
Un grupo de investigadores del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), en Estados Unidos, han desarrollado un método para generar energía utilizando virus inofensivos, capaces de convertir la energía mecánica en electricidad. El estudio se publica esta semana en "Nature Nanotechnology".
Imagine por un instante que fuera posible ir cargando el móvil mientras camina, gracias a un pequeño generador, fino como una hoja de papel, incrustado en la suela de su zapato. ¿Imaginación? Es posible, aunque algo así está ahora un poco más cerca de la realidad. Los investigadores, en efecto, lograron crear un generador capaz de producir la corriente necesaria para iluminar una pequeña pantalla de cristal líquido, que funciona pulsando con un dedo un electrodo del tamaño de un sello de correos.
Y es ahí donde está el "truco", ya que el pulsador está recubierto por una fina capa de virus especialmente diseñados y que convierten la fuerza que aplicamos con el dedo en una carga eléctrica. Se trata del primer generador capaz de producir electricidad mediante el aprovechamiento de las propiedades piezoeléctricas de un material biológico. La piezoelectricidad es la capacidad que tiene un sólido de acumular carga eléctrica como respuesta a una tensión mecánica.
Este método podría dar lugar a la fabricación de pequeños dispositivos que produjeran energía eléctrica a partir de los movimientos habituales en cualquier tarea cotidiana, como cerrar una puerta, o subir las escaleras.
"Se necesita más investigación, pero nuestro trabajo es un primer paso hacia el desarrollo de generadores de energía personales, para su uso en nano-dispositivos, y otros mecanismos basados en la electrónica de virus", explica Seung-Wuk Lee, científico de la Universidad de Berkeley y profesor de Bioingeniería. Lee dirigió la investigación al frente de un equipo que incluye, entre otros, a Ramamoorthy Ramesh, profesor de Ciencias de los Materiales en la Universidad de Berkeley, y Byung Yang Lee, del Berkeley Lab.
El efecto piezoeléctrico fue descubierto en 1880 y, desde entonces, ha sido observado en cristales, cerámica, huesos, proteínas y ADN. También se ha llevado a la práctica: los encendedores de los cigarrillos eléctricos y los microscopios de sonda, por ejemplo, no podrían funcionar sin él. Sin embargo, los materiales utilizados para fabricar dispositivos piezoeléctricos son tóxicos, lo que hasta ahora ha limitado el uso generalizado de esta tecnología.
Lee y sus colaboradores se preguntaron si un virus, estudiado en laboratorios de todo el mundo, podía ofrecer una mejor alternativa: el bacteriófago M13, que solo ataca a las bacterias y que es, por lo tanto, inofensivo para las personas. Por supuesto, al ser un virus, se reproduce por millones en cuestión de horas, proporcionando un suministro constante. Además, este virus es fácil de manipular genéticamente.
400 milivoltios
Para conseguir el éxito, los investigadores de Berkeley tuvieron, en primer lugar, que determinar si el virus M13 era, o no, piezoeléctrico. Para ello, Ramesh y Lee aplicaron un campo eléctrico a una película de virus M13, observando lo que ocurría mediante un microscopio especial. Los investigadores vieron entonces que las proteínas helicoidales que envuelven los virus se retorcían y giraban en respuesta, una señal segura del efecto piezoeléctrico.
Los científicos mejoraron aún más el sistema apilando películas compuestas de capas individuales de virus, una encima de otra. Una pila de aproximadamente 20 capas de espesor mostró el mayor efecto piezoeléctrico. Finalmente, fabricaron un generador de virus, basado en la mencionada energía piezoeléctrica. Así, crearon las condiciones para que los virus modificados genéticamente se organizaran de forma espontánea en una película de capas múltiples, que se intercaló después entre dos electrodos revestidos de oro, conectados por cables a una pantalla de cristal líquido.
Cuando se aplicó presión sobre el generador, éste produjo un máximo de 6 nanoamperios de corriente, y 400 milivoltios de potencial. "Ahora estamos intentando mejorar esta técnica", afirma Lee, quien concluye que, "debido a que las herramientas de la biotecnología permiten la producción a gran escala de virus modificados genéticamente, los materiales piezoeléctricos basados en virus podrían ofrecer una ruta sencilla hacia la microelectrónica del futuro".
(ABC.es)
Entre los melanesios, los nativos de las islas Salomón, en el Pacífico sur, es común tener un aspecto sorprendente. La piel de todos ellos es oscura, la más oscura de un ser humano fuera de África, pero muchos nacen con un rubio brillante propio de un escandinavo.
Los isleños con cabello claro alcanzan el 10% de la población, la mayor prevalencia fuera de Europa. Hasta ahora se desconocía qué provocaba esta peculiar apariencia. Muchos consideraban que se trataba de un rasgo transmitido por los exploradores y comerciantes europeos que visitaron las islas en los siglos precedentes, pero una nueva investigación publicada en la revista Science ha conseguido desentrañar el misterio. Se trata de una variante genética única que afecta a este grupo humano en concreto y que no tiene nada que ver con el gen que causa los cabellos rubios en los europeos.
A nivel mundial, el pelo rubio es poco frecuente. Solo es habitual encontrarlo en el norte de Europa y, fuera del continente, en Oceanía, lo que incluye las Salomón y las islas vecinas. Allí, entre un 5 y un 10% de la población es rubia, la misma frecuencia que, por ejemplo, caracteriza a la población en Irlanda. Semejante mezcla se creía fruto del mestizaje. Los mismos melanesios, más originales, explican el color platino o dorado de su pelo por una exposición prolongada al Sol o una dieta rica en pescado.
Interesados por los hermosos patrones discordantes de la pigmentación de los isleños, los científicos del Centro de Análisis Causal en Epidemiología Traslacional, de la Universidad de Bristol (Reino Unido) y de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford (EE.UU.) tomaron muestras de un grupo de nativos de Melanesia, 43 con el pelo rubio y 42 con el pelo oscuro, y llevó a cabo un análisis genético para comparar sus genomas. No fue fácil tomar las muestras: gran parte de las islas Salomón está poco desarrollada, sin carreteras, electricidad ni teléfonos. Además, es una de las naciones con mayor diversidad lingüística del mundo, se hablan decenas de lenguas. Se pidió a los nativos que escupieran en pequeños tubos para proporcionar la saliva que se utilizaría para la extracción de ADN. A pesar de los problemas, en el lapso de un mes se recogieron más de 1.000 muestras.
Un gen independiente
Los investigadores quedaron fascinados por la ubicuidad del pelo rubio, especialmente entre los niños. Cuando analizaron las muestras, descubrieron de inmediato una única señal muy fuerte en el cromosoma 9, que representa el 50% de la variación en el color del pelo de los melanesios.
El equipo llegó a identificar el gen responsable, llamado TYRP1, que codifica una proteína relacionada con tirosinasa, una enzima previamente reconocida por influir en la pigmentación en ratones y seres humanos. Otros estudios revelaron que la variante particular responsable del pelo rubio en las islas Salomón está ausente en el genoma de los europeos.
Esto significa que la característica humana del pelo rubio se originó de forma independiente en la región ecuatorial de Oceanía, algo que los científicos consideran «inesperado y fascinante». El hallazgo «subraya la importancia de realizar estudios genéticos en poblaciones aisladas», afirma Carlos D. Bustamante, profesor de genética de Stanford. «Si vamos a diseñar la próxima generación de tratamientos médicos que utilizan la información genética y no tenemos un espectro muy amplio de las poblaciones incluidas, podríamos beneficiar desproporcionadamente a algunas poblaciones y perjudicar a otras».
(ABC.es)
Un millón 75 mil 982 para ser exactos, es el número de especies diferentes cuya descripción completa, características e imágenes se pueden encontrar ya en "La Enciclopedia de la Vida", un ambicioso proyecto lanzado en 2007 y que tiene como objetivo el libre acceso de cualquier persona del mundo a un portal de internet que contenga una página por cada una de las 1.900.000 especies descritas hasta ahora por la ciencia. Como si de una red social se tratara, los contenidos son aportados por expertos de todo el mundo.
No ha sido fácil superar el hito del millón de páginas. Y si se ha conseguido ha sido gracias a la aportación, de una sola vez, de cientos de miles de nuevas fotografías y datos de especies por parte del Museo Nacional Smithsoniano de Historia Natural, una de las muchas instituciones científicas que en la actualidad apoyan el proyecto en todo el mundo.
El nuevo bloque de contenido añadido por el Smithsonian incluye información detallada de plantas, insectos, vertebrados e invertebrados aportada por los diferentes departamentos de la institución. "La Enciclopedia de la Vida -asegura Erick Mata, su director- es un consorcio de socios que generan e integran información sobre la biodiversidad en todo el mundo. Para alcanzar nuestros ambiciosos objetivos, debemos incrementar contínuamente el número de páginas sobre especies y la cantidad de información que contiene cada una de ellas. Gracias al duro trabajo de nuestros colaboradores internacionales, hemos conseguido superar la marca de un millón de páginas".
200 instituciones
El nuevo material incorporado a la Enciclopedia incluye también imágenes anatómicas (huesos, piel, etc.), radiografías e imágenes obtenidas durante las expediciones de exploración. Haber alcanzado, en solo cinco años, el millón de especies, es un claro indicativo del esfuerzo realizado y del éxito de la iniciativa.
En 2007, cuando fue lanzada, la Enciclopedia contaba con descripciones de unas 30.000 especies, aportadas por una docena escasa de colaboradores.. Hoy, el proyecto cuenta con la colaboración de 200 instituciones en todo el mundo y con un gran número de investigadores que comparten de forma muy activa sus conocimientos.
El resultado puede ser comprobado por cualquiera que visite la Enciclopedia de la Vida, que se ha convertido ya en uno de los mayores compendios de conocimiento sobre las especies vivas de nuestro planeta. Gratuito, online y al alcance de todos.
(ABC.es)
Las turbinas eólicas pueden afectar el estado del tiempo, causando un aumento de temperatura a nivel local, según investigadores en Estados Unidos.
Los científicos utilizaron datos satelitales para demostrar que los sitios que albergan parques eólicos son más calientes que las áreas vecinas.
El estudio, publicado en la revista Nature Climate Change, confirma los resultados de otra investigación anterior de menor escala.
El aumento de temperatura puede deberse, según los investigadores, al movimiento de las turbinas, que causarían el descenso de aire más cálido hacia el suelo.
Sin embargo, los parques eólicos en otros puntos del planeta podrían no tener el mismo efecto.
El estudio se centró en el oeste y centro de Texas, donde se implementó un programa intensivo de impulso a la energía eólica. El número de turbinas pasó de 111 en 2003 a 2325 seis años después.
Los científicos utilizaron datos de satélites Aqua y Terra de la Nasa para medir la temperatura a nivel del suelo en esa zona de Texas, antes y después del boom en la construcción de turbinas.
Otros posibles factores, como cambios en la vegetación, fueron considerados demasiado limitados para explicar el cambio de temperatura.
Los cambios observados no fueron los mismos en toda la región estudiada. El aumento promedio se estimó en 0,72 grados centígrados en una década.
"Esta estimación sólo se aplica a la zona de Texas que estudiamos y al período observado. No debe extrapolarse simplemente a otras regiones del mundo o al futuro", advirtió uno de los investigadores, Liming Zhou, del Departamento de Estudios Atmosféricos y Ambientales de la Universidad de Nueva York en Albany.
"Es probable que el aumento de temperatura alcance un límite en cada parque eólico dado, en lugar de continuar aumentando después de finalizada la construcción de nuevas turbinas".
Durante la noche, el aire en las capas superiores tiende a ser mas cálido que el que circula a nivel del suelo. Zhou y sus colegas creen que las turbinas simplemente mezclan los dos tipos de aire impulsando el más cálido hacia abajo.
"El resultado de este estudio tiene sentido", dijo a la BBC Steven Sherwood, de la Unidad de Investigación sobre Cambio Climático de la Universidad de Gales del Sur, en Australia.
"Las temperaturas diurnas no parecen resultar afectadas. Un fenómeno similar explica la estrategia de los agricultores que sobrevuelan sus cultivos con helicópteros para combatir las heladas de madrugada en sus plantaciones de árboles frutales".
El estudio anterior, de 2010, utilizó datos de un único parque eólico en Estados Unidos y se basó en un modelo computarizado para predecir un posible aumento de temperatura.
Zhou espera investigar ahora a un nivel más general el posible impacto de grandes parques eólicos en la temperatura.
El investigador dijo a la BBC que el estudio publicado "es un primer paso que explora el potencial de datos satelitales para cuantificar el impacto de grandes parques eólicos en el estado del tiempo y en el clima".
Uno de los grandes interrogantes es cómo podría afectar el aumento de temperatura a la vegetación y la fauna. El cambio podría también tener un impacto en la formación de nubes y la velocidad del viento.
Texas es el principal productor de energía eólica en Estados Unidos. En China, algunos informes señalan que se instalan más de 30 turbinas cada día.
Zhou cree que debe haber más investigación sobre el posible impacto de los grandes parques de turbinas.
"La energía eólica es uno de los sectores que está creciendo más rápidamente a nivel mundial. Al convertir la energía kinética del viento en electricidad, las turbinas modifican los intercambios atmosféricos a nivel del suelo, así como la transferencia de energía, momento, masa y humedad en la atmósfera. Estos cambios, si se dan en una escala espacial suficientemente grande, podrían tener un impacto en el estado del tiempo y en el clima no sólo a nivel local sino regional".
(BBC)
No se trata de la interpretación de un artista, sino de una rigurosa simulación realizada con una supercomputadora programada para seguir fielmente las reglas de la Relatividad General. El resultado, obtenido por el astrofísico Andrew Hamilton, de la Universidad de Colorado en Boulder, es un vídeo de lo que veríamos si pudiéramos viajar a través de un agujero negro hasta un lugar cualquiera del Universo. Un viaje alucinante donde los haya. Y muy lejos, por cierto, del alcance de la tecnología actual.
Supongamos que queremos ir hasta Andrómeda, la vecina más próxima a nuestra galaxia, la Vía Láctea. Andrómeda se encuentra a dos millones de años luz de distancia de nosotros, lo cual significa que incluso si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz (300.000 km./s), cosa que no podemos hacer, tardaríamos dos millones de años en llegar.
Sin embargo, la Física nos brinda otro modo (por lo menos en teoría) de alcanzar nuestro objetivo. Y ese modo no es otro que meternos de cabeza en un agujero negro, un lugar donde el espacio y el tiempo se deforman hasta lo inverosímil, para salir después por el otro extremo y emerger de un agujero blanco justo en el destino elegido.
Ahora, gracias a los esfuerzos de Hamilton (y aunque tal viaje no es posible con los medios actuales), podemos hacernos una idea bastante precisa de lo que veríamos si realmente pudiéramos atravesar uno de esos túneles espaciotemporales. Por supuesto, si nos zambulléramos de pie en un agujero negro de verdad nuestro cuerpo empezaría a estirarse como un espagueti, ya que la enorme gravedad tiraría de nuestros pies mucho más fuerte que de nuestra cabeza. Y eso si antes no quedamos vaporizados por los "chorros" energéticos que emanan del agujero. Pero Hamilton, en su visualización, da por hecho que el "viajero" está dotado de superpoderes y que sobrevivirá tranquilamente a la experiencia.
La imagen de todo el Universo
Lo primero que hay que hacer, pues, es dejarse atrapar por el agujero negro. La gravedad nos atraerá hacia él sin remedio hasta hacernos cruzar el horizonte de sucesos, el punto de no retorno y a partir del cual nada, ni siquiera la luz, puede dar marcha atrás.
Pero vayamos por partes. Primero atravesaríamos el horizonte exterior del agujero, donde la realidad nos sería aún bastante familiar, y seguiríamos en caída libre hacia el horizonte interno. Es allí donde las cosas empezarían a parecer realmente extrañas. Lo primero que veríamos sería un estallido luminoso procedente del mundo exterior. Una luz infinitamente energética y que contendría una imagen de la historia completa de todo el Universo.
Al ir acercándonos a la "salida", entraríamos en un "agujero de gusano", un lugar donde el flujo del espacio se invierte, y sentiríamos cómo empezamos a acelerar de nuevo, aunque esta vez hacia fuera. El agujero de gusano termina justo en la entrada de un "agujero blanco", que es una versión invertida de un agujero negro. Aquí, el espacio "cae" hacia fuera en lugar de hacia dentro, y a una velocidad aparente mucho mayor que la de la luz. Es el momento en que se produce otro destello de radiación, un flash luminoso que esta vez contiene la imagen de todo el futuro del Universo.
A medida que nos movemos a través del agujero blanco nos vamos aproximando a su horizonte exterior. Cuando lo alcanzamos se produce un tercer destello, pero esta vez lo que aparece es un nuevo universo, en una imagen que contiene la totalidad de su pasado. Si miramos a través del agujero blanco del que acabamos de salir podremos ver la imagen del antiguo universo.
En otras palabras, en nuestro viaje habríamos roto dos barreras: la del espacio y la del tiempo. Por eso, a nuestra espalda podríamos ver aún el Universo original del que procedemos. Y delante, un universo nuevo, réplica del anterior pero con nosotros en Andrómeda, a dos millones de años luz de nuestro punto de partida.
MIRA EL VIDEO DEL VIAJE ATRAVES DE UN AGUJERO NEGRO
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