Crean violín con cuerdas de seda de araña

¿Qué se puede hacer con el hilo de seda de araña? Si hacemos caso a los científicos, el material es tan resistente que podríamos tener en los próximos años grandes avances en materia de tejidos artificiales o incluso para usos quirúrgicos. Desde hace unas horas, la tela de araña tiene un nuevo uso. Implementada como si fueran <strong>cuerdas para el violín, el material proveniente del insecto consigue un nuevo sonido para el instrumento musical.

El curioso experimento ha sido llevado a cabo a través del investigador japonés Shigeyoshi Osaki, de la universidad de Nara en Japón. Lo conseguido, utilizar miles de hilos de seda de araña para crear cuerdas de violín logrando un nuevo sonido, según Osaki, más suave y profundo que el de los violines tradicionales. La razón no es otra que la forma en la que el material ha sido tratado (en este caso retorcido) hasta tal punto que no ha quedado espacio libre entre cualquiera de las hebras. Para Osaki:

Los instrumentos de arco de cuerda como el violín han sido objeto de muchos estudios científicos. Sin embargo, no todos los detalles han sido aclarados, la mayoría no se han interesado en las propiedades de sus cuerdas.

Cuenta Osaki que ha estado estudiando desde hace varios años las propiedades mecánicas de la seda de araña. En particular lo que él mismo define como “dragline”. Para ello ha estado perfeccionando los métodos de obtención de grandes cantidades de seda en arañas criadas en cautividad. Alrededor de 300 hembras de la Nephila maculata, especie con capacidad de tejer tela extremadamente compleja.

Luego llegó el experimento. El investigador fabricó las cuerdas torciendo cerca de 5.000 hilos individuales de seda en una dirección con la que conseguía un paquete o manojo. Las cuerdas se prepararon entonces en otros tres grupos de manojos en la dirección opuesta. Luego midió la resistencia a la tracción con el fin de que no hubiera lugar al error y pudieran romperse durante un concierto, el factor crítico de cualquier violinista.

El resultado según Osaki es que las cuerdas de seda fueron capaces de soportar menos tensión antes de romperse que las de una cuerda tradicional de violín aunque más que la de una cuerda de aluminio recubierta de nailon. Un resultado que sugiere que esta característica de las cadenas les da una fuerza y tono único. Un hallazgo que podría dar con la construcción de nuevos tipos de materiales:

Al probarlo, varios violinistas profesionales informaron que las cadenas de araña generaban un timbre preferible, eran capaces de crear música nueva. Para los amantes de la música ofrece un tipo distintivo de timbre, un valor añadido.

Historia de la Tecnología: 40 años del Intel 4004

Si el desarrollo del transistor bipolar por los Laboratorios Bell en diciembre de 1947 supuso un antes y un después en la historia de la tecnología, convirtiendo a este dispositivo en la piedra angular de una infinidad de dispositivos electrónicos, hay otro componente, que hoy cumple cuarenta años, que también supuso una revolución porque fue capaz de integrar en un único chip funcionalidades complejas que debían realizarse mediante cientos de dispositivos discretos; hoy 15 de noviembre de 2011 rendimos nuestro particular homenaje al Intel 4004, el primer microprocesador en lanzarse al mercado tal día como hoy pero hace justo 40 años.

Desde que en 1947 se lanzase el transistor, o incluso antes con los tubos de vacío, las computadoras se construían mediante lógica discreta, es decir, se construían biestables y puertas lógicas mediante dispositivos discretos (transistores, resistencias, etc). En los años 60, la mejora de los procesos de fabricación (por su abaratamiento) propició el desarrollo de los circuitos integrados, es decir, incluir en un único chip conjuntos de circuitos que realizasen funciones concretas (puertas lógicas, biestables, etc), propiciando el desarrollo de sistemas mucho más complejos mediante la integración en una misma placa de este tipo de chips de baja o media escala de integración.

La mejora de los procesos de fabricación a finales de los años 60 y principios de los 70 desembocó en el desarrollo de chips que contenían muchos más transistores, abriendo la puerta a lo que se conoce como LSI (Large Scale of Integration) y al desarrollo de los primeros chips de memoria, aunque eran dispositivos algo caros y no muy extendidos en uso. Si tenemos en cuenta que para fabricar una CPU era necesario usar una cantidad de circuitos integrados bastante grande, la complejidad del desarrollo del hardware era evidente, aumentando la probabilidad de fallo y, sobre todo, el tamaño y el consumo de los sistemas (sirva como ejemplo las calculadoras de principios de los años 70 que estaban formadas por unos 100 circuitos integrados).

Con este caldo de cultivo, Intel, que en esa época se dedicaba a fabricar chips de memoria, decidió apostar por el desarrollo de un circuito integrado que aunase todas las funciones de una CPU bajo un único encapsulado. Fue Marcian “Ted” Hoff el que realizó el diseño teórico de la arquitectura a seguir en el año 1969, un diseño que serviría de base para encarar el proyecto en 1970 bajo el liderazgo de Federico Faggin, que provenía de Fairchild Semiconductor que fue contratado por Intel para dirigir el proyecto y desarrollar el microprocesador desde 1970 a 1971.

La experiencia de Faggin y todo lo que había aprendido en Fairchild Semiconductor fue fundamental para el desarrollo del proyecto y, nada más aterrizar, diseñó una metodología de trabajo, Random Logic Design, que consistía en trasladar las especificaciones funcionales a esquemas basados en puertas lógicas y que se seguiría usando en Intel para diseñar otros procesadores como el 8008 y el 8080.

En 1971, el Intel 4004 estaba listo con objeto de ser el “cerebro” de una calculadora de la marca Busicom (cuyo personal asistió a Faggin durante el desarrollo del Intel 4004 escribiendo el software de la calculadora). Este procesador contenía 2.300 transistores en una arquitectura de 4 bits, era capaz de realizar unas 60.000 operaciones por segundo, trabajando a una frecuencia de reloj de 700 KHz y todo ello en un encapsulado de 16 pines ofreciendo un juego de 46 instrucciones a los desarrolladores. La arquitectura del Intel 4004 estaba basada en la Arquitectura Harvard, es decir, la memoria de programas estaba separada de la de datos, si bien para reducir el número de pines, los buses de ambas memorias estaban multiplexados.

Además de desarrollar el microprocesador, los ingenieros de Intel desarrollaron también una familia de periféricos con los que poder ampliar las funcionalidades del procesador e integrarlos en aplicaciones más complejas. Con tal fin, se comercializaron circuitos como el 4001 (memoria ROM), el 4002 (memoria RAM) o el 4003 (un registro de desplazamiento), entre otros. Cada calculadora de Busicom necesitaba un procesador Intel 4004, dos integrados 4002, cuatro 4001 y tres 4003, un diseño que se realizó en menos de un año en lanzar al mercado.

Tras superar satisfactoriamente la prueba de Busicom y estar el cliente contento, Faggin le pidió a sus jefes que se usase el Intel 4004 en otras aplicaciones pero esto no era posible por el contrato de exclusividad que había firmado Intel con Busicom. Faggin le demostró al presidente de Intel, Robert Noyce, la viabilidad de usar este dispositivo en otras aplicaciones y que valía la pena negociar con Busicom. Afortunadamente ambas empresas llegaron a un acuerdo, Intel le devolvió a Busicom los 60.000 dólares que le había cobrado por el desarrollo del proyecto y así el chip podría venderse como un procesador de propósito general, algo que beneficiaría a Busicom porque, al aumentar la tirada de fabricación, cada unidad le costaría menos.

Así fue como el 15 de noviembre de 1971 el Intel 4004 llegó al mercado y, además de formar parte de algunas calculadoras, formó parte de muchos sistemas de control, incluyendo los de algunos sistemas de semáforos. Hoy en día, este procesador formado por 2.300 transistores (y pensemos que los Intel i5 de hoy en día llevan 560 millones) es toda una pieza de colección por la que se llegan a pagar unos 300 dólares en algunas subastas.

El Intel 4004 marcó todo un punto de inflexión y abrió la puerta al desarrollo de microprocesadores más potentes que, hoy en día, forman parte de muchísimas aplicaciones cotidianas. Para los que tengan curiosidad por ver los esquemas originales del que fue el primer procesador comercial de la historia, Intel tiene publicados en su web los esquemas originales, el manual de usuario y el datasheet original, un material que vale la pena revisar para comprender la complejidad del proyecto que se llevó a cabo hace 40 años.

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La cinta adhesiva definitiva ya es una realidad

Imaginaos si pudierais juntar en un sólo producto utópico y maravilloso todas las ventajas de la cinta adhesiva, el velcro y el pegamento ultrafuerte. No, no es un sueño, ni magia, ni superpoderes alienígenas, es una realidad que dentro de muy poco podremos disfrutar gracias a un equipo de científicos animales, los geckos y los insectos.

El secreto está en llenar la superficie de una textura similar a la de las extremidades de los geckos,“pelitos” minúsculos con puntas lisas que maximizan el contacto con todo tipo de superficies, independientemente de los rugosas que sean o de que estén mojadas.

A través de las fuerzas de Van de Waals se crea una unión increíblemente fuerte con la superficie, que luego puede separarse con un movimiento que cambia el sentido de los pelitos, así como con los pedales automáticos de una bici.

Pero además funciona también incluso bajo el agua, no deja residuos y al no basarse en productos químicos no se gasta y puede reutilizarse todas las veces que se quiera.

En la foto podéis ver la fortaleza que llega a tener este sistema, que permite que un miembro del equipo investigador de la Universidad de Kiel pueda colgar del techo usando una lámina de 20x20cm de este material.

Buenas noticias para todo el mundo, en especial para aquellos que quieran emular a Spiderman, ya sea por la adrenalina, el espectáculo o simplemente porque les sale más fácil entrarnos a robar por la ventana que por la puerta.

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Rayo X supermegahiper potente investigará el centro de la Tierra

Más complicado que explorar cuerpos a miles de unidades astronómicas, es saber cómo es el centro de nuestra propia Tierra; donde se gestan los campos magnéticos y los terremotos que tanto sufrimos. Los experimentos que buscan emular las condiciones que más o menos suponemos que hay allá abajo, son justamente eso: inexactos por desconocer las reales características de las primeras capas de la bola que habitamos.

Pero unas nuevas instalaciones de transmisión de rayos X podría mejorar este aspecto y dar una idea más fidedigna de lo que ocurre en el núcleo terráqueo. El European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), ubicadoGrenoble, Francia, está inaugurando su nuevo rayo ID24, que comenzará a ejecutar experimentos la próxima primavera (boreal). El aparato permitirá a los científicos registrar temperaturas y presiones exactas en los metales que interactúan en el centro del planeta y así estudiarlos y comprenderlos de mejor manera. De igual manera, se podrán estudiar nuevos catalizadores químicos y tecnología de baterías, entre otras reacciones atómicas.

Todo esto a través de un sincrotrón (un tipo de acelerador de partículas) con el que se aprovecha la radiación electromagnética de las partículas para generar imágenes científicas. Las fuentes de luz del sincrotrón implementa una serie de campos magnéticos para doblar dicha radiación en diferentes longitudes de onda de luz.

Opera lanzándole un intenso rayo X a una muestra y observando la manera en que absorben los rayos los átomos de los diferentes elementos al interior de la muestra.

La línea de luz posee detectores de germanio que pueden tomar hasta un millón de mediciones por segundo, según el ESRF. De esta manera, los científicos podrían tomar una pequeña muestra de hierro, ponerlo en la línea de luz y calentarla a las temperaturas del núcleo terrestre y ver qué sucede.

El ID24 es el primero de ocho nuevos rayos de luz del ESRF y forma parte de una mejora de US$245 millones.

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Por primera vez inyectan sangre cultivada en laboratorio a un humano

Hay mucha gente que la pasa mal donando sangre para alguien que lo necesita, pero cuánto peor lo pasa la persona que necesita donantes y además tiene un grupo sanguíneo escaso o poco compatible. Todo ello podría quedar en el pasado dentro de un tiempo, porque Luc Douay (de la Universidad Pierre y Marie Curie, en París) extrajo hemocitoblastos de la médula ósea de un voluntario y las hizo desarrollarse en glóbulos rojos a través de una serie de factores de crecimiento.

El equipo liderado por Douay etiquetó las células cultivadas para seguir su rastro e inyectó 10.000 millones de ellas (equivalentes a 2 mililitros de sangre) de vuelta al torrente del donante de médula. Los resultados fueron publicados en el periódico médico Blood.

Tras cinco días, entre un 94% y un 100% de las células continuaban circulando en el organismo del voluntario y A los 26 días, permanecía entre un 41% y un 63% de las células (que es una tasa normal para las células de sangre producida de manera normal). Las células de laboratorio respondieron tal como las normales, llevando oxígeno de manera efectiva a todo el cuerpo. Excelentes noticias para la medicina y la salud.

“Los resultados muestran una promesa de que hay una reserva ilimitada de sangre al alcance”, celebra Douay. Algo vital, sobre todo pensando en lugares del mundo que padecen de elevadísimas tasas de infección por VIH.

Ya existen otros intentos por sintetizar sangre a través de la creación de un sustituto artificial (en lugar de crear sangre natural de manera artificial), que serían muy útiles para guerras o terremotos, porque tiene la ventaja de no necesitar refrigeración. Pero ésta cuenta con la ventaja de que se asemejará mucho más a la real, disipando las inquietudes de seguridad que generan los productos artificiales.

El trabajo de Douay representa un gran salto, pero aún falta recorrer un largo camino antes de contar con una producción masiva de esta sangre. Por ejemplo, para realizar una transfusión a un paciente, se necesitarían 200 veces la cantidad de células utilizadas en este trabajo. No obstante, Robert Lanza, uno de los primeros en cultivar glóbulos rojos de laboratorio a gran escala, sostiene que el uso de células madre embrionarias podrían generar diez veces la cantidad lograda por Douay. ¡Júntense muchachos!

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El hombre ha creado 128.000 bombas atómicas

Un reciente informe sobre la proliferación nuclear ofrece cifras preocupantes sobre el número de artefactos explosivos nucleares que ha creado el hombre.

Más de 128.000 bombas atómicas se habrían construido desde 1945, un 98% de las cuales habrían sido obra de Estados Unidos de América y la Unión Soviética/Rusia. Aunque gracias a los tratados START y posteriores acuerdos que han puesto freno a la proliferación nuclear la cifra actual de bombas operativas ha descendido considerablemente, el problema sigue estando en que USA y Rusia así como otros selectos miembros del club atómico facilitan información sobre sus programas de armamento nuclear (Reino Unido y Francia) pero no existen datos sobre China, India, Pakistán, Israel, o Corea del Norte, lo que se calcula que sería desconocer un 2% del total del arsenal nuclear mundial.

El informe estima que en verano de 2010 los nueve miembros del club atómico poseían en sus arsenales alrededor de 22.400 armas intactas, el 95% de las cuales se reparten entre USA y Rusia.

El problema no sería el 3% que podrían tener países como Reino Unido o Francia, que parece poco probable que lleguen a hacer uso de esas armas con un carácter agresivo, sino en todo caso defensivo y/o disuasorio. Lo preocupante estaría en el uso que podrían hacer China, India, Pakistán, Israel, o Corea del Norte que en función de las circunstancias de una hipotética escalada bélica podrían emplear armamento atómico en un cantidad que se desconoce pero que en términos de mera estadística podría acercarse al centenar de armas por cada país.

Otro dato a tener en consideración por lo que se refiere a la forma de cuantificar el arsenal nuclear es que, por ejemplo, un bombardero B-52 o el “invisible” B-2 contarían cada uno de ellos como una única arma nuclear cuando 60 bombarderos serían capaces de transportar en total 1.136 bombas.

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Tratamiento infrarrojo destruye el cáncer sin las secuelas de la quimioterapia

Junto con lo complicado que es un cáncer en sí, una de las peores cosas que conlleva son los efectos secundarios de los tratamientos de quimioterapia y radiación, pero ahora un grupo de investigadores del Instituto Nacional del Cáncer (NCI) estadounidense desarrolló un proceso basado en luz que mata las células cancerígenas sin afectar el tejido a su alrededor.

El tratamiento -recientemente publicado en Nature Medicine- fue puesto a prueba en ratones y es mucho más preciso que otros que también se han basado en luces y tiene el potencial para reemplazar la quimioterapia y radioterapia, al tiempo que posiblemente podría ser utilizado para tratar un amplio rango de cánceres humanos.

Los científicos unieron anticuerpos para cánceres específicos con una tintura sensible al calor que daña células al ser expuestas a longitudes de onda lumínica específicas. Los anticuerpos reconocen las proteínas en el exterior de las células de cáncer, de manera que pueden atacarlas con precisión y facilidad, dejando intactas las células sanas. Una vez adheridos al cáncer, las moléculas sensibles al calor de los anticuerpos son activadas para hacer tu trabajo.

Tras varias pruebas con distintos fotosensibilizadores, el equipo liderado por Hisataka Kobayashi se inclinó por uno llamado IR700, que se activa en luz cercana a infrarrojo y además cuenta con fluorescencia, que facilita la observación del proceso.  Se le puso tres anticuerpos que se unen a tres proteínas distintas (HER2, que se manifiesta en algunos cánceres de mamas; EGFR, que aparece en algunos cánceres pulmonares, pancreáticos y de colon; y PSMA, que se presenta en cánceres prostáticos).

En la investigación, a los roedores se les implantó tumores y -según explican- las células cancerígenas se adherían a las proteínas anticuerpos y al ser expuestas a la luz infrarroja, morían.

Aún resta mucho trabajo por delante para llegar a verificar que el tratamiento funcione en humanos (por ejemplo, la proteína utilizada para el cáncer de mamas está presente en menos de la mitad de los tipos de este cáncer), pero aún así se vislumbra prometedor.

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