Arxius de la Categoria: :: Ciència

Nou sistema de filtratge per proporcionar aigua potable

Vicenç Llobet - Aigua Potable

A la Universitat Carnegie Mellon (Pittsburgh) han desenvolupat un nou procés que podria ser útil per poder proporcionar aigua potable a moltes regions en vies de desenvolupament.

Segons les Nacions Unides prop de 2.100 milions de persones no disposen d’accés a l’aigua potable i és aquí on entra en joc aquest nou procés, anomenat “Arena-F” amb el que, mitjançant un procediment de filtració – que està format per sorra i plantes que estan fàcilment disponibles en aquestes regions—podria abaratir costos per produir aigua potable.

Què és Arena-F?

Hi ha una planta, anomenada Moringa Oleifera –originària de la Índia i que també creix força bé en climes tropicals i subtropicals—que aporta un seguit de proteïnes a Arena-F.

Mitjançant l’extracció de les proteïnes de la llavor i adherir-les a la superfície de les partícules de sílice (que és el component principal de la sorra), es poden destruir els microorganismes adherint-se tant a partícules i a la matèria orgànica.

Aquests contaminants es poden rentar, deixant l’aigua neta i l’”Arena-F” preparada per poder ser reutilitzada.

Aquesta troballa, dels coautors Bob Tilton i Tood Przybycien, professors d’Enginyeria Química en la Carnegie Mellon, assenyalen que aquesta és una àrea on la complexitat pot portar al fracàs i que, és per això, que la tecnologia més simple podria ser la millor.

També cal destacar que aquesta tècnica tant és vàlida en zones on l’aigua és dura (alta concentració de minerals) com en zones on l’aigua és troba; pel que la seva aplicació tindria èxit a diferents regions amb diferents tipus d’aigües.

Circuits electrònics flexibles i elàstics

Vicenç Llobet - Circuits Elàstics

Fins a dia d’avui teníem coneixement de l’existència de circuits flexibles, sobretot els que són imprimibles. Ara, un grup d’investigadors del Centre Nacional de Nanociència i Tecnologia de la Xina han fabricat un material híbrid; que està fet en un 50% amb un polímer elàstic i l’altra 50% en metall líquid. Aquest nou material permet construir circuits elàstics sense cap problema.

Segons explica el coautor del projecte, Xingyu Jiang, aquests són els primers circuits electrònics flexibles que, al mateix temps, són altament conductius, resistents i elàstics. Són biocompatibles i amb la capacitat de poder ser fabricats a escala amb precisió microscòpica.

Aquest grup d’investigadors han nomenat al material com a “conductor polímer-metàl·lic” i aquest sorgeix de la combinació de dos components amb propietats molt diferents ja que, la part metàl·lica no és una part tradicional com pugui ser el coure, la plata o l’or, sinó que utilitzen Gal·li i Indi en forma de líquids espessos –denominats ensucrats—i que mantenen la conductivitat i la flexibilitat.

El polímer és un suport a base de silicona que permet fer de guia i estructura als metalls líquids. En conseqüència, utilitzant tècniques de serigrafia i modelat de microfluids, diuen que són capaços de reproduir qualsevol geometria bidimensional.

Aquests investigadors, segons expliquen a iScience, han aconseguit recrear nombroses aplicacions com ara sensors entre d’altres. Però també es van adonar que les característiques de cada circuit depèn de les propietats dels polímers. Per exemple, si els polímers són elàstics, el circuit serà elàstic; si el polímer és biodegradable, els circuits també ho seran i podrien ser candidats a ser implantats; si els polímers són electroactius, es podria obtenir com a resultat robots tous.

En tot aquest projecte, però, quedarà per veure la seva veritable viabilitat; però de segur que en tota la fase d’investigació i perfeccionament, sorgiran idees, conceptes i prototips molt interessants.

Foto: ScienceDirect

Còrnies impreses en 3D

Vicenç Llobet - Còrnia 3D

S’obre un nou camí en la ciència amb la creació de còrnies impreses amb 3D. Com se sap, avui en dia, un transplantament de còrnia és un procediment mèdic que és molt eficaç per poder tractar afeccions greus de la vista i que, amb el temps, poden comportar una pèrdua parcial o total de la visió.

Amb les actuals tècniques de transplantament de còrnies hi ha un problema i és que no n’hi ha masses disponibles; pel que les llistes d’espera són grans.

Aquest avanç científic permetrà escanejar l’ull i imprimir una còrnia nova en tant sols 10 minuts; fet que permetrà reduir considerablement les llistes d’espera.

Una màquina que imprimeix pell artificial al damunt de les ferides

Vicenç Llobet - Màquina per Imprimir Pell

No es tracta d’una tecnologia nova, la de crear pell artificial, però sí que ho és la d’aconseguir aplicar-la directament sobre el cos del pacient.

Com si es tractés d’un dispensador de cinta adhesiva, aquesta màquina crea pell artificial a partir d’un cartutx de gel. Aquest cartutx crea el gel a partir d’un compost de cèl·lules de pell, col·lagen i fibrina per ajudar a curar les ferides.

La problemàtica amb la pell sorgeix quan algú es fa una ferida, suficientment profunda, i aquesta ferida no es pot recuperar adequadament. És llavors quan els metges apliquen empelts de pell perquè la ferida es curi millor i, al mateix temps, protegeixi al pacient contra les infeccions.

Normalment s’apliquen autoempelts, on la pell prové del propi pacient; o al·loempelts, on la pell prové d’una altra persona. L’alternativa a tot això és la pell artificial creada a partir de diferents tipus de teixits i que el cos de la persona no rebutja.

Vicenç Llobet - Màquina per Imprimir Pell 2

Un mini-reactor nuclear per poder colonitzar mons

Vicenç Llobet - Mini-Reactor Nuclear

Es tracta d’un experiment, portat a terme per la NASA, i que l’han nomenat KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology). Aquest petit reactor nuclear, presentat durant una conferència en el Glenn Research Center pretén dotar d’energia a les futures colònies de persones a altres planetes; especialment a missions de llarga durada a la Lluna o a Mart.

L’experiment es va dur a terme en el lloc de seguretat nacional de Nevada de la NNSA (National Nuclear Security Administration).

En termes tècnics es tracta d’un sistema de de fissió nuclear petit i lleuger amb una capacitat de proporcionar fins 10 quilowatts d’energia elèctrica; energia suficient per a que puguin funcionar diferents diverses llars (amb un consum mitjà) durant uns 10 anys. Segons especifiquen, amb quatre unitats Kilopower es podria obtenir una energia suficient per establir un lloc avançat.

Segons explica Jim Reuter, administrador associat interí de la NASA per a la Direcció de Missió de Tecnologia Espacial (STMD) a Washington, en relació a Krusty:

L’energia segura, eficient i abundant serà la clau per a la futura exploració robòtica i humana. Espero que el projecte Kilopower sigui una part essencial de les arquitectures d’energia a la Lluna i a Mart a mesura que evolucionen.

Per al seu funcionament, utilitza un nucli de reactor d’Urani 235 sòlid i fos. Les canonades de calor passives de sodi transfereixen el calor del reactor als motors Stirling d’alta eficiència. Aquest motor converteix el calor en electricitat.

S’haurà de veure quina és l’evolució d’aquest projecte tant en matèria d’eficiència energètica com de seguretat i reciclatge dels residus, en aquest cas, de l’Urani 235.

Fibra de carbono a partir de plantes

Vicenç Llobet - Fibra de Carbono

Estem davant una situació en la que poder no és suficient anar canviant el xip cap a la utilització d’energies renovables. El nou repte està en canviar també la manera en que es fabriquen determinats materials i, en aquest cas, s’exposa en aquest article la fabricació de fibra de carbono a partir de vegetals.

De la mateixa manera que passa amb el plàstic, els compostos que permeten la fabricació de la fibra de carbono provenen del petroli. No és una tasca gens fàcil ja que, encara que cada vegada menys, el petroli és la base per a la fabricació de moltes matèries i costa molt fer el canvi cap a altres fórmules, matèries, etc.

Fent un repàs al procés actual, el compost que permet la fabricació de la fibra de carbono és el poliacrilonitril (elevant a molts graus la seva temperatura). Es tracta d’un polímer vinílic on la seva base és el acrilonitril. Aquest últim suposa una feina a nivell mediambiental ja que requereix bismut i molibdè –amb els que la seva producció genera residus tòxics—. En el procés també es generen compostos com l’acetonitril, àcid cianhídric i òxids de carbono.

Aquest fet obre una nova esperança en el món de la investigació des del que s’està investigant com utilitzar les plantes enlloc del petroli suposant, a més, un avantatge a nivell de costos. En aquest cas s’està investigant sobre la utilització del sucre com a matèria primera; concretament el sucre on, per aquests casos s’utilitzen parts que no utilitzem per al consum humà com ara les tiges i canyes de blat.

Vicenç Llobet - Fibra de Carbono - 2

Circuits electrònics impresos en 3D sobre la pell

Vicenç Llobet - Circuïts 3D Pell

Segons investigadors de la Universitat de Minnesota, una impressora 3D personalitzada i de baix cost ha servit per imprimir electrònica al damunt d’una mà. L’estudi l’han publicat a la revista “Advanced Materials”.

Amb la mateixa tècnica també han pogut imprimir, amb èxit, cèl·lules biològiques en la ferida de la pell d’un ratolí; fet que obre les portes a nous tractaments mèdics per a poder cicatritzar ferides i a poder imprimir directament empelts per a trastorns de la pell.

L’exèrcit s’ha afanyat a trobar aplicacions per al camp de batalla on, mitjançant la impressió de sensors temporals als soldats, els podria permetre detectar agents químics o aplicar multicapes per obtenir propietats de cel·les fotovoltaiques per poder carregar components electrònics.

Aquesta tècnica d’impressió en 3D aporta una altra característica única, ni més ni menys la utilització d’una tinta especialitzada feta amb flocs de plata que poden curar i permetre conductivitat a temperatura ambient. Així ho explica Michael McAlpine, autor principal de l’estudi i professor associat d’enginyeria mecànica de la Universitat de Minnesota Benjamin Mayhugh.

Estem entusiasmats amb el potencial d’aquesta nova tecnologia d’impressió 3D que utilitza una impressora portàtil i lleugera que costa menys de 400 dòlars. Imaginem que un soldat podria treure aquesta impressora d’una motxilla i imprimir un sensor químic o altres productes electrònics que es necessitin, directament al damunt de la pell. Seria com una “navalla Suïssa” del futur amb tot el que necessiten … un tot en un.

Per retirar els components electrònics impresos en 3D al damunt de la pell, només cal extreure-ho amb unes pinces o netejar-lo amb aigua.

 

Bombetes que destruirien el virus de la grip

Vicenç Llobet - Bombetes Ultraviolades

Un grup d’investigadors del Centre Mèdic de La universitat de Columbia (Estats Units), han dissenyat unes bombetes de llum que emeten, en unes dosis contínues molt baixes, radiació ultraviolada llunyana (far-UVC); és a dir, d’una longitud d’ona que va des del 200 als 122 nanòmetres –més propera als rajos X que no pas a la llum visible–.

Aquestes bombetes, gràcies a la seva emissió de llum ultraviolada de les característiques mencionades anteriorment, tenen la capacitat d’acabar amb el virus de la grip que circula per l’aire.

La radiació ultraviolada és un agent antibacterià i antivíric, ja que trenca la seva cadena d’ADN; però en dosis elevades també és dolenta per a l’ésser humà. La radiació d’aquestes bombetes està ajustada per evitar aquest darrer efecte.

Una tecnologia idònia per a llocs crítics

Les infeccions i els contagis són un mal de cap en entorns com ara els hospitals. Llocs on les persones, pel sol fet d’estar malaltes, poden tenir el seu nivell de defenses baix i, per tant, tenen una vulnerabilitat més alta per contagiar-se amb altres agents.

Per posar més exemples podríem catalogar escoles, aeroports, espais tancats com ara avions, sales d’espera, etc. Tots ells són espais amb una gran concentració de persones.

Cal recordar que un refredat no es contagia pel sol fet de caminar pel carrer i sota un entorn fred, sinó pel fet de tancar-nos en espais més càlids on els virus i bacteris pul·lulen al seu aire entre persona i persona.

Doncs bé, precisament aquests són els espais on seria important instal·lar aquest tipus de bombetes perquè, amb els seus efectes, destruïssin els virus i bacteris que campen al seu aire i limités la seva transmissió i propagació.

Encara, però, manca investigar una mica més en diferents entorns per convertir aquesta investigació en un producte real de mercat.

13.800 milions d’anys d’història de l’Univers – Timelapse

Vicenç Llobet - Timelapse Univers

Avui mostraré un vídeo, realitzat pel youtuber John D.Boswell, on es mostren els 13.800 milions d’anys de la història de l’Univers en tan sols 10 minuts. El que ha fet aquest youtuber és comprimir cada 22 milions d’anys en un segon per obtenir aquest meravellós vídeo.

Aquest timelapse mostra l’evolució de l’Univers des del big-bang fins a l’aparició de l’Homo Sapiens.

Al llarg del vídeo apareixen narracions fetes pel Brian Cox, Carl Sagan i David Attenborough. Totes les fonts de vídeo són de la NASA, Voyage of Time, Cosmic Voyage y Wonders of the Universe entre altres.

Boswell explica:

Espero que veure aquest experiment en humilitat et faci reflexionar sobre la gran quantitat d’eres sense testimonis que han passat abans de que ens trobéssim, i la brevetat de la nostra existència en comparació.