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Cómo encontrar bacterias alienígenas

31.12.2014

Se ha inventado un microsensor que es capaz de distinguir un microorganismo vivo de otra materia orgánica. Es posible que ayude a descubrir formas de vida desconocidas en otros planetas.

¿Cómo se originó la vida en la Tierra? Ya sea que nuestro planeta represente un caso único o que la materia viva sea un fenómeno típico en el universo, la ciencia moderna aún no ha dado una respuesta a esta pregunta. Hay proyectos para buscar civilizaciones extraterrestres, como SETI. Al analizar la emisión de radio del espacio, los investigadores están tratando de aislar las señales que podría dejar una civilización altamente desarrollada.

Otro enfoque es buscar rastros de materia orgánica en los planetas y otros cuerpos espaciales. Las sondas que se envían fuera de la Tierra están equipadas con varios detectores que pueden detectar si hay ciertas moléculas orgánicas en el área de estudio. Si se encuentran rastros de aminoácidos en muestras tomadas, por ejemplo, del suelo marciano, esto servirá como evidencia muy fuerte de la existencia de vida en el planeta.

¿Y qué hacer cuando la tarea es detectar no solo moléculas orgánicas, sino encontrar organismos vivos desconocidos? Tomar una foto de un hombre verde sin duda sería un gran éxito, pero ¿qué pasa con las formas de vida no tan altas?

Investigadores de universidades de Bélgica y Suiza han ideado una nueva forma de distinguir lo vivo de lo no vivo, incluso si es muy, muy pequeño. La idea es que cualquier objeto vivo, sin importar de qué planeta, debe moverse y, por lo tanto, crear ciertas vibraciones. Recordemos las famosas tomas de la película "Jurassic Park", cuando las ondas de agua en un vaso advertían del acercamiento de un gran dinosaurio. Los pasos pesados del depredador causaron vibraciones en el suelo, que fueron transmitidas por el objeto circundante. Resulta que si en lugar de un dinosaurio solo hay una bacteria unicelular, todavía es posible escuchar sus "pasos".

Los inventores tomaron la idea de un microsensor de este tipo de la microscopía de fuerza atómica, un método para estudiar la superficie de los materiales que le permite ver incluso átomos individuales. El principio del método es similar a la reproducción del sonido de un disco de gramófono, donde la aguja se mueve a lo largo de la pista de sonido y oscila de acuerdo con su perfil. Se coloca una sonda sensible especial (en voladizo) en un espacio donde puede haber organismos vivos. Si una bacteria se mete en la sonda, los procesos biológicos de este organismo se mostrarán como un aumento en la oscilación de la sonda. Para que el dispositivo comprenda si "sintió" un objeto vivo, es suficiente aproximadamente media hora de trabajo en el aire o en un volumen microscópico de líquido.

Los desarrolladores probaron su dispositivo en varias muestras de suelo y agua tomadas cerca del campus. Comparando la señal de la sonda con microorganismos vivos con la señal después de su destrucción con un antibiótico, logramos ver una clara diferencia en la naturaleza de las oscilaciones de la sonda.

Hasta ahora, la principal aplicación de dicho dispositivo se ve en la industria farmacéutica, para la evaluación rápida de la eficacia de los medicamentos. Si la sonda con bacterias adheridas dejaba de detectar vibraciones, entonces el medicamento funcionaba y las células originales morían.

Este enfoque puede acelerar significativamente los análisis en comparación con los métodos utilizados en la actualidad. Y si tal idea echará raíces para el estudio de la vida extraterrestre, el tiempo lo dirá.

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Máquina para aclarar flores en jardines. 02.05.2024

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Microscopio infrarrojo avanzado 02.05.2024

Los microscopios desempeñan un papel importante en la investigación científica, ya que permiten a los científicos profundizar en estructuras y procesos invisibles a simple vista. Sin embargo, varios métodos de microscopía tienen sus limitaciones, y entre ellas se encuentra la limitación de resolución cuando se utiliza el rango infrarrojo. Pero los últimos logros de los investigadores japoneses de la Universidad de Tokio abren nuevas perspectivas para el estudio del micromundo. Científicos de la Universidad de Tokio han presentado un nuevo microscopio que revolucionará las capacidades de la microscopía infrarroja. Este instrumento avanzado le permite ver las estructuras internas de las bacterias vivas con una claridad asombrosa en la escala nanométrica. Normalmente, los microscopios de infrarrojo medio están limitados por la baja resolución, pero el último desarrollo de investigadores japoneses supera estas limitaciones. Según los científicos, el microscopio desarrollado permite crear imágenes con una resolución de hasta 120 nanómetros, 30 veces mayor que la resolución de los microscopios tradicionales. ... >>

Trampa de aire para insectos. 01.05.2024

La agricultura es uno de los sectores clave de la economía y el control de plagas es una parte integral de este proceso. Un equipo de científicos del Consejo Indio de Investigación Agrícola-Instituto Central de Investigación de la Papa (ICAR-CPRI), Shimla, ha encontrado una solución innovadora a este problema: una trampa de aire para insectos impulsada por el viento. Este dispositivo aborda las deficiencias de los métodos tradicionales de control de plagas al proporcionar datos de población de insectos en tiempo real. La trampa funciona enteramente con energía eólica, lo que la convierte en una solución respetuosa con el medio ambiente que no requiere energía. Su diseño único permite el seguimiento de insectos tanto dañinos como beneficiosos, proporcionando una visión completa de la población en cualquier zona agrícola. "Evaluando las plagas objetivo en el momento adecuado, podemos tomar las medidas necesarias para controlar tanto las plagas como las enfermedades", afirma Kapil. ... >>

La amenaza de los desechos espaciales al campo magnético de la Tierra 01.05.2024

Cada vez más oímos hablar de un aumento en la cantidad de basura espacial que rodea nuestro planeta. Sin embargo, no son sólo los satélites y las naves espaciales activos los que contribuyen a este problema, sino también los desechos de misiones antiguas. El creciente número de satélites lanzados por empresas como SpaceX no sólo crea oportunidades para el desarrollo de Internet, sino también graves amenazas a la seguridad espacial. Los expertos ahora están centrando su atención en las posibles implicaciones para el campo magnético de la Tierra. El Dr. Jonathan McDowell, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, destaca que las empresas están desplegando rápidamente constelaciones de satélites y que el número de satélites podría crecer hasta 100 en la próxima década. El rápido desarrollo de estas armadas cósmicas de satélites puede conducir a la contaminación del entorno de plasma de la Tierra con desechos peligrosos y una amenaza a la estabilidad de la magnetosfera. Los restos metálicos de los cohetes usados pueden alterar la ionosfera y la magnetosfera. Ambos sistemas desempeñan un papel clave en la protección de la atmósfera y el mantenimiento ... >>

Solidificación de sustancias a granel. 30.04.2024

Hay bastantes misterios en el mundo de la ciencia y uno de ellos es el extraño comportamiento de los materiales a granel. Pueden comportarse como un sólido pero de repente se convierten en un líquido que fluye. Este fenómeno ha llamado la atención de muchos investigadores, y quizás por fin estemos más cerca de resolver este misterio. Imagínese arena en un reloj de arena. Por lo general, fluye libremente, pero en algunos casos sus partículas comienzan a atascarse, pasando de líquido a sólido. Esta transición tiene implicaciones importantes para muchas áreas, desde la producción de drogas hasta la construcción. Investigadores de EE.UU. han intentado describir este fenómeno y acercarse a su comprensión. En el estudio, los científicos realizaron simulaciones en el laboratorio utilizando datos de bolsas de perlas de poliestireno. Descubrieron que las vibraciones dentro de estos conjuntos tenían frecuencias específicas, lo que significa que sólo ciertos tipos de vibraciones podían viajar a través del material. Recibió ... >>

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Baterías de litio-azufre para vehículos eléctricos 02.12.2013

Empleados del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EE. UU.) han creado un prototipo de laboratorio de una batería de litio-azufre (Li-S), que tiene el doble de densidad de energía en comparación con las baterías de iones de litio.

La nueva batería proporciona más de 1500 ciclos de carga y descarga con una pérdida de capacidad mínima. Este es el ciclo de vida más largo para este tipo de batería hasta la fecha. La demanda de baterías de alta capacidad para vehículos híbridos y totalmente eléctricos está impulsando a los científicos a buscar nuevos tipos de baterías que puedan proporcionar a los vehículos un mayor alcance que las populares baterías de iones de litio de la actualidad.

Para que un coche eléctrico pueda recorrer al menos 450 km con una sola carga, la energía específica que produce la batería debe ser de 350 a 400 W h/kg. Sin embargo, las modernas baterías de iones de litio proporcionan solo la mitad de esta energía. Otro requisito importante: las baterías deben proporcionar alrededor de 1000-1500 ciclos de carga y descarga sin una pérdida de energía significativa.

Prototipos de baterías creadas en el laboratorio. Lawrence, potencialmente brindan la posibilidad de crear vehículos eléctricos con una autonomía equivalente a la gama de automóviles con unidades de gasolina. Al mismo tiempo, los vehículos eléctricos son fundamentalmente diferentes en el sentido de que tienen cero emisiones. En condiciones de laboratorio, la batería de litio-azufre generó más de 500 Wh/kg durante la fase de prueba inicial y proporcionó una producción de energía del orden de 300 Wh/kg después de pasar 1000 ciclos de carga/descarga.

Actualmente, el equipo de desarrollo está buscando apoyo para continuar con el trabajo de mejora de las baterías de litio-azufre. Los científicos también deben resolver los problemas de una utilización más completa del azufre, problemas de funcionamiento extremo de las baterías, etc.

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