plantas estaban en el modo nocturno.
El resultado fue que las plantas cuyos relojes se encontraban bien sincronizados con los de los insectos fueron bastante resistentes a sus ataques, mientras que las plantas cuyos relojes estaban desincronizados con respecto a los de los insectos fueron diezmadas por estos.
En el estudio también han trabajado Danielle Goodspeed, Wassim Chehab y Amelia Min-Venditti, de la Universidad Rice, así como Michael Covington (ahora en la Universidad de California en Davis).
[youtube]http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=b9IdZb3z7Jw[/youtube]

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El secreto de la protección que muchos vegetales tienen ante la radiación ultravioleta

BOTÁNICA

Proteína UVR8. (Foto: Getzoff lab, The Scripps Research Institute)

Estar todo el día al sol es peligroso no sólo para los humanos, sino también para los vegetales, que no pueden moverse de su sitio. La radiación ultravioleta del Sol puede dañar a las proteínas y al ADN de las células, provocando un crecimiento pobre e incluso la muerte. Sin embargo, los vegetales han desarrollado algunas poderosas defensas adaptativas, incluyendo a una compleja serie de respuestas de protección orquestadas por una proteína conocida como UVR8 y que reacciona ante la radiación ultravioleta.
Ahora, unos científicos del Instituto Scripps de Investigación en Estados Unidos y la Universidad de Glasgow en el Reino Unido han reconstruido de manera detallada la estructura de la proteína UVR8 y su funcionamiento interno.
Conocer cómo actúa esta arcaica proteína, que parece desempeñar un papel fundamental en los vegetales, ayudará a la comunidad científica a comprender mejor cómo los cambios en la iluminación solar, como los provocados por variaciones climáticas, hacen variar el crecimiento de una planta, tal como subraya la profesora Elizabeth Getzoff del citado instituto.
Los investigadores ya encontraron evidencias de la función protectora de la UVR8 en 2002, cuando desactivaron su gen en la planta Arabidopsis, el modelo estándar para experimentación usado por los especialistas en biología vegetal. Las plantas mutantes crecían poco cuando se las exponía a radiación ultravioleta B. Cuando la UVR8 está presente en la Arabidopsis, puede detectar la radiación ultravioleta B y activar una amplia respuesta de protección en la que participan más de 100 genes de la Arabidopsis. Estos genes codifican enzimas de reparación del ADN y otras proteínas protectoras. Es el equivalente en esta planta de aplicarse una crema solar, tal como indica Getzoff.
Se han encontrado moléculas similares a la UVR8 en especies vegetales más antiguas, tales como algas y musgos, lo cual sugiere que la UVR8 representa una adaptación primigenia a la luz ultravioleta, posiblemente desarrollada antes de que la atmósfera terrestre tuviera una capa de ozono que absorbiera una parte importante de la radiación ultravioleta.
El equipo de Getzoff, John Christie y Gareth I. Jenkins (los dos últimos de la Universidad de Glasgow), ha conseguido determinar la arquitectura molecular de la UVR8, incluyendo la disposición tridimensional de los átomos que la componen, a una resolución muy alta, de 1,7 angstroms, o sea, 170 billonésimas de metro.
En la investigación también han trabajado Andrew S. Arvai, Ashley J. Pratt, y Kenichi Hitomi, del Instituto Scripps de Investigación, Katherine J. Baxter, Monica Heilmann, Andrew O'Hara, Brian Smith y Sharon M. Kelly de la Universidad de Glasgow, y Michael Hothorn del Instituto Salk para Estudios Biológicos en La Jolla, California.

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Los misterios de Mercurio

Mercurio ha sido siempre un enigma para los científicos no solo por su cercanía al sol, sino por la dificultad que supone su observación. Ahora, sondas espaciales se preparan para acercarse a este fascinante planeta. La Agencia Espacial Europea trabaja en una misión bautizada como BepiColombo, que será lanzada en 2015. Se espera que proporcione una valiosa información sobre este misterioso planeta. Además, podría dar más pistas sobre los planetas extrasolares y la formación de nuestro propio sistema solar.

Fuente: Euronews

[youtube]http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=FuOSk1CdXb0[/youtube]

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Versión mejorada de un sistema de control por lengua

INGENIERÍA

Sistema de control por lengua. (Foto: GIT)

Una innovadora tecnología inalámbrica que permite a personas con ciertas discapacidades, incluyendo algunas lesiones de médula espinal de alto nivel, maniobrar hábilmente una silla de ruedas eléctrica, o controlar un cursor de ratón, usando para todo ello movimientos simples de la lengua, ha sido perfeccionada, de modo que ahora resulta menos aparatosa y más eficiente.
El innovador sistema de control mediante lengua está cobrando un protagonismo cada vez mayor entre los dispositivos de última generación para asistencia a las personas con discapacidad severa, como la producida por lesiones de la médula espinal o por enfermedades degenerativas. La nueva tecnología se aprovecha de los adelantos en la microelectrónica, los sensores miniaturizados y los dispositivos inalámbricos.
En su versión para uso permanente, consta de tres elementos esenciales: Un diminuto imán permanente del tamaño de un grano de arroz, y que puede ser implantado en la lengua a modo de piercing; un conjunto de sensores magnéticos minúsculos sujetos en dientes de la mandíbula superior o de la inferior mediante un dispositivo parecido a un aparato de ortodoncia de los usados para corregir dientes torcidos; y una unidad de control.
El sistema de control mediante la lengua se basa en la gran flexibilidad, capacidad de manipulación y diversidad de movimientos que posee la lengua. El área en la corteza motora del cerebro humano especializada en controlar los movimientos de la lengua rivaliza con la dedicada al movimiento de los dedos. Más importante aún: la lengua se conecta al cerebro a través del nervio hipogloso, que a menudo escapa a los daños severos provocados en las lesiones de médula espinal.
El usuario del sistema mueve su lengua como si quisiera apretar con ella teclas de un teclado desplegado en sus dientes. El imán del tamaño de un grano de arroz colocado en la lengua es una baliza magnética cuyo movimiento es detectado por un conjunto de sensores de campo magnético. Las señales del sensor son transmitidas de manera inalámbrica a lo que básicamente es un ordenador portátil, transportado en la silla de ruedas.
Las señales son procesadas para determinar el movimiento relativo del imán con respecto al conjunto de sensores en tiempo real. Esta información es entonces utilizada para sustituir la función de la palanca de mando o joystick en una silla de ruedas eléctrica, o para controlar los movimientos del cursor sobre una pantalla de ordenador.
El nuevo prototipo del sistema, desarrollado por el equipo de Maysam Ghovanloo del Instituto Tecnológico de Georgia, Estados Unidos, cuenta con una versión mucho mejor integrada del "teclado" del sistema. Este componente, parecido a un aparato de ortodoncia, está bien adaptado a la boca y puede incluso pasar desapercibido para quienes estén ante la persona que usa el sistema, puesto que ya no requiere ser complementado por una unidad colocada en la cabeza a modo de auriculares inalámbricos, que se usaba en una versión primitiva del sistema.
El sistema de control mediante la lengua es de manejo intuitivo y bastante simple de usar, incluso para personas con ciertas lesiones de médula espinal de alto nivel. Después de un entrenamiento relativamente corto, los usuarios ya suelen recordar con facilidad y emitir correctamente órdenes mediante movimientos de su lengua, para conducir una silla de ruedas eléctrica esquivando obstáculos, e incluso para jugar con videojuegos.

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La caza acabó con la megafauna australiana

ZOOLOGÍA

Un mega-marsupial hervívoro, el Diprotodon optatum. (Imagen eter Murray)

La llegada de los humanos a Australia supuso un antes y un después en la vida de los grandes vertebrados. Estos animales sufrieron un declive a lo largo de 2.000 a 3.000 años, y se extinguieron debido a la persecución realizada por los humanos.
“Estos grandes animales pudieron haber sido muy susceptibles a los efectos de la caza, porque se reproducían muy lentamente y necesitaban mucho tiempo para crecer y tener crías”, asegura a SINC Christopher Johnson, uno de los autores del estudio e investigador en la Escuela de Zoología de la Universidad de Tasmania (Australia).
Según el estudio, que se publica en Science, incluso bajos niveles de caza hubieran impedido a las poblaciones de estas especies recuperarse. Los investigadores se basaron en el estudio de los restos de esporas de Sporormiella, un hongo que crecía en el estiércol de los herbívoros que desapareció hace unos 41.000 años, para confirmar que el declive de los animales empezó con la caza.
Hasta ahora, los científicos pensaban que la megafauna se extinguió por un cambio climático, por los incendios y la fragmentación del hábitat provocados por la llegada de los humanos, o por la caza.
El análisis de Sporormiella demuestra que “la megafauna no se vio muy afectada por los cambios climáticos anteriores a la llegada de los humanos, y no hubo un cambio climático significativo en el momento en el que se extinguieron”, apunta Johnson quien descarta la hipótesis del cambio climático.
Con la llegada de los humanos hubo un aumento de los incendios y un cambio en la vegetación. Sin embargo, según el investigador, estos eventos sucedieron después del declive de los animales, por lo que “no pudieron causarlo”. “La caza es entonces la explicación más plausible”, confirma Johnson.
La desaparición de marsupiales gigantes y otros grandes animales conllevó consecuencias “dramáticas”. Gracias al análisis de restos de polen y carbón vegetal, los autores detectaron en el momento de la extinción una transición de la selva mixta a una disminución de la vegetación y un aumento de la actividad de los incendios.
“La selva empezó a desaparecer y fue sustituida por bosques de eucaliptos, que ahora están muy expandidos por Australia”, concreta el investigador. Los cambios ecológicos ocurrieron probablemente por la combinación de la reacción de la vegetación (ya que hasta ese momento los grandes animales habían controlado la estructura y composición de las comunidades de plantas) y el aumento de los incendios debido al material vegetal seco que se acumuló tras la desaparición.

Fuente: SINC

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Un nuevo método permite crear mapas de las condiciones de humedad del suelo

GEOLOGÍA

Mapa de comparativa de la humedad del suelo. (Imagen: CSIC)

Un proyecto desarrollado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), en España, ha desarrollado un sistema que permite crear mapas de humedad de alta resolución.
El nuevo método combina la precisión de los datos de humedad del suelo medidos por el satélite SMOS, de la Agencia Espacial Europea (ESA), con datos del sensor MODIS, de la NASA, que aporta imágenes térmicas y de color de alta resolución. Los mapas de evolución de humedad del suelo pueden ayudar a evaluar el riesgo de incendios en zonas concretas.
Los mapas obtenidos con este nuevo método permiten una resolución espacial de un kilómetro, frente al promedio de 50 kilómetros de resolución que ofrecen los mapas que sólo reciben datos del SMOS. Este satélite, lanzado en 2009, proporciona regularmente información sobre la humedad del suelo, así como de la salinidad superficial de los océanos.
“Por ahora el Centro Experto SMOS en Barcelona, nombre de la iniciativa, realiza sólo mapas de humedad de la Península Ibérica, pero puede generar registros de la humedad de cualquier lugar del mundo”, explica el investigador del CSIC Jordi Font, del Instituto de Ciencias del Mar.
“El aumento en la resolución permite usos diversos para los mapas, como conocer el contenido de agua útil en el suelo, prever la productividad de los campos o, y esto es muy importante en épocas de sequía como la que vivimos ahora, evaluar el riesgo de incendios en zonas muy concretas", explica la investigadora María Piles, del Centro Experto SMOS instalado en el Instituto de Ciencias del Mar del CSIC.
La científica añade: "Si sabemos que una región es muy seca podremos tomar medidas preventivas, como limpiar la maleza de los bosques o crear cortafuegos, de forma dirigida y eficaz”.
El equipo investigador a cargo del proyecto destaca que aunque se trata aún de un método experimental, ya ha sido validado en una red permanente de sensores de humedad en Australia y otra en Salamanca. “Estamos en proceso de mejora, pero los resultados son prometedores”, concluye Font.

Fuente: CSIC

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=4py0bKNjM08&feature=player_embedded[/youtube]

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El asombroso material de los erizos de mar, envidiado por los ingenieros
BIOQUÍMICA

Dentro de una de las púas de erizo de mar. (Foto: Marina Krumova, University of Konstanz)

Cada una de las púas de un erizo de mar se compone en un 99,9 por ciento de caliza, un material muy común que forma cristales diminutos que son muy duros (no es fácil rayarlos) pero que se rompen con facilidad. Se ha descubierto ahora cómo estos animales marinos usan caliza o cal para formar las púas que los caracterizan, combinando esta dureza con una flexibilidad que dota a la estructura de una notable resistencia a los golpes.
Los diminutos cristales de calcita están incrustados, como ladrillos en una pared, en un mortero de cal amorfa mezclada con pequeñas cantidades de proteínas biológicas.
Conocer a fondo los entresijos de esta estructura abre el camino hacia el diseño y la fabricación de nuevos y sofisticados materiales compuestos, basados en las púas del erizo del mar.
Tal como señala Helmut Coelfen de la Universidad de Constanza en Alemania, es fascinante que la naturaleza pueda convertir materiales frágiles, a través de la estructuración, en materiales compuestos de alta resistencia, aún no logrados mediante métodos artificiales en el sector industrial.
No obstante, puede que en un futuro muy cercano sí sea posible elaborar artificialmente y de manera práctica materiales comparables al presente en el erizo de mar. El grupo de Coelfen en la citada universidad ya colabora con dos empresas internacionales importantes, en proyectos dedicados a la fabricación de un hormigón especial, de alta eficacia.
En la investigación también han trabajado científicos de las universidades de Pekín en China, Bristol y Leeds en el Reino Unido, Potsdam en Alemania, así como del Centro Federal Alemán para la Investigación de Materiales (BAM) en Berlín, el Instituto Max Planck de Coloides e Interfases en Potsdam, el CNRS en la ciudad francesa de Orsay, y el ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) en la ciudad francesa de Grenoble.

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Bacterias estratosféricas, una inesperada fuente de electricidad

MICROBIOLOGÍA

Ciertas bacterias, encontradas normalmente a unos 30 kilómetros de altitud sobre la superficie de la Tierra, resulta que son una inesperada fuente de electricidad. (Foto: Amazings / NCYT / MMA)

Microorganismos encontrados normalmente a unos 30 kilómetros de altitud sobre la superficie de la Tierra han sido ahora identificados como un medio muy eficaz para generar electricidad.
El bacilo estratosférico, bautizado con el nombre científico de Bacillus stratosphericus, es un microbio presente normalmente en altas concentraciones en la estratosfera, y ahora se ha convertido es un componente clave para un nuevo biofilm diseñado por un equipo de científicos de la Universidad de Newcastle, en el Reino Unido.
El equipo de Grant Burgess puso a prueba la capacidad de generación eléctrica de cada una de 75 especies diferentes de bacterias que fueron aisladas y cultivadas. Para probar esa capacidad, los investigadores usaron una Célula Microbiana de Combustible (MFC por sus siglas en inglés).
Es la primera vez que se han estudiado y seleccionado microbios individuales de esta manera.
En la investigación se ha conseguido identificar diversas bacterias capaces de generar electricidad. Además del Bacillus stratosphericus, otro de los microbios "eléctricos"' utilizado fue el Bacillus altitudinis, también un morador habitual de las alturas.
Seleccionando las mejores especies de bacterias, Burgess y sus colaboradores pudieron crear un biofilm artificial, duplicando el rendimiento de la celda o célula microbiana de combustible de 105 vatios por metro cúbico a 200 vatios por metro cúbico.
Aunque todavía es relativamente poco, ese rendimiento eléctrico bastaría para energizar una lámpara eléctrica, y constituiría una fuente de electricidad muy necesaria en aquellas partes del mundo que no disponen de suministro eléctrico, o que tienen muchas dificultades para dar un suministro estable de electricidad.
El uso de microbios para generar electricidad no es un concepto nuevo y se ha usado en el tratamiento de aguas residuales. Lo que hace pionera a esta nueva investigación es el uso de bacterias estratosféricas.
Las células microbianas de combustible operan de manera similar a una batería convencional, y usan bacterias para generar electricidad directamente a partir de compuestos orgánicos, mediante un proceso conocido como oxidación biocatalítica.
Un biofilm, describible por su aspecto como una fina capa de limo, cubre los electrodos de carbono de la célula microbiana de combustible, y cuando las bacterias se alimentan, producen electrones que pasan hacia los electrodos y generan electricidad.

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Alternativa barata y eficaz a los catalizadores de platino

QUÍMICA

Jeffrey Long, Christopher Chang y Hemamala Karunadasa. (Foto: Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab Public Affairs)

Una técnica para crear una nueva molécula que estructural y químicamente emula la parte activa de la molibdenita, un catalizador industrial ampliamente usado, ha sido desarrollada por investigadores del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab).
Esta técnica promete la capacidad de crear de manera eficiente materiales catalizadores que puedan servir como alternativas eficaces y baratas al platino, para generar hidrógeno gaseoso a partir de agua acidificada.
Christopher Chang y Jeffrey Long, químicos del Berkeley Lab y también de la Universidad de California en Berkeley, dirigieron un equipo de investigación que sintetizó una molécula para imitar las unidades de bisulfito de molibdeno, en forma de triángulo, a lo largo de los bordes de cristales de molibdenita, que es donde tiene lugar casi toda la actividad catalítica.
Valiéndose de técnicas de química molecular, el equipo de Chang, Long, Hemamala Karunadasa, Elizabeth Montalvo, Yujie Sun y Marcin Majda ha conseguido capturar la esencia funcional de la molibdenita y sintetizar la unidad más pequeña posible de su sitio activo catalítico.
Ahora debiera ser posible diseñar nuevos catalizadores que tengan una alta densidad de sitios activos, de modo que se obtenga la misma actividad catalizadora con mucho menos material.
El hidrógeno podría desempeñar un papel importante en las futuras tecnologías de las energías renovables si para producirlo se pueden desarrollar medios relativamente baratos, eficaces y limpios.
Actualmente, la mejor técnica disponible para producir el hidrógeno es separar las moléculas de agua en moléculas de hidrógeno y oxígeno usando el platino como catalizador. Sin embargo, siendo el precio del platino superior a los dos mil dólares la onza (28,35 gramos), el mercado de los catalizadores está muy abierto a adoptar catalizadores alternativos de costo más bajo.
Hay alternativas al platino que son mucho más baratas, pero arrastran problemas técnicos. Con la nueva clase de catalizadores desarrollada por Chang y sus colaboradores, se puede disfrutar simultáneamente de una buena funcionalidad y un bajo costo.

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Hallazgos sobre la creación y distribución de estomas en los vegetales
BOTÁNICA

Hojas. (Foto: Amazings / NCYT / MMA)

Las hojas de los vegetales están selladas con una firme capa de cera para impedir la pérdida de agua. Las plantas respiran a través de poros microscópicos llamados estomas, que se encuentran en la superficie de las hojas. Aproximadamente el 40 por ciento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera pasa a través de los estomas cada año, así como un volumen de agua igual al doble del que hay en toda la atmósfera. Siendo los conductos claves para la absorción del CO2 y la evaporación de agua, los estomas son esenciales tanto para el clima como para la productividad de las plantas. Así, no es sorprendente que el número total y la distribución de los estomas esté regulado de manera muy estricta por las plantas para optimizar la fotosíntesis y también para minimizar la pérdida de agua.
Los mecanismos subyacentes en esta capacidad de regulación han estado poco claros pese a los intentos de la comunidad científica por desentrañarlos. Ahora, una nueva investigación realizada por Zhiyong Wang, del Departamento de Biología Vegetal del Instituto Carnegie para la Ciencia, en Estados Unidos, y sus colaboradores, demuestra que ciertas hormonas vegetales, llamadas brasinoesteroides, ejercen un papel crucial en la regulación del número de estomas en las hojas.
Los brasinoesteroides se encuentran distribuidos por todo el reino vegetal y regulan muchos aspectos del crecimiento y el desarrollo, incluyendo la inhibición de los genes responsables de la fotosíntesis cuando no hay luz suficiente para ella. Plantas mutadas que son deficientes en brasinoesteroides presentan defectos en muchas fases de su ciclo de vida, incluyendo germinación reducida de las semillas, enanismo y esterilidad.
El equipo de Wang, Tae-Wuk Kim, Dominique Bergmann y Marta Michniewicz se plantearon determinar el papel de los brasinoesteroides en el desarrollo de los estomas. Comprobaron que las plantas mutantes que son deficientes en brasinoesteroides, o que carecen de sensibilidad hacia estas sustancias, presentaban una cantidad excesiva y una distribución irregular de sus estomas. Esto llevó al equipo de investigación a preguntarse qué papel desempeña esta clase de hormonas en el proceso de desarrollo de estos cruciales órganos vegetales.
Wang y sus colegas habían determinado previamente que cuando los brasinoesteroides se unen a un receptor en la superficie de una célula vegetal, se inicia un proceso que hace que ciertos genes dentro del núcleo celular sean activados o desactivados. Pero el trabajo adicional de investigación muestra que una de las proteínas involucradas en esta cadena, llamada BIN2, también está involucrada en una vía completamente independiente que regula el desarrollo de los estomas.
El equipo encontró que la BIN2, que es similar a una proteína presente en los seres humanos, tuvo un efecto inhibidor sobre una proteína clave en el sistema de regulación del desarrollo de los estomas. Esta segunda proteína es conocida como YODA, y también tiene su homóloga en los seres humanos. En ausencia de brasinoesteroides, la BIN2 inhibe a la YODA, lo que permite la formación de los estomas. Cuando los brasinoesteroides están presentes, esto provoca la inactivación de la BIN2, lo que le permite entonces a la YODA inhibir el desarrollo de los estomas.
Esta investigación confirma el rol de los brasinoesteroides como reguladores maestros que coordinan tanto aspectos fisiológicos como del desarrollo en el crecimiento vegetal.

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Despegó el ATV-3 hacia la estación espacial

ASTRONÁUTICA

(Foto: ESA - S. Corvaja, 2012)

La Agencia Espacial Europea ha lanzado al espacio a su tercer vehículo logístico ATV, cargado con suministros para la estación espacial internacional. El ATV, bautizado como Edoardo Amaldi, vio retrasada su partida hace unos días, pero la revisión final de sus contenidos dio luz verde al despegue, que se llevó a cabo a las 04:34 UTC del 23 de marzo, desde la base de Kourou, en la Guayana Francesa.
El cohete Ariane-5ES utilizado para la misión situó a su carga en la órbita baja prevista, desde la cual el ATV maniobrará durante varios días antes de llegar a su destino y unirse al módulo Zvezda.
El Vehículo Automático de Transferencia, la nave más compleja jamás producida en Europa, lleva a la estación orbital suministros y equipamiento indispensables. También proporcionará impulso a la Estación Espacial durante los alrededor de cinco meses que permanecerá acoplada a ella, elevándola en su órbita.
El ATV Edoardo Amaldi es la tercera de una serie de cinco naves de carga desarrolladas en Europa, dentro de sus compromisos relativos a los costes de explotación de la Estación. Este vehículo es el primero que se prepara y lanza dentro del objetivo establecido de un ATV por año.
“La prestación de un servicio anual a la Estación por parte de Europa se ha convertido en una realidad gracias a la dedicación, la competencia y la interacción de nuestra industria espacial, las agencias nacionales y la ESA”, ha dicho Jean-Jacques Dordain, Director General de la ESA.
“El ATV-3 demuestra la capacidad de Europa de proporcionar de forma regular misiones de altas prestaciones que dan apoyo a las operaciones de la tripulación, en coordinación con nuestros socios internacionales”.
El ATV cuenta con sistemas de navegación de alta precisión, software de vuelo redundante y un sistema autónomo de monitorización y para detectar colisiones con fuentes de alimentación eléctrica, sistemas de control y propulsores independientes.
“Estamos orgullosos de que la ESA aporte el vehículo más sofisticado de los que dan servicio a la Estación Espacial”, declaró Thomas Reiter, Director de Vuelos Tripulados y Operaciones de la ESA.
“Las capacidades adquiridas por la ESA y la industria europea en el contexto del programa del ATV nos permiten ahora seguir desarrollando esta tecnología. Esto nos abre un amplio rango de oportunidades para contribuir a las futuras misiones de exploración espacial”.
El lanzador, con su carga útil de 20 toneladas, comenzó su vuelo sobre el Atlántico hacia las Azores y Europa. Un encendido inicial de ocho minutos de la etapa superior del lanzador Ariane situó al ATV-3 en una órbita baja, inclinada 51,6 grados sobre el Ecuador. Unos 42 minutos después la etapa superior se encendió de nuevo para alcanzar una altitud de 260 km. Unos 64 minutos tras el despegue, la nave de carga se separó de la etapa superior del Ariane. 25 minutos después el ATV-3 comenzó a desplegar sus cuatro paneles solares; el fin de esta operación, unos minutos más tarde, marcó el fin de la fase de lanzamiento.
Edoardo Amaldi está ahora llevando a cabo una serie de maniobras previas a la llegada a la Estación Espacial, prevista para el 28 de marzo, a las 22:34 UTC. El atraque con el módulo ruso Zvezda será controlado automáticamente por el propio ATV.
Durante la misión la nave será monitorizada desde el Centro de Control del ATV (ATV-CC), en colaboración con los centros de control de la Estación Espacial Internacional en Moscú y Houston (EEUU). El ATV-CC está en Toulouse (Francia), en las instalaciones de la agencia espacial francesa, CNES.
El carguero espacial lleva 6,6 toneladas de carga útil hasta la estación espacial, en las que se encuentran incluidas 4 toneladas de combustible, agua y diversos gases. Para mantener la misma órbita que la ISS, el ATV necesita 3150 Kg. de combustible, así como otros 860 Kg. para efectuar maniobras evasivas y de reelevación cuando ninguna otra nave se halle acoplada a la ISS. En el transcurso de su misión, el Edoardo Amaldi reelevará la ISS hasta 10 veces. El oxígeno (70 Kg.), aire (30 Kg.) y el agua (285 Kg.) también forman parte de la carga «fluida» del ATV, mientras que los enseres de uso cotidiano, experimentos, piezas de repuesto y los llamados «ajuares», que los astronautas reciben de sus familias, suponen otras 2,2 toneladas de carga útil. Los astronautas irán descargándola paulatinamente durante los meses que el ATV permanecerá acoplado a la ISS. De acuerdo con las últimas planificaciones, el ATV Edoardo Amaldi abandonará la ISS al final del verano, cargado con residuos. Dicha carga se desechará durante la reentrada controlada a la atmósfera terrestre, cuando el ATV haya recorrido ya unos 4 millones de kilómetros. Justo en ese mismo momento, el ATV-4 Albert Einstein efectuará su llegada a Kourou en lo que serán los preparativos de su propio lanzamiento, previsto para principios de 2013.
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La alta energía de rotación alimenta las emisiones en radio de los magnetares

ASTROFÍSICA

Imagen de la emisión en radio de un magnetar.(Foto: Nanda Rea/Jeff Michaud)

Un equipo europeo de investigadores liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, ha descubierto que la alta energía de rotación alimenta las emisiones en radio de los magnetares, un tipo de estrellas de neutrones con campos magnéticos muy elevados. Este mecanismo sería, por tanto, muy similar al que se produce en los radiopúlsares, estrellas de neutrones que emiten pulsos regulares detectables con un radiotelescopio.
El estudio, publicado en la revista Astrophysical Journal Letter y destacado en el último número de Science en su Editor’s choice, se ha basado en el análisis de unos 1.000 radiopúlsares y cerca de 20 magnetares descubiertos hasta el momento. Aunque ambos objetos estelares comparten su formación a partir de la explosión de una supernova, los magnetares se caracterizan por tener un campo magnético elevado y por expulsar en cortos periodos de tiempo enormes cantidades de energía en forma de rayos X y rayos gamma.
Hasta hace poco, las propiedades que definían un magnetar eran, entre otras, la no emisión en radio y la existencia en la superficie de los polos de campos magnéticos por encima de un valor crítico. “Se creía que los magnetares eran accionados por su energía magnética y no por su rotación. El descubrimiento el año pasado de púlsares en radio frecuencia y de un magnetar de bajo campo magnético apunta a que no existe una separación limpia entre los radiopúlsares y los magnetares. Es más: es muy probable que un radiopúlsar pueda albergar en su centro un magnetar”, explica la investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio de Barcelona Nanda Rea.
El trabajo de Rea y su equipo, integrado por científicos del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC), de las universidades de Alicante y Padua (Italia) y de la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats, profundiza en esta hipótesis y propone que la actividad o inactividad en radio del magnetar puede predecirse partiendo del conocimiento del periodo de rotación de la estrella, su derivada en el tiempo y la luminosidad de rayos X en reposo. “Estos parámetros se derivan generalmente muy pronto después del descubrimiento de un nuevo magnetar; por tanto, con esta herramienta de predicción será más fácil decidir si se ha de emplear un radiotelescopio cuando se descubre un magnetar nuevo o si no vale la pena”, señala la investigadora del CSIC.
Según los científicos, llegar a comprender el mecanismo de emisión en radio de los magnetares es crucial para obtener una imagen completa de las estrellas de neutrones que pueblan el Universo. “Son los mejores superconductores y superfluidos y proporcionan un entorno único donde probar el estado de la materia bajo las condiciones magnéticas más extremas”, destaca Rea.

Fuente: CSIC

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