10 avances científicos recientes que señalan el futuro

Todos los días se hacen descubrimientos científicos que están cambiando el mundo en el que vivimos. Esta lista contiene algunas innovaciones científicas locas, y todas se hicieron en junio de 2013. Desde la física a la medicina y la biología, las siguientes historias seguramente harán estallar tu mente. Los avances tecnológicos y médicos que la mayoría de las personas creían que nunca ocurrirían en su vida, y mucho menos en este momento, son reales y continúan desarrollándose. Estos descubrimientos traen consigo una gran cantidad de nuevas tecnologías y técnicas que solo crecerán y mejorarán con el tiempo para hacer del mundo un lugar mejor para vivir.

10 telekinesis

Ser capaz de controlar el movimiento de los objetos puede parecer el argumento de una novela de ciencia ficción, pero gracias a los investigadores de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de Minnesota, ahora es una realidad. Utilizando una técnica no invasiva conocida como electroencefalografía que aprovecha las ondas cerebrales, cinco estudiantes pudieron controlar el movimiento de un helicóptero.

Al mirar en dirección opuesta al helicóptero, los estudiantes pudieron mover el vehículo en varias direcciones al imaginarse a sí mismos moviendo la mano izquierda, la mano derecha y ambas manos. Después de algún tiempo y entrenamiento, los participantes pronto pudieron obtener el helicóptero para realizar varias maniobras, incluido el paso a través de anillos con una imagen del vuelo que se les mostró en una pantalla. Los investigadores esperan expandir esta nueva tecnología de ondas cerebrales no invasivas para restaurar el movimiento, la audición y la vista en pacientes que sufren parálisis o neurodegeneración.

9 resonancia magnética cardíaca

La antraciclina es una forma efectiva de quimioterapia, pero se ha demostrado que daña gravemente los corazones de muchos niños que reciben tratamiento. Hasta ahora, la mayoría de los niños que sufren este daño cardíaco encuentran que sus paredes se adelgazan y, para cuando se les diagnostica, generalmente es demasiado tarde para hacer algo al respecto. Los ultrasonidos con frecuencia omitirían el defecto cardíaco hasta años después del tratamiento, una vez que el daño irreversible ya había pasado factura.

Pero una nueva técnica se dio a conocer el 10 de junio. A través de pruebas exhaustivas, se ha demostrado que la T1 MRI es más precisa, más eficiente y más segura que las técnicas existentes utilizadas para detectar enfermedades cardíacas en niños. Los médicos han podido ver los defectos cardíacos de la infancia más temprano y más eficazmente que con los ultrasonidos (que erróneamente muestran que los corazones están perfectamente bien). Este es un gran avance médico para la detección de enfermedades cardíacas en la primera infancia.

8 electrólisis eficiente (división de agua salada)

En la carrera por encontrar combustibles alternativos eficientes y abundantes, los investigadores siempre han encontrado un obstáculo al tratar de encontrar un método eficiente de dividir el agua de mar para producir combustible de hidrógeno. El 10 de junio, un equipo del Centro de Excelencia para la Ciencia de los Electromateriales del Consejo de Investigación de Australia reveló un catalizador que puede dividir el agua del océano con muy poca energía necesaria.

El catalizador se ha transformado en una película plástica flexible que absorbe y utiliza la energía obtenida de la luz para oxidar el agua de mar. A diferencia de los métodos actuales que requieren una gran cantidad de energía para oxidar el agua, este método produciría suficiente energía para alimentar el hogar y el automóvil promedio durante un día completo utilizando solo 5 litros (1.3 gal) de agua de mar. La película contiene moléculas de clorofila sintética para aprovechar la energía del sol de la misma manera que las hojas de muchas plantas. Tampoco hay inconvenientes químicos para usar este método, a diferencia del método actual de división de agua que emite nubes de gas de cloro venenoso.

Este método eficiente y efectivo podría reducir en gran medida el costo del combustible de hidrógeno, permitiéndole ser un combustible alternativo competitivo a la gasolina en el futuro.

7 baterías minúsculas

Con la reciente invención de las impresoras 3D, el cielo es el límite para los tipos de objetos complejos y complejos que puede crear. El 18 de junio, se anunció que un equipo de investigadores de Harvard y la Universidad de Illinois podían sintetizar una batería de iones de litio más pequeña que un grano de arena y menos del ancho de un cabello humano.

Los investigadores pudieron lograr este asombroso logro a través de la delicada capa de una red de electrodos entrelazados. Después de completar un diseño 3-D en la computadora, la impresora utiliza tintas líquidas hechas especialmente que contienen electrodos diseñados para endurecerse inmediatamente una vez que llegan al aire. El dispositivo puede servir para una amplia gama de usos debido a su tamaño.

Antes de esta batería, la existencia de objetos alimentados por baterías increíblemente pequeños era muy reducida. Esto se debe a que los dispositivos diseñados para ser baterías increíblemente pequeñas requeridas eran tan grandes como para dar energía subsiguiente o se les entregaron baterías increíblemente pequeñas que carecían de una potencia sustancial. La impresora 3D utiliza las tintas y un diseño detallado de un programa de computadora para poder crear las microbaterías.

6 partes del cuerpo de bioingeniería

El 6 de junio, un grupo de médicos de la Universidad de Duke implantó con éxito el primer vaso sanguíneo de bioingeniería en un paciente vivo. Aunque la bioingeniería ha estado avanzando rápidamente, este procedimiento fue el primer implante exitoso de cualquier parte del cuerpo con bioingeniería sintética.

Implantada en un paciente que padece las etapas finales de la enfermedad renal, la vena se había sintetizado a partir de células humanas donadas que luego se desarrollaron en un andamio. Con el fin de evitar que cualquier anticuerpo en el paciente ataque al vaso extraño, se eliminaron las cualidades que podrían desencadenar el ataque. La vena ha demostrado ser más exitosa en las pruebas que los implantes sintéticos o de origen animal porque no son propensos a la coagulación y no presentan riesgo de infección durante la cirugía.

Increíblemente, las venas están hechas de los mismos materiales flexibles a los que están conectadas e incluso asumen las propiedades de su entorno celular y otras venas.Con el éxito de este procedimiento, este campo emergente tiene enormes implicaciones para futuros usos en el mundo médico. Pronto, los médicos esperan ser venas de bioingeniería para enfermedades del corazón y tal vez incluso ir a bioingeniería de órganos completos o partes del cuerpo.

5 La partícula de los cuatro quarks

La búsqueda de la explicación del nacimiento de nuestro universo se está calentando después del anuncio del 18 de junio de la confirmación de una partícula que tiene cuatro quarks. Si bien esto puede parecer poco importante, para los físicos, el hallazgo ha dado lugar a nuevas explicaciones y teorías sobre cómo se creó la materia por primera vez. Antes de esta observación, la explicación para la creación de materia era limitada, ya que se habían encontrado partículas con solo dos o tres quarks.

Los científicos han llamado a esta nueva partícula Zc (3900), y suponen que se hizo en los primeros segundos increíblemente calientes después del Big Bang. Después de algunos años de complicadas ecuaciones matemáticas de la colaboración de BaBar en el Laboratorio de Acelerador Nacional SLAC (afiliado a la Universidad de Stanford), los científicos que trabajan en el Colisionador de Positrones Electrónicos de Beijing (BEPCll) notaron esta partícula en varias ocasiones. Debido a que los científicos no son nada si no son generosos, los resultados se compartieron con la gente del CERN y la Organización de Investigación del Acelerador de Alta Energía en Tsukuba, Japón. Fueron los científicos japoneses quienes recientemente pudieron observar y aislar 159 de las partículas. Al igual que con la mayoría de los avances científicos, la partícula careció de fundamento hasta que los científicos del detector Belle en Beijing confirmaron el aislamiento de 307 partículas más.

Los científicos afirman que se llevaron más de 10 billones de billones de colisiones subatómicas en su detector, que es dos veces más grande que el famoso Gran Colisionador de Hadrones en Suiza. Algunos físicos han expresado críticas sobre la observación, afirmando que la partícula no es más que dos mesones (dos partículas quarked) unidos entre sí. En cualquier caso, el conocimiento de la existencia de la partícula es enorme para el mundo de la física y da lugar a una gran cantidad de formas en que podrían haberse formado las primeras piezas de materia.

4 microbios de combustible alternativo

Imagine un mundo donde los combustibles alternativos de alta eficiencia y bajo costo fueran tan fáciles de obtener como el oxígeno en el aire que nos rodea. Bueno, gracias a la colaboración del Departamento de Energía de los EE. UU. Y un equipo de investigadores de la Universidad de Duke, podríamos tener un microorganismo que pueda hacer de este sueño una realidad. Los últimos años han visto grandes avances en el área de combustibles alternativos (como el etanol del maíz y la caña de azúcar). Desafortunadamente, estos métodos han demostrado ser ineficientes y han generado muchas críticas, como la reducción del suministro de alimentos y tierras. Recientemente, los científicos han podido crear electrocombustibles diseñados para aprovechar la energía solar sin cortar los suministros de alimentos, agua o tierra, como lo hace la mayoría de los combustibles alternativos existentes.

Además de su baja necesidad de energía, los microbios diminutos pueden sintetizar de manera eficiente y efectiva estos combustibles eléctricos en un laboratorio. Estos microbios de electrocombustible se han aislado y se encuentran viviendo en bacterias no fotosintéticas. Al usar los electrones del suelo como alimento, los microbios consumen la energía para producir butanol cuando se exponen a la electricidad y al dióxido de carbono. Con este conocimiento, los científicos extraen los genes para completar este sustituto de la fotosíntesis e inyectarlos en bacterias cultivadas en el laboratorio, lo que les permite producir butanol en grandes cantidades. Ahora se considera que el butanol es la mejor alternativa al etanol y la gasolina por una variedad de razones. Como una molécula mucho más grande, el butanol tiene una capacidad de transporte de energía más grande que el etanol y no absorbe agua, por lo que puede colocarse directamente en los tanques de gasolina de cualquier automóvil y transportarse a través de las tuberías de gasolina existentes. Estos microbios de butanol son muy prometedores para el futuro de los combustibles alternativos.

3 beneficios médicos de plata

Un equipo de investigadores de la Universidad de Boston publicó el 19 de junio un estudio sobre los beneficios de usar plata en los antibióticos. Si bien se sabe desde hace mucho tiempo que la plata contiene fuertes propiedades antimicrobianas, los científicos han descubierto recientemente que es capaz de convertir los antibióticos normales en antibióticos para los esteroides.

Ahora se sabe que la plata utiliza muchos procesos químicos para evitar que las bacterias formen enlaces, disminuyan el ritmo metabólico e interrumpan la homeostasis. Estos procesos hacen que las bacterias se vuelvan débiles y más susceptibles al poder de los antibióticos. A través de múltiples estudios, la mezcla de plata y antibióticos ha sido hasta 1,000 veces más efectiva para matar bacterias que los antibióticos solos. Algunos críticos advierten que el uso de plata puede tener efectos secundarios potencialmente tóxicos para sus usuarios, pero los científicos no están de acuerdo y dicen que pequeñas cantidades no tóxicas aumentan la eficacia del antibiótico. Este es un descubrimiento muy emocionante para el mundo médico, con los posibles usos y aplicaciones para que este precioso metal continúe creciendo.

2 vista para los ciegos

El primer prototipo de ojo biónico fue presentado por un equipo de diseñadores australianos a principios de junio. El ojo biónico funciona con un chip implantado en el cráneo del usuario y luego conectado a una cámara digital en las gafas. Si bien las gafas actualmente solo permiten que el usuario vea los esquemas, el prototipo promete ser mejorado en el futuro. Una vez que la cámara captura una imagen, la señal se cambia y se envía de forma inalámbrica al microchip. Desde allí, la señal activa puntos en el microchip implantado en la corteza visual del cerebro. El equipo de investigadores espera ampliar las capacidades de las gafas a la vez que las mantiene livianas, ajustables y cómodas para el usuario. Debe ser utilizable por el 85 por ciento de las personas legalmente ciegas.

1 Inmunidad al cáncer

La Universidad de Rochester publicó un estudio el 19 de junio que sugiere el mecanismo que permite que las ratas topo desnudas sean inmunes al cáncer. Estos roedores subterráneos espeluznantes pueden obtener mucho calor por su apariencia, pero parecen estar teniendo la última risa cuando se trata de su inmunidad al cáncer.

Se ha encontrado un azúcar pegajoso conocido como hialuronano (HA) en los espacios entre las células de ratas topo desnudas, que parecen impedir que crezcan juntas y formen tumores. La sustancia, que actúa como un padre chaperón en un baile de la escuela secundaria, provoca una inhibición temprana del contacto, que es un proceso que impide que las células se multipliquen una vez que alcanzan una cierta densidad. Se cree que una doble mutación en las dos enzimas que promueven el crecimiento de HA y reducen su descomposición es la razón de la elevada cantidad de la sustancia. Los científicos probaron la teoría al infectar células de la piel que contienen cantidades altas y bajas de HA con cáncer.

Se encontró que en la célula con niveles bajos de HA, el cáncer se multiplicó rápidamente, pero en las células con alto HA, los tumores no se formaron. Los científicos esperan modificar ratas de laboratorio para producir altas cantidades de HA en un intento por hacer que los ratones sean inmunes al cáncer.