ecarmo:
Energia - Biocombustíveis de celulose vencem mais um obstáculo Fonte - Agência Fapesp - 28/12/2010
Um grupo internacional de cientistas anunciou ter conseguido obter geneticamente uma nova linhagem de levedura que se mostrou capaz de produzir etanol a partir do uso de mais tipos de açúcares de plantas.
Para produzir comercialmente combustíveis como o etanol, que no Brasil é derivado da cana-de-açúcar, microrganismos devem ser capazes de fermentar sacarídeos encontrados em vegetais, como glicose, xilose ou celobiose.
O problema é que a maioria dos micróbios não consegue converter todos esses açúcares em combustível que possa ser produzido em escala.
Engenharia genética
No novo estudo, a equipe de Yong-Su Jin, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, expandiu a capacidade natural da levedura Saccharomyces cerevisiae de fermentar glicose ao modificar geneticamente o fungo - que também é usado na produção de pão e cerveja - para que se tornasse capaz de transportar proteínas de outro tipo de levedura, a Pichia stipitis.
A equipe resolveu os problemas associadas com o metabolismo da xilose inserindo três genes da Picchia stipitis na S. cerevisiae.
Embora as duas leveduras sejam da mesma família, apenas a Pichia stipitis é capaz de fermentar a xilose, açúcar derivado de madeiras e associado à celulose.
Produtividade do etanol
A linhagem de levedura resultante se mostrou capaz de fermentar os três açúcares - glicose, xilose e celobiose - e, segundo a pesquisa, com a produção de muito mais etanol do que as linhagens naturais.
A levedura modificada também superou um problema de linhagens obtidas em pesquisas anteriores, que fermentavam açúcares pobremente mesmo na presença de glicose abundante.
Segundo os autores da nova pesquisa, os resultados deverão ajudar no desenvolvimento de biocombustíveis avançados feitos a partir de matéria orgânica.
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Máquina quântica é escolhida a descoberta do ano pela Science Fonte - Inovação Tecnológica - 17/12/2010
Esta máquina quântica aparentemente simples abre o caminho para que se discuta os limites da mecânica quântica e até mesmo o nosso próprio sentido do que é a realidade.
Clássico e quântico
Até o ano de 2010, todos os objetos construídos pelo homem moviam-se seguindo as leis da mecânica clássica.
No início deste ano, porém, um grupo de cientistas criou a primeira máquina quântica, um dispositivo visível a olho nu que se move de uma forma que só pode ser descrita pela mecânica quântica, segundo as leis que regem o comportamento das coisas muito pequenas, como moléculas, átomos e partículas subatômicas.
O Site Inovação Tecnológica anunciou o feito, na reportagem Mecânica quântica aplica-se ao movimento de objetos macroscópicos, destacando então que se tratava de um experimento histórico.
Agora, a revista Science decidiu eleger a criação dessa primeira máquina quântica como sendo o avanço científico mais significativo do ano de 2010 - a propósito, o artigo que descreveu a descoberta foi publicado na revista Nature.
Máquina quântica
A máquina quântica tem uma aparência muito simples: uma pequena haste metálica, semelhante à extremidade de um estilete, fixada de modo a vibrar no interior de um sulco escavado em um material semicondutor - tecnicamente trata-se de um ressonador mecânico.
Com a máquina quântica pronta, os cientistas resfriaram-na até que ela atingisse seu estado fundamental de energia, que é o estado de menor energia permitida pelas leis da mecânica quântica - de resto um objetivo longamente perseguido pelos físicos.
Em seguida, os cientistas injetaram na máquina quântica um único quantum de energia, um fónon, a menor unidade física de vibração mecânica, provocando-lhe o menor grau de excitação possível.
Então verificaram aquilo que era previsto pela mecânica quântica: a máquina quântica, visível a olho nu, vibrava muito e vibrava pouco ao mesmo tempo, um fenômeno absolutamente bizarro, que só pode ser explicado pela mecânica quântica (veja o artigo indicado acima para mais detalhes).
Sentido da realidade
A máquina quântica prova que os princípios da mecânica quântica podem ser aplicados ao movimento de objetos macroscópicos, assim como às partículas atômicas e subatômicas. Ela fornece o primeiro passo fundamental rumo à obtenção de um controle completo sobre as vibrações de um objeto no nível quântico.
Tal controle sobre o movimento de um dispositivo deverá permitir aos cientistas manipularem esses movimentos minúsculos, de forma parecida com o que eles fazem hoje ao manipular as correntes elétricas e as partículas de luz.
Por sua vez, essa capacidade poderá permitir a criação de novos dispositivos para controlar os estados quânticos da luz, detectores de força ultrassensíveis e, em última instância, abrirá o caminho para que se discuta os limites da mecânica quântica e até mesmo o nosso próprio sentido do que é a realidade.
Por exemplo, a mecânica quântica permite que uma partícula esteja em dois lugares ao mesmo tempo. Um experimento assim poderia nos dizer porque algo grande como um ser humano não pode conseguir o mesmo feito - ou poderia?
ecarmo:
Nanomotor molecular dispensa ferramentas para ser construído Fonte - Inovação Tecnológica - 13/12/2010
Mas como pode um rotor girar dentro de uma célula hexagonal?
Rotor molecular
Moléculas que se auto-organizam para formar peças para nanomáquinas funcionais ainda são um sonho distante.
Mas um sonho que vale a pena ser perseguido, a julgar pelo recente trabalho de uma equipe da Universidade de Munique, na Alemanha.
O professor Johannes Barth e seus colegas capturaram moléculas em formato de bastão em uma rede bidimensional de tal maneira que elas se organizaram para formar pequenos rotores.
Os nanorrotores giram em suas caixas em formato de favos de mel, formando nanomotores moleculares.
Reticulado
Primeiro, os físicos construíram uma extensa nano rede fazendo reagir átomos de cobalto com as moléculas cilíndricas de sexifenil-dicarbonitrilo, sobre uma superfície de prata.
A reação criou um reticulado em formato de colmeia, com extrema regularidade e uma estabilidade surpreendente. A nano rede é estruturalmente similar ao grafeno, possuindo apenas um átomo de espessura.
Quando os pesquisadores adicionaram outros blocos de construção moleculares, as hastes se reuniram espontaneamente.
Para fazer o motor molecular girar foi uma questão de elevar a temperatura.
O arranjo em três pás que as moléculas assumiram é tão energeticamente vantajoso que elas mantêm a estrutura mesmo quando a energia termal é suficiente para fazê-las girar.
Comutação óptica ou eletrônica
Mas como pode um rotor girar dentro de uma célula hexagonal?
Na realidade, a observação no microscópio eletrônico revelou que há duas posições diferentes para os rotores que resultam das interações entre os átomos de nitrogênio em sua extremidade e os átomos de hidrogênio nas paredes da célula. É a alternância entre esses modos que resulta no movimento.
Além disso, as três moléculas se reorganizam em uma sequência horária ou anti-horária. Os cientistas conseguiram determinar com precisão as transições de temperatura que fazem o rotor "mudar de posição" num ou noutro sentido.
"Nós esperamos no futuro poder estender estes modelos mecânicos simples para fazer comutação óptica ou eletrônica," afirmou o professor Barth. "Nós podemos definir um tamanho específico para as células, nós podemos adicionar outras moléculas e estudar sua interação com a superfície e com a parede celular. Estas estruturas auto-organizáveis têm um enorme potencial."
ecarmo:
Cicatrização sem cicatriz Fonte - Diario da saúde
Cientistas conseguem bloquear a ação de fragmentos de ácido que promovem a inflamação e a formação de cicatrizes e de pele mais frágil após ferimentos.
Uma novidade anunciada neste domingo (12/12) na 50ª Reunião Anual da American Society for Cell Biology, na Filadélfia, Estados Unidos, poderá resultar em alternativas para tratar ferimentos graves sem a formação de cicatrizes.
O ácido hialurônico é uma substância presente no organismo de todos os animais que preenche os espaços entre as células.
Com o avanço da idade, o ácido hialurônico diminui, reduzindo também a hidratação e elasticidade da pele, o que contribui para o surgimento de rugas.
Ácido hialurônico
O grupo de Cornelia Tölg, do London Regional Cancer Program, em Ontário, no Canadá, conseguiu bloquear fragmentos de ácido hialurônico que disparam a inflamação.
O bloqueio, feito em ratos com um minúsculo peptídio chamado 15-1, promoveu a cura de ferimentos profundos com a minimização de cicatrizes e a formação de um tecido cutâneo mais forte no lugar afetado.
A equipe, que contou com pesquisadores dos Estados Unidos, identificou no peptídio (molécula composta de dois ou mais aminoácidos) denominado 15-1 a capacidade de bloquear receptores moleculares em células da pele que reagem a fragmentos do ácido hialurônico ao estabelecer um caminho celular para a inflamação.
Nos testes feitos em laboratório, uma única dose do peptídio reduziu a contração do ferimento, os depósitos de colágeno, a inflamação e o crescimento de vasos sanguíneos novos e indesejados. Apesar de o estudo ter sido feito em animais, os cientistas afirmam que os resultados obtidos podem ser extrapolados para eventual aplicação em humanos.
Regeneração de tecidos
Até o fim da década de 1970, o ácido hialurônico era considerado apenas uma espécie de goma inerte que preenchia a matriz extracelular, mas desde então estudos têm mostrado seu importante envolvimento em uma ampla variedade de processos biológicos, do desenvolvimento embrionário do coração a metástases de tumores, passando pelo reparo de ferimentos.
A relação entre níveis de ácido hialurônico e a regeneração de tecidos é paradoxal, segundo os autores do estudo. Os níveis desse ácido são extremamente elevados em embriões e em recém-nascidos, que são capazes de se recuperar rapidamente de cirurgias sem a formação de cicatrizes.
Mas, durante a vida adulta, os níveis de ácido hialurônico intactos caem enquanto aumenta a proporção de moléculas quebradas da substância. Por conta disso, enquanto o ácido intacto promove uma recuperação forte - no caso de ferimentos - os fragmentos atuam junto a receptores que disparam a inflamação que resulta na formação de cicatrizes e de pele mais frágil.
ecarmo:
Parafusos inteligentes.
Uma tecnologia desenvolvida para a Estação Espacial Internacional e para os robôs que estão explorando Marte agora vai ajudar a produzir automóveis mais seguros e mais leves.
Para fabricar qualquer coisa é preciso juntar peças. E quando não é possível soldar essas peças, então provavelmente haverá um parafuso e, um engenheiro tentando descobrir o quão apertado ele deve estar - aperte-o demais e as peças podem ser danificadas; deixe-o muito solto e as peças vão se mexer e desgastar.
Agora, usando uma tecnologia de sensores desenvolvida para a Estação Espacial Internacional, a empresa alemã Intellifast criou um parafuso com um sensor interno que mede o estresse ao qual ele está sujeito, incluindo o torque preciso com que ele é apertado.
A arte de apertar os parafusos
Tradicionalmente usa-se uma ferramenta chamada torquímetro para apertar os parafusos com a força precisa necessária a cada aplicação.
O ultrassom também tem sido utilizado, disparando ondas sonoras na direção dos parafusos depois que eles estão colocados. Os sinais refletidos revelam o quanto eles são tensionados.
A grande desvantagem desse método é que, como no caso do ultrassom feito para ver o bebê na barriga da mãe, o exame exige o uso de um líquido.
Mas depender de um técnico para aplicar o líquido de forma adequada e segurar o sensor corretamente não é o suficiente para muitas aplicações. "Se você medir cinco vezes com o mesmo técnico, você terá cinco leituras diferentes", explica Frank Scheuch, que está desenvolvendo os "parafusos inteligentes".
Adicione a isso a dificuldade de acessar parafusos dentro da turbina de um avião ou nas turbinas de vento instaladas longe da costa - e checar o desgaste desses equipamentos é uma exigência rotineira de segurança.
Parafuso com sensor
A solução para modernizar os parafusos veio na forma de um pequeno sensor ultrassônico que é incorporado em sua cabeça.
O medidor que lê o dado do sensor pode ser incorporado na própria ferramenta usada para apertá-lo, permitindo que a tensão à qual o parafuso é submetido possa ser lida em tempo real enquanto o operário o aperta, ou em um outro medidor, usado apenas para aferir as condições dos parafusos em equipamentos já em operação.
Segundo Scheuch, apertar um parafuso na medida exata possibilita uma economia de até 30% no material gasto para fabricá-lo - sem a precisão, a tendência é fazer parafusos maiores e mais pesados do que o estritamente necessário.
"Ao medir com precisão a carga de um parafuso ele pode ser mais leve e ainda estar dentro de uma margem segura de erro - de 3%," garante ele.
O engenheiro, cuja empresa trabalha no ramo de autopeças, acredita que o uso dos novos parafusos permitirá uma redução significativa no peso de todo o chamado powertrain, o conjunto formado por motor e transmissão dos automóveis.