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Circuitos biodegradables podrían permitir mejores interfaces neurales y tatuajes de LEDs

Instalando delgados y flexibles circuitos electrónicos de silicio sobre sustratos de seda, los investigadores han logrado que esta electrónica se disuelva casi totalmente en el interior del cuerpo. Hasta el momento, el grupo de investigación ha demostrado que es posible construir conjuntos de transistores sobre una película delgada de seda. Mientras que los artefactos electrónicos por lo general deben estar encapsulados para protegerlos del cuerpo, estos circuitos no necesitan protección, y la seda: permite que la electrónica se ajuste a los tejidos biológicos. La seda se deshace con el tiempo, y los circuitos de fino silicio que quedan no causan irritación debido a que tienen sólo unos nanómetros de espesor.

“Los dispositivos médicos actuales están muy limitados por el hecho de que la electrónica activa tiene que ser ‘enlatada’ o aislada del cuerpo, y están construidos de silicio rígido”, dice Brian Litt, profesor asociado de neurología y bioingeniería en la Universidad de Pennsylvania. Litt, que está trabajando con el grupo de silicio sobre seda para desarrollar aplicaciones médicas de los nuevos dispositivos, dice que ellos pueden interactuar con tejidos de nuevas maneras. El grupo está desarrollando LEDs de silicio-seda que podrían actuar como fototatuajes para mostrar las lecturas de azúcar en la sangre, así como conjuntos de electrodos ajustables a los tejidos que puedan interactuar con el sistema nervioso.

El año pasado, John Rogers, profesor de Ciencias de los Materiales e Ingeniería en el Instituto Beckman de la Universidad de Illinois en Champaign-Urbana, desarrolló circuitos de silicio flexibles y elásticos cuyo rendimiento es similar al de sus homólogos rígidos. Para hacer que estos dispositivos fueran biocompatibles, el laboratorio de Rogers colaboró con Fiorenzo Omenetto y David Kaplan, profesores de Bioingeniería en la Universidad Tufts en Medford, MA, que el año pasado informaron haber realizado dispositivos ópticos nanoestructurados con proteínas del capullo del gusano de seda.

Para hacer los dispositivos, los transistores de silicio de un milímetro de longitud y 250 nanómetros de espesor se juntan en un sello de estampado y luego se transfieren sobre la superficie de una fina película de seda. La seda sostiene a cada dispositivo en su lugar, incluso después de que la matriz se implanta en un animal y es humedecida con solución salina, haciendo que se ajuste a la superficie del tejido. En un artículo publicado en la revista Applied Physics Letters, los investigadores informan que estos dispositivos se pueden implantar en animales sin efectos adversos. Y la performance de los transistores sobre la seda no sufre disminución dentro el cuerpo.

“La seda es lo bastante fuerte mecánicamente como para actuar como un apoyo, pero si se vierte agua sobre ella, se adapta a la superficie del tejido”, dice Omenetto. La seda ya está aprobada por la Food and Drug Administration de EEUU para su uso en implantes médicos y se descompone por completo en el cuerpo, dejando subproductos inocuos. Las telas de seda son flexibles y se pueden enrollar y luego desplegar durante la cirugía, lo que facilita el trabajo de los cirujanos. Ajustando las condiciones del proceso que se utiliza para la fabricación de las películas, los investigadores de Tufts pueden controlar la velocidad a la que se degradan las películas, desde inmediatamente después de la implantación a años.

La biocompatibilidad del silicio no está tan bien establecida como la de la seda, aunque hasta ahora todos los estudios han demostrado que el material es seguro. Parece que depende del tamaño y la forma de las piezas de silicio, por lo que el grupo está trabajando para minimizarlas. Estos dispositivos también requieren conexiones eléctricas de oro y titanio, que son biocompatibles, pero no biodegradables. Rogers está desarrollando conexiones eléctricas biodegradables para que sólo quede como resto el silicio.

En la actualidad, el grupo está diseñando electrodos hechos en seda como interfaces para el sistema nervioso. Litt dice que los electrodos construidos sobre seda se podrían integrar mucho mejor con los tejidos biológicos que los electrodos existentes, que, o bien atraviesan el tejido, o bien se apoyan sobre él. Los electrodos se podrían envolver alrededor de los nervios periféricos individuales para ayudar al control de las prótesis. Se podrían usar matrices de electrodos de seda para aplicaciones tales como la estimulación cerebral profunda, que se utiliza para controlar los síntomas del Parkinson, con la capacidad de ajustarse a los canales del cerebro y llegar a regiones inaccesibles. “Sería agradable ver que la sofisticación de los dispositivos se pone al día con la sofisticación de nuestra ciencia básica, y esta tecnología podría realmente cerrar esa brecha”, afirma Litt.

Fuente: Tecnology Revew. Aportado por Eduardo J. Carletti

Hace casi 100 años, los científicos detectaron los primeros signos de rayos cósmicos (partículas subatómicas, mayormente protones, que atraviesan velozmente el espacio, casi a la velocidad de la luz). Los rayos cósmicos más energéticos impactan con la energía de una bola de béisbol viajando a casi 160 km/h, incluso aunque sean más pequeños que un átomo. Los astrónomos se preguntaban qué fuerza natural podría acelerar las partículas a tales velocidades. Nuevas pruebas, procedentes del conjunto de telescopios VERITAS, demuestran que los rayos cósmicos están posiblemente impulsados por estrellas en explosión y por “vientos” estelares

Estos hallazgos se publicaron en la edición en línea del 1 de noviembre de 2009 de la revista Nature y se presentan en una conferencia de prensa en el Simposio Científico de Fermi, en Washington, DC.

Buscando el origen de los rayos cósmicos

Los rayos cósmicos más raros portan 100.000 millones de veces la energía generada por cualquier acelerador de partículas de la Tierra. El término histórico “rayo cósmico” es equívoco, dado que se trata de partículas individuales, no de un rayo o chorro. Los astrónomos han ideado ingeniosos métodos para detectar rayos cósmicos que impactan en la atmósfera de la Tierra. No obstante, detectar rayos cósmicos desde cierta distancia requiere mucho esfuerzo.

VERITAS ha encontrado nuevas pruebas de rayos cósmicos en la “Galaxia del Cigarro”, también conocida como Messier 82 (M82), la cual está situada a 12 millones de años luz de la Tierra, en la dirección de la constelación Ursa Major, la Osa Mayor.

“Este descubrimiento ha sido predicho durante casi 20 años, pero hasta ahora ningún instrumento era lo bastante sensible para verlo”, dijo Wystan Benbow, astrofísico del Observatorio Astrofísico Smithsoniano. Benbow coordinó este proyecto para la colaboración VERITAS (de las siglas en inglés para Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System, Sistema del Conjunto de Telescopios de Imagen de Radiación Muy Energética).

Las observaciones de VERITAS apoyan sólidamente la teoría largamente sustentada que dice que las supernovas y los vientos estelares procedentes de las estrellas masivas son los aceleradores predominantes de las partículas de los rayos cósmicos. Las galaxias con altos niveles de formación estelar, como M82, también conocidas como galaxias de “estallido estelar” (starburst galaxies), tienen un gran número de supernovas y estrellas masivas. Si la teoría se mantiene, entonces las galaxias de estallido estelar deberían contener más rayos cósmicos que las galaxias normales. El descubrimiento de VERITAS confirma tal expectativa, indicando que la densidad de rayos cósmicos en M82 es aproximadamente 500 veces la media de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

“Este descubrimiento proporciona una visión fundamental acerca del origen de los rayos cósmicos”, dice Rene Ong, profesor de física en la Universidad de California en Los Ángeles, y vocero de la colaboración VERITAS.

Usando rayos gamma para inferir rayos cósmicos

VERITAS no podía detectar directamente rayos cósmicos de M82 debido a que están atrapados dentro de la Galaxia del Cigarro. En lugar de esto, VERITAS buscó pistas para la presencia de rayos cósmicos: los rayos gamma. Los rayos gamma son la forma de luz más energética, mucho más que la luz ultravioleta o incluso que los rayos X. Cuado un rayo cósmico interactúa con el gas interestelar, la radiación dentro de M82, produce rayos gamma, los cuales pueden escapar de su galaxia y llegar a los detectores terrestres.

Llevó dos años de dedicada recolección de datos extraer la débil señal procedente de M82.

“Sabíamos que la detección de M82 tendría importantes implicaciones científicas. Como resultado, programamos una exposición excepcionalmente larga inmediatamente después que el experimento estuvo completamente operativo”, dijo Benbow. “Los datos tenían que ser meticulosamente analizados para extraer la señal de rayos gamma, la cual es aproximadamente un millón de veces menor que el ruido de fondo. Aunque la señal es sólo una diminuta fracción de los datos, realizamos muchos chequeos buscando posibles sesgos y confiamos en que la señal es genuina”.

“La detección de M82 indica que el Universo está lleno de aceleradores de partículas naturales y, conforme continúen avanzando los observatorios de rayos gamma terrestres, hacer nuevos descubrimientos será inevitable”, dijo Martin Pohl, profesor de física de la Universidad Estatal de Iowa que ayudó a dirigir el estudio. El observatorio de rayos gamma de muy alta energía de la próxima generación, AGIS (Advanced Gamma-ray Imaging System, del inglés para Sistema Avanzado de Imagen de Rayos Gamma), ya está en desarrollo.

Fuente: El Mensajero de los Astros. Aportado por Eduardo J. Carletti

Una gigantesca concentración de galaxias, situada a una distancia de 7.000 millones de años luz de la Tierra, ha sido descubierta por un equipo de astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO)

El hallazgo ha sido posible gracias a la combinación de dos de los más poderosos telescopios mundiales, el VLT, situado en el desierto de Atacama, en Chile y el Telescopio Subaru en el observatorio Mauna Kea en Japón.

“La materia no está distribuida de forma uniforme en el Universo. En nuestro ‘vecindario cósmico’, las estrellas forman galaxias y las galaxias forman agrupaciones”, explica Masayuki Tanaka, responsable del estudio. “La teoría más aceptada es que la materia también puede acumularse en las llamadas ‘redes cósmicas’, en las que las galaxias, encajadas unas con otras a través de filamentos crean gigantescas estructuras”.

Estos filamentos, que tienen millones de años luz de longitud, constituyen el esqueleto del Universo; las galaxias se agrupan en torno a ellos al tiempo que inmensas agrupaciones cósmicas se forman en sus intersecciones, a la espera de más materia para digerir.

Los científicos intentan ahora determinar cómo nacen estas agrupaciones. Aunque grandes estructuras de este tipo habían sido observadas a poca distancia de la Tierra, no existían pruebas sólidas de su existencia en regiones distantes.

El hallazgo permitirá a los investigadores profundizar en el conocimiento de la red de galaxias en el universo. Para desentrañar esta ‘red cósmica’ el grupo de astrónomos ha medido la distancia que separa a la Tierra de 150 galaxias, lo que ha permitido obtener una reconstrucción tridimensional de la estructura.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información:

• Shedding Light on the Cosmic Skeleton

Se anunciaron en la Convención Mundial de Fantasía en San José el 29 de octubre de 2009

Los Science Fiction and Fantasy Translation Awards (Premios de Traducción de Ciencia Ficción y Fantasía) serán entregados a obras de ficción especulativa en lengua extranjera traducidas al Inglés. Se espera entregar los primeros premios en el 2011, para las obras publicadas en el 2010.

Se presentarán dos premios: uno para la literatura en forma larga (40.000 palabras y más) y la otra para la forma corta. Tanto los autores como los traductores de las obras ganadoras recibirán un trofeo y un premio en efectivo. El crítico y blogger Cheryl Morgan, que es uno de los organizadores, dice: “En mis funciones en el blog del sitio web sobre los Premios de Ciencia Ficción (Science Fiction Awards Watch), veo que en todos los países del mundo se dan premios a la ficción traducida. Sólo en los países de habla inglesa no se premia a las traducciones. Nuestro objetivo es cambiar eso”.

Los organizadores están en el proceso de creación de una organización no lucrativa para administrar los premios. Más información disponible en www.sfftawards.org.

Fuente: Locus. Aportado por Eduardo J. Carletti