Investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente en la Universidad de Harvard han desarrollado un nuevo material que imita la excepcional fuerza, resistencia y versatilidad de uno de los más extraordinarios sustancias de la naturaleza, la cutícula de los insectos.

De bajo coste, es biodegradable y biocompatible, por lo que el nuevo material, llamado Shrilk, quizás pueda reemplazar algún día a los plásticos en productos de consumo y ser usado de forma segura en una variedad de aplicaciones médicas, según los científicos. Los resultados de la investigación aparecen en la edición online de la revista Advanced Materials.

Shrilk es similar en resistencia y dureza a una aleación de aluminio, pero con solo la mitad de peso. Es biodegradable y se puede producir a bajo coste, ya que la quitina está disponible como un producto de desecho del camarón. También es fácil de moldear en formas complejas, tales como tubos. Al controlar el contenido de agua en el proceso de fabricación, los investigadores fueron capaces incluso variar su rigidez, de elástico a rígido.

Estos atributos pueden tener múltiples aplicaciones. Como una alternativa barata y ambientalmente segura del plástico, Shrilk podría ser utilizado para hacer bolsas de basura, envases, y pañales que se degraden rápidamente. Como material excepcionalmente fuerte y biocompatible, podría ser utilizado para suturar heridas que llevan grandes cargas, como en la reparación de una hernia o como un «andamio» para laregeneración de tejidos.

El material «tiene el potencial para ser una solución a algunos de los problemas más críticos de hoy en día para el medio ambiente y un paso adelante hacia importantes avances médicos», dicen sus creadores.

Vía :: ABC.es

El stenocara gracilipes es un escarabajo que vive en el desierto de Namibia, uno de los lugares más secos del planeta. Como todos los insectos, necesita del agua para sobrevivir y obtiene ésta a partir de las minúsculas gotas que se producen por la condensación de la humedad del aire a primera hora de la mañana.

Su exoesqueleto posee una estructura recubierta de protuberacinas en forma de cúpula dispuestas de forma hexagonal. Las nano gotas del rocío se condensan en el extremo liso de las protuberancias y, al acumularse, caen por el caparazón en pendiente  recubierto de cera directamente a la boca del insecto.

En realidad, se trata del mismo mecanismo que utiliza el invento ganador de los premios James Dyson de este año. Una solución planteada por Edward Linacre, de la Univesidad Tecnológica de Melbourne, que pretende hacer frente a la enorme sequía que afecta a Australia. Una buena idea, copiada del mundo animal, capaz de obtener agua en lugares donde no existe en la superficie.

Airdrop, así se llama el invento, parte del principio de que hasta el aire más seco contiene moléculas de agua que pueden ser recolectadas disminuyendo su temperatura hasta el punto de condensación.

El artilugio bombea el aire fresco procedente de unos tubos enterrados para enfriar una superficie donde se condensan el agua. Las gotas que se van formando resbalan hasta llegar a las raices de las plantas.

El invento es capaz de extraer hasta 11,5 ml de agua por cada m3 de aire del desierto más seco. Aunque todavía tiene limitaciones, el inventor aprovechará el premio de 14.000 dólares para mejorarlo y haciendo que muchos terrenos afectados por la sequía puedan ser cultivables. Actualmente funciona con energía solar, aunque versiones futuras podrían usar también energía eólica.

Vía :: Treehugger

El sonido de un pájaro chocando contra el cristal de una ventana es algo sumamente desagradable. “¿Qué ha sido eso?” Miras hacia fuera y descubres el cuerpo de un pájaro muerto o herido en el suelo. Los pájaros no pueden ver los cristales y las ventanas de los edificios son la principal causa de muerte de las aves en todo el mundo. Pero no tendría porqué ser siempre así.

Lo creas o no, ya existe una especie de cristal amigo de los pájaros. Una empresa alemana, Arnold Glas, es el fabricante de Ornilux, un cristal que ha recibido recientemente un premio de diseño internacional por inspirarse en las telas de araña.

Se estima que más de 100 millones de aves mueren cada año, sólo en EEUU, por colisiones contra las ventanas. En Europa, la cifra es de 250.000 al día, según Arnold Glas. Un tratamiento reflexivo ultravioleta convierte el cristal Ornilux en algo visible a las aves, sin afectar a la visión de los humanos.

La última versión del cristal, denominada Ornilux Mikado, recibió el premio ‘punto rojo’ por el centro de diseño Nordrhein Westfalen en Essen, Alemania. El jurado observó que el cristal utilizaba las mismas técnicas que usan las arañas para fabricar su telas y evitar que los pájaros se estrellen contra las mismas, destruyéndolas por completo.

“El recubrimiento altamente reflectivo del cristal hace que, cuando se ve desde el sentido opuesto a la contraluz, aparezca un despliegue aleatorio de palitos del Mikado, casi imperceptible a los humanos e integrable perfectamente en la arquitectura…”

El cristal se ha desarrollado en colaboración con el Instituto Max Planck de Ornitología, quien probó el Ornilux en el jardín Europa Central y encontró que los pájaros reconocían mucho mejor ese cristal que  los normales. El recubrimiento reducía el riesgo de colisión un 75%, resultaba más efectivo incluso que usar pegatinas y mejoraba el aislamiento del edificio, señala Arnold Glas.

Piscina en Plauen (Alemania). Una de las primeras instalaciones de Ornilux

El cristal también se está comercializando en EEUU. La Detroit Audubon Society es una de las primeras organizaciones en usarlo.

Vía :: Treehugger

¿Qué tal si aplicáramos nuesto conocimiento de la naturaleza, por ejemplo de los mecanismos de la regulación de la temperatura corporal, a la piel de los edificios?

El ingeniero Luke Lee y la arquitecta Maria-Paz Gutierrez, ambos de la Universidad de California, están desarrollando una envolvente avanzada que sería capaz de regular la temperatura y la humedad de un edificio a partir de las propiedades físicas de los materiales utilizados reduciendo enormemente la necesidad de electricidad.

El proyecto responde al acrónimo SABER (Self-Activated Building Envelope Regulation) y su objetivo es regular la cantidad de luz, la temperatura y la humedad en el interior del edificio por medio de una membrana en la que se alternan filas de células que se activan con la luz exterior o con el nivel de humedad interior. Gutierrez dice: “los materiales se han convertido en el sistema“.

Inspirándose en los ojos compuestos de los insectos, el sistema se compone de micro-lentes y bolsas repletas de gel fotosensitivo. El gel se contrae con la luz, abriendo unos tubos que permiten el paso del aire al interior del edificio. La regulación de la humedad se realiza de forma similar: un polímero se expande para incrementar el grado de humedad abriendo tubos para aumentar la corriente de aire.

De momento, solo las lentes han sido llevadas al prototipo. Gran parte de las innovaciones que propone el proyecto han recibido el apoyo de varias empresas que proporcionarán la tecnología para que siga adelante.

Vía :: Inhabitat

¿Cómo será el transporte urbano del futuro?

Según el diseñador Dave Owsen, será con energía solar y muy personal.

Modelado basándose en las células vegetales (obtienen su energía a partir del sol), el concepto de transporte de Owsen se basa en pods (vainas) capaces de acomodar a dos adultos (o transportar cargas y mercancías).

Mediante una pantalla táctil, los usuarios podrán diseñar la ruta. Los podcars viajarán hasta los puntos más importantes de la ciudad mediante un sistema dual de monoraíles.

Owsen describe su sistema:

El transporte público ofrecerá distintas opciones dependiendo de las necesidades de la gente o los negocios. Este diseño pretende reemplazar al autobús por unidades más eficientes y privadas (‘células’) que aportarán valor añadido a pequeños negocios de paquetería o servicios de distribución industrial.

No me queda muy claro cómo funcionaría el sistema en una ciudad sombreada por rascacielos, como Nueva York, aunque siempre es interesante saber que hay gente pensando en formas más eficientes de movilidad urbana.

Vía :: SmartPlanet

Otras entradas sobre los PODCARS:

• Skytran, vehículo personal magnético
• Shweeb, monorail + pedales
• ¿Podrán los PRT, o Podcars, reemplazar a los coches?

Observando de cerca las vellosidades de las arañas, científicos de la Universidad de Florida han hallado la manera de imitar estas estructuras pilosas de distinta longitud para crear superficies planas repelentes al agua y auto limpiables que podrían resultar ideales para cualquier cosa, como el envasado de alimentos, las células solares o las ventanas.

MSNBC informa que a diferencia de otras superficies repelentes al agua, éstas no requieren el uso de compuestos químicos. Las superficies reproducen los patrones identificados en los pelos de las arañas para repeler el agua.

Es bien sabido que las arañas usan sus pelos para mantenerse secas y no ahogarse. Las arañas de agua atrapan con sus pelos pequeñas burbujas de aire que usan para respirar debajo del agua. Wolfgang Sigmund, profesor de ciencia de materiales de la Universidad de Florida, lleva 5 años investigando con fibras microscópicas y utilizando a las arañas como fuente de inspiración.

Vía :: Treehugger

En la imagen, el profesor Errin Fulp con dos alumnos investigadores en el Pacific Northwest National Laboratory, desarrollando un nuevo tipo de software de seguridad que imita el comportamiento de las hormigas.

En la lucha sin tregua para proteger las redes informáticas de los intrusos, expertos informáticos han desarrollado un sistema que imita el comportamiento de una de las criaturas más trabajadoras de la naturaleza: las hormigas.

A diferencia de los sistemas de seguridad tradicionales, esas ‘hormigas digitales’ recorren las redes en busca de amenazas como las de los gusanos, programas maliciosos que son capaces de reproducirse y robar información o realizar funciones no permitidas en los ordenadores infectados. Cuando una de estas hormigas digitales detecta una amenaza, rápidamente congrega a un ejército de hormigas que acude al mismo lugar y atrae la atención de los humanos, que acuden también a investigar el peligro.

Este innovador concepto, denominado ‘inteligencia de enjambre‘, promete transformar la seguridad informática de forma revolucionaria.

“En la naturaleza las hormigas saben como defenderse bien de los peligros“, explica el profesor de ingeniería informática Errin Fulp, un experto en seguridad y redes informáticas. “Ellas acuden rápidamente ante un peligro y reanudan su actividad una vez éste ha cesado. Tratamos de imitar ese mismo comportamiento en un sistema informático“.

Los dispositivos de seguridad actuales están diseñados para proteger un sistema frente a todas las amenazas posibles durante todo el tiempo. Y sin embargo, cada día se escribe nuevo software malicioso que trata de sortear los sistemas defensivos, mediante ligeras variaciones. A medida que esas nuevas variaciones son detectadas, se producen nuevas actualizaciones en los antivirus que, a su vez, consumen mayores recursos en las máquinas donde se ejecutan, un problema que resulta familiar a la mayoría de usuarios.

Glenn Fink, un investigador del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) en Richland, Washington, se encuentra dirigiendo este proyecto puntero en seguridad informática. Fink, que ya conocía los logros de Fulp en computación paralela, descomponiendo tareas y asignándolas a colas de procesos especializados, invitó a Fulp y a sus alumnos a unirse a este proyecto que ya ha sido probado este verano con éxito en una red de 64 ordenadores.

Mediante la inteligencia de enjambre, el proceso de investigación descompone en tareas especializadas la estrategia para hacer frente a las amenazas.

“Nuestra idea es desplegar 3.000 tipos de hormigas digitales especializadas, cada una de las cuales está capacitada para buscar una determinada evidencia de peligro” dice Fulp. “Mientras van recorriendo la red, las hormigas van dejando un rastro -como sus réplicas en la naturaleza- que pueden seguir otras hormigas. En el momento en que una de estas hormigas encuentra una evidencia de peligro, está programada para dejar un rastro que otras pueden seguir, atrayendo a más hormigas y concentrándolas delimitando una potencial infección“.

En el ensayo de este verano, Fulp introdujo un gusano en la red y las hormigas digitales lo encontraron con éxito. Fulp piensa que este nuevo planteamiento tendrá muy buena acogida en redes grandes de máquinas similares, como en grandes empresas, universidades o en la Administración entera de un país.

Los usuarios no tienen porqué preocuparse por saber que verdaderos ejércitos de hormigas digitales recorren sus sistemas, las hormigas por sí mismas no hacen más que informar a los centinelas, otros objetos programados para recoger la información de las hormigas y alertar a los administradores de sistemas (los ‘sargentos’), que supervisan la colonia y mantiene el control final.

Vía :: Wake Forest University

Unos investigadores daneses están desarrollando una pala de aerogenerador que imita la estabilidad hallada en los vuelos de los halcones en condiciones de grandes turbulencias de aire.

La tremenda carga dinámica que tienen que soportar las palas de fibra de vidrio de los aerogeneradores hace que se acorte considerablemente la vida útil, imitar el diseño vivo de los halcones podría alargarla, reduciendo los costes de mantenimiento.

Los investigadores del Risø National Laboratory for Sustainable Energy de Dinamarca se encuentran desarrollando un componente elástico para la cola de la pala, que podrían alargar sustancialmente su duración, reduciendo la frecuencia y la probabilidad de rotura, y por tanto, los costes de mantenimiento.

El objetivo del proyecto ADAPWING es, básicamente, lograr el mismo grado de regulación de las alas -en este caso de las palas- del halcón. Aún con los vientos más problemáticos, los halcones son capaces de mantener su cabeza y ojos fijos mediante una combinación de regulación activa y pasiva de las alas.

Esta técnica es similar a la que se usa en los aviones, donde los flaps regulan y estabilizan la carga del viento en los momentos críticos del aterrizaje y despegue. Pero la principal diferencia entre la tecnología usada en los aviones y en los aerogeneradores, es que en éstos, las palas se fabricarían con un material elástico permitiendo que cambien de forma a voluntad. En los aviones, hay que activar manualmente estos elementos desde la cabina.

Helge Aagaard Madsen, uno de los investigadores del proyecto, explica: “dotar a las palas de una cola móvil permite controlar la carga que soportan y ayuda a extender su vida útil”

Los investigadores esperan realizar las pruebas definitivas de esta tecnología en túneles de viento, donde podrán controlar y monitorizar la carga y el rendimiento.

“Si los resultados confirman nuestras predicciones”, dice Madsen, “estaríamos en situación de probar esa cola flexible en un aerogenerador real dentro de muy pocos años”.

Vía :: CleanTechnica

La biomimética es el arte, habilidad, intuición y ciencia de mirar hacia la Naturaleza como fuente de inspiración en la solución de nuestros problemas.

La Naturaleza ya existía millones de años antes que nosotros, y se ha mantenido prácticamente inalterable gracias a unas formas y sistemas perfectos. Ahora empezamos a fijarnos en esas formas y sistemas para encontrar soluciones.

El campo de la biomimética ya ha aportado cientos de soluciones. Aquí te mostramos algunas.

[View with PicLens]

Vía :: Treehugger

Aequorea victoria

El Nobel de Química 2008 ha sido concedido a tres científicos por sus trabajos con una proteína presente en algunas medusas que han revolucionado la biología y la medicina. El premio reconoce a Osama Shimomura, del Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, MA; Martin Chalfie de la Universidad de Columbia, Nueva York y Roger Y. Tsien, de la Universidad de Californa, en San Diego, por su trabajo sobre la proteína de la fluorescencia verde (GFP)

Gracias a esta molécula se han hecho visibles al microscopio mecanismos moleculares de las células, enriqueciendo el conocimiento de los biologos de procesos biológicos fundamentales. La Fundación Nobel en su anuncio, describe GFP como

“Una de las más importantes herramientas usadas en la biociencia contemporánea, con la ayuda de la cual los investigadores han desarrollado caminos para ver procesos previamente invisibles, como el desarrollo de las células nerviosas en el cerebro o la expansión de las células cancerosas.”

Insertando el gen productor de GFP en organismos como bacterias, gusanos o ratones, los biólogos pueden ver, por ejemplo, los cambios operados en la expresión de los genes de las células cancerosas y la formación de la compleja proteína responsable del Alzheimer. Pueden incluso seguir el movimiento de las proteínas durante el desarrollo de los organismos, el camino de las células migratorias y estudiar los mecanismos de la división celular con detalle.

La proteína de la fluorescencia verde fue aislada en la medusa Aequorea victoria capaz de brillar cuando se excita. Shimomura, profesor emérito de Wodds Hole, comparte el premio por haber aislado la molécula responsable en el verano de 1961.

A diferencia de otras proteínas bioluminiscentes, GFP no necesita energía para brillar, simplemente convierte luz azul o ultravioleta en luz verde. Esta cualidad es sumamente importante para los investigadores, ya que les permite estudiar la biología celular al microscopio sin necesidad de tinción, es decir, sin tener que añadir productos químicos que alteran los tejidos en estudio.

Martin Chalfie, catedrático del departamento de ciencias biológicas de la Universidad de Columbia, fue el primero en mostrar el valor de la GFP como marcador genético. En 1994 Chalfie demostró la técnica en un pequeño gusano llamado C. elegans, constituido por unos pocos miles de células. Introdujo el gen de la GFP en el genoma de elegans y comprobó cómo las células expresadas brillaban. De esta manera, Chalfie demostró que el GFP podría ayudar a los biólogos a identificar qué células se expresaban con un gen determinado.

Roger Y. Tsien, profesor de bioquímica de la Universida de California, en San Diego, basándose en los trabajos de Shimomura y Chalfie, desarrolló muchas variaciones de GFP, cada una de las cuales brilla con un color diferente, permitiendo a los investigadores marcar diferentes procesos biológicos dentro de la misma célula. Experimentando con variaciones en la secuencia del gen productor de GFP, Tsien desarrolló proteínas que fluorescen de color azul o amarillo en la oscuridad. Más tarde investigadores rusos han desarrollado un complejo rojo fluorescente.

El conocimiento de las proteínas y sus interacciones, es el conocimiento de las causas potenciales de enfermedad, y permitirá encontrar mejores tratamientos. La ciencia ya tiene sus miras en el nivel siguiente al del genoma, la era del proteoma empieza a ser realidad.

Vía : Technology Review MIT

Fuente: Wikipedia