Transistores biodegradables

Según un artículo publicado en Technology Review, unos transistores orgánicos totalmente biodegradables, desarrollados por investigadores de la Universidad de Stanford, se podrían utilizar para controlar los implantes médicos temporales colocados en el cuerpo durante una cirugía.

Los dispositivos electrónicos biodegradables "abren nuevas oportunidades para los implantes" especialmente si no son caros, señala Robert Langer, profesor en el MIT, que no participó en la investigación. Los implantes podrían incorporar los dispositivos electrónicos orgánicos con polímeros biodegradables que administren los fármacos. Los médicos podrían implantar este tipo de dispositivos durante la cirugía, y después activarlos desde fuera con radiofrecuencias para liberar los antibióticos en caso necesario durante la recuperación. Estos dispositivos electrónicos podrían ayudar también a monitorizar el proceso de curación desde el interior del cuerpo. Una vez completada la curación, el dispositivo se disolvería en el cuerpo.

A principios de este mes, investigadores de las Universidades de Tufts e Illinois, en Urbana-Champaign, informaron del desarrollo de dispositivos electrónicos de silicio sobre sustratos de seda biodegradables. Los dispositivos electrónicos de silicio, por lo general, tienen un rendimiento muy superior a los fabricados a partir de semiconductores orgánicos, pero el silicio no es biodegradable. El grupo de Stanford, dirigido por el profesor de ingeniería química, Zhenan Bao, es el primero en fabricar dispositivos electrónicos a partir de materiales semiconductores totalmente biodegradables. Aunque los dispositivos son estables en agua, todo lo que queda de los dispositivos después de 70 días son contactos eléctricos metálicos de apenas unas decenas de nanómetros de grosor.

De momento, el grupo ha demostrado que es capaz de construir dispositivos electrónicos orgánicos que funcionan cuando se humedecen y que se descomponen en condiciones que imitan a las del interior del cuerpo. La degradación de estos dispositivos se dispara en condiciones similares a las del cuerpo: los transistores se deshacen lentamente al entrar en contacto con una disolución salada con un pH ligeramente básico. Para permanecer estables y mantener su rendimiento mientras están en uso, estos dispositivos deberían ir encapsulados en otra capa con una composición personalizada para exponer el dispositivo una vez que han dejado de ser útiles. El dispositivo prototipo, descrito en en línea en la revista Advanced Materials, está hecho a partir de plásticos biodegradables aprobados por la FDA, un material semiconductor biodegradable que imita el pigmento de la piel melanina y contactos eléctricos de oro y plata. EL uso de estos metales en el interior del cuerpo también ha sido aprobado.

Fuente: Technology Review

Super ordenador presentado en Australia

El superordenador más nuevo y potente de Australia, diseñado para estar entre los 40 mejores del mundo, se pondrá en marcha en Canberra esta semana.

Con 140 Teraflops y un coste de 15 millones de dólares, se espera que el Sun Constellation, alojado en la Australian National University (ANU), potencie la capacidad de investigación computacional de Australia y la coloque más arriba en el ranking mundial.

Las instalaciones estarán gestionadas por la National Computational Infrastructure (NCI), una iniciativa fundada de forma conjunta por el Ministerio de Innovación, Industria, Ciencia e Investigación y la inversión de organizaciones colaboradoras, como ANU y CSIRO.

El superordenador tiene "180 módulos de servidores Sun Blade x6275 implementados en dos racks" que se ampliarán a 14 a finales de año. Según un comunicado, el sistema total, "que también impulsa el Sun Lustre Storage System y el Sun Datacenter InfiniBand Switch 648, tendrá una capacidad de 140 Teraflops".

Según el Director de la NCI, el Profesor Lindsay Botten, el superordenador es una adición fundamental para la capacidad de investigación computacional de Australia.
“Con esto Australia ha vuelto a la liga de la computación de alto rendimiento”, señaló.

“Lo hace todo, desde biología computacional, química computacional, nanotecnología, astronomía, física y fotónica, a medicina, ingeniería o ciencias medioambientales”, añadió.

Fuente: Computer World

Avance para la estabilidad de las baterías de ion-litio

Una nueva tecnología que evita que las baterías de ion-litio de portátiles y móviles se incendien o exploten, podría salir al mercado durante el primer trimestre de 2010.

La invención, denominada Stoba, ha sido dearrollada en el Industrial Technology Research Institute (ITRI), organización de investigación nacional de Taiwan.

Cuando las baterías de ion-litio desarrollan cortes internos se pueden calentar con rapidez hasta alcanzar los 500ºC e incendiarse o explotar.

Stoba se coloca entre los extremos positivo y negativo de la batería y cuando ésta se calienta y alcanza los 130ºC de temperatura, Stoba se transforma de material poroso a una lámina y detiene la reacción.

"Hemos introducido un material completamente nuevo en la batería", señaló Alex Pang a Reuters, investigador principal que dirigió el equipo que ha desarrollado el nuevo material durante los últimos cuatro años.

El peligro de explosión en las baterías de litio es tan elevado que el mes pasado el Ministerio de Transporte estadounidense emitió un aviso de "materiales peligrosos".
"Muchas de las personas que transportan baterías de litio no conocen los peligros... los incendios en los aviones pueden dar lugar a sucesos catastróficos, presentando dificultades únicas que no se encuentran en otros medios de transporte", señalo el gobierno.

Según Pang, los fabricantes de baterías en Taiwan están probando Stoba y esperan que salga al mercado en el primer trimestre de 2010.

Pang señaló también que Stoba apenas añadirá un 2-3% al coste de fabricación y que intentará vender la tecnología a los principales fabricantes de portátiles y teléfonos móviles.

Entre sus posibles clientes están Sony, Dell, Hewlett-Packard, Acer, Apple o Nokia.

Fuente: Reuters

Avances de la tecnología: artefactos innovadores

Cambridge Consultants, una compañía de desarrollo y diseño de productos, ha mostrado algunos de sus últimos inventos en un evento celebrado la semana pasada en Cambridge, Massachusetts. Entre ellos se encuentran una radio sin botones, un baño donde una pantalla con conexión inalámbrica nos muestra estadísticas sobre nuestra salud y una interfaz de usuario que traduce las ondas cerebrales a comandos de ordenador. Algunos de ellos llegarán a las tiendas en unas semanas.

Radio en forma de cubo
A medida que los dispositivos se vuelven cada vez más complejos, los diseñadores buscan desesperadamente la simplicidad en la forma. La radio por Internet Q2 Cube, que carece de botones, intenta innovar en la forma en la que los usuarios interactúan con ella. La radio en forma de cubo permite a los usuarios elegir las emisoras de radio o modificar el volumen simplemente moviendo el aparato. Para seleccionar una de las cuatro emisoras preestablecidas, basta con apoyar el cubo sobre una de sus caras. Inclinarlo hacia adelante sube el volumen y hacia atrás lo baja. Su precio todavía no ha sido desvelado, pero el dispositivo podría estar en las tiendas del Reino Unido a tiempo para Navidades.

Antena implantable
Pronto la atención al paciente irá más allá de la consulta del médico. Nuevas tecnologías inalámbricas de bajo consumo permitirán la implantación de dispositivos de monitorización en el cuerpo de los pacientes para ayudar a controlar la tensión arterial, el metabolismo, etc. Sin embargo, una de las dificultades de estos dispositivos inalámbricos es el diseño de una antena apropiada, capaz de funcionar en el interior del cuerpo humano, donde la grasa, los músculos y la piel originan unas condiciones complejas para la transmisión de las señales inalámbricas.
Esta nueva antena implantable utiliza la banda de frecuencia de 402-405MHz del Medical Implant Communications Service (MICS). En combinación con un circuito integrado a medida o un sistema en un chip, los fabricantes de dispositivos pueden utilizar la antena en marcapasos, dispositivos de neuroestimulación y sistemas de diagnóstico y de formación de imágenes ingeribles.

Pacientes conectados
Los equipos de fitness y salud no escasean: los hay desde la escala digital básica a los monitores de tensión arterial y ritmo cardíaco. Pero la mayoría de ellos funcionan de forma independiente y carecen de un modo sencillo para compartir los datos y observar patrones a partir de ellos.
Imaginemos ahora un baño del futuro en el que estos dispositivos se puedan comunicar entre sí y enviar la información de forma inalámbrica a una pantalla. Es fácil hacerlo con el Bluetooth Health Device Profile y la especificación IEEE Personal Health Data . En el pasado, las comunicaciones entre dispositivos médicos se basaban en estándares propietarios que ofrecían una interoperatividad limitada o ninguna entre sí. Los últimos estándares de Bluetooth e IEEE desarrollados específicamente para uso médico han hecho que esto cambie.

Control con la mente
Traducir las ondas cerebrales a comandos de ordenador es un nuevo campo en el diseño de interfaces de usuario. La idea es a concrete yudar a los individuos que está totalmente paralizados a comunicarse sin necesidad de pasar por una cirugía para la implantación de electrodos en el cerebro. La interfaz tiene tres componentes primarios de hardware y varias aplicaciones (software) especializadas. Un gorro de malla sostiene firmemente unos pequeños sensores contra la cabeza del usuario. Hay un amplificador conectado a los electrodos. Este se utiliza para potenciar las señales analógicas, medidas en microvoltios, que se reciben de la superficie del cuero cabelludo. A continuación, las señales se convierten en una señal digital y que se analiza con el software de procesamiento de señal instalado en un ordenador. El PC está conectado a dos monitores, uno para la interfaz del cuidador y otro para la del usuario.
El principal reto está en desarrollar un gorro sensor que sea cómodo y que cualquier persona sin ningún tipo de preparación lo pueda colocar fácilmente. De momento, una desviación de milímetros en la colocación de una sesión a otra afecta considerablemente a la precisión del sistema. El precio aproximado del sistema para un paciente será de 5.000 dólares, aunque los investigadores ha afirmado que intentarán reducir su precio.

Radar que atraviesa las paredes
Los agentes de policía y otras fuerzas especiales ansían poder ver a través de las paredes en operaciones de rescate o militares. Prism 200 es un diminuto radar de mano que proporciona información inteligente sobre el movimiento y la localización de las personas en el interior de una habitación o edificio. Funciona a través de paredes de ladrillo y hormigón y es lo suficientemente sensible como para detectar la respiración. Los usuarios del radar pueden cambiar entre tres vistas: frontal, plano y perfil; para hacerse una idea completa de la situación. También se puede utilizar por control remoto.

Fuente: CNN

Baterías recargables de alta potencia

Una compañía suiza firma haber desarrollado baterías recargables de zinc-aire capaces de almacenar tres veces la energía de las baterías de ion litio, por volumen, costando solo la mitad. ReVolt, de Staefa, Suiza, planea vender pequeñas baterías "pilas botón" para audífonos a partir del próximo año e incorporar su tecnología en baterías de mayor tamaño, presentando baterías para teléfonos móviles y bicicletas eléctricas en los próximos años. La compañía está empezando a desarrollar también baterías de gran formato para vehículos eléctricos.

El diseño de la batería está basado en la tecnología desarrollada en SINTEF, un instituto de investigación en Trondheim, Noruega. La salida al mercado de ReVolt ha sido financiada y de momento la compañía ha recaudado 24 millones de euros en inversiones. James McDougal, CEO d ella compañía afirma que la tecnología supera el principal problema de las baterías recargables de zinc-aire que, por lo general, dejan de funcionar después de relativamente pocas recargas. Si se puede escalar la tecnología, las baterías de zinc-aire podrían hacer que los vehículos eléctricos fuesen más prácticos, al reducir su coste e incrementar su autonomía.

A diferencia de las baterías convencionales, que contienen todos los reactantes necesarios para general electricidad, las baterías de zinc-aire dependen del oxígeno de la atmósfera para generar una corriente. A finales de la década de los 80, estaba considerada una de las tecnologías de baterías más prometedoras debido a su elevada capacidad de almacenamiento teórica, señala Gary Henriksen, director del departamento de almacenamiento de energía electroquímica del Argonne National Laboratory de Illinois. La química de la batería también es relativamente segura, porque no requiere materiales volátiles, por lo que las baterías de zinc-aire no son propensas a inflamarse como las de ion-litio.

Debido a estas ventajas, hace tiempo que hay en el mercado baterías de zinc-aire no recargables. Pero convertirlas en recargables ha sido todo un reto. En el interior d ella batería, un electrodo de aire poroso absorbe el oxígeno y, con la ayuda de un catalizador en la interfaz entre el aire y un electrolito basado en agua, lo reduce para formar iones hidroxilo. Estos viajan a través de un electrolito hasta el electrodo de zinc, en donde se oxida el zinc; una reacción que libera electrones para generar una corriente. Para la recarga se invierte el proceso: el óxido de zinc se vuelve a convertir en zinc y se libera el oxígeno en el electrodo de aire. Pero tras varios ciclos de carga y descarga, el electrodo de aire se puede desactivar, ralentizando o deteniendo las reacciones del oxígeno.

La batería también puede fallar si se seca o el zinc se acumula de forma desigual, formando estructuras ramificadas que crean un circuito corto entre los electrodos.

ReVolt afirma haber desarrollado unos métodos de control para la forma del electrodo de zinc (utilizando ciertos agentes de unión) y para gestionar la humedad dentro de la pila. También ha probado un nuevo electrodo de aire que tiene una combinación de catalizadores cuidadosamente dispersos para mejorar la reducción de oxígeno del aire durante la descarga y potenciar la producción de oxígeno durante la carga. Los prototipos han funcionado bien para más de cien ciclos y se espera que los primeros productos de la compañía sirvan para doscientos ciclos. McDougal espera aumentar esto hasta una cantidad de entre 300 y 500 ciclos, lo que haría que sirviesen para teléfonos móviles y bicicletas eléctricas.

Fuente: Technology Review

Cargador de Teléfono Universal

La International Telecommunication Union (ITU), un organismo de Naciones Unidas, ha aprobado un nuevo cargador para teléfonos móviles que funcionará en cualquier teléfono.

Según el GSMA cada año se generan unas 51.000 toneladas de cargadores superfluos.
Actualmente la mayoría de los cargadores son específicos para una marca o producto concretos, por lo que la gente suele cambiar de cargador cuando cambian de teléfono. Sin embargo, los nuevos cargadores de bajo consumo duran mucho más.

El GSMA estima también que las emisiones de gases de efecto invernadero se reducirán unos 13,6 millones de toneladas anuales.

"Este es un paso importante de cada a reducir el impacto medioambiental del proceso de carga de los móviles", señaló Malcolm Johnson, director de la Oficina de Estandarización de la Telecomunicaciones de la ITU.

"Los cargadores universales son una solución de sentido común que espero ver en otras áreas", añadió.

El cargador tiene un micropuerto USB en el extremo de conexión, utilizando una tecnología similar a la de las cámaras digitales.

No es obligatorio para los fabricantes adoptar el nuevo sistema de cargadores pero la ITU afirma que algunos ya han acordado hacerlo.

"Planeamos lanzar el cargador universal a nivel internacional durante la primera mitad de 2010", señaló para la BBC Aldo Liguori, portavoz de Sony Ericsson. "Lo incorporaremos en los nuevos productos a medida que vayan saliendo".

Fuente: BBC Technology

Control de movimientos mediante estimulación eléctrica

Un novedoso sistema diseñado para traducir las señales del cerebro en movimientos musculares complejos en tiempo real ha sido presentado en el congreso de la Sociedad de Neurociencia en Chicago. El sistema podría permitir que las personas con daños en la espina dorsal controlen sus propios miembros. Según Krishna Shenoy, neurocientífica de la Universidad de Stanford es un gran avance y supone la primera demostración de un sistema de estimulación eléctrica controlada corticalmente realizando una tarea que finalmente será de utilidad para un paciente humano.

Aunque los daños en la espina dorsal evitan que las señales eléctricas del cerebro lleguen a los músculos, las personas con parálisis por estos daños a menudo tienen intactos los nervios y músculos de sus miembros. Una técnica llamada estimulación eléctrica funcional (FES), en la que unos electrodos implantados aplican una corriente eléctrica para provocar contracciones musculares, ofrece un modo de volver a establecer esta conexión.

Los dispositivos capaces de restaurar la función manual y el control de la vejiga a algunos pacientes con parálisis ya han sido aprobados por la FDA (Food and Drug Administration) en EEUU. Los pacientes utilizan movimientos musculares residuales para controlar conscientemente estos sistemas; un sistema que funciona bien para algunas aplicaciones pero limita la complejidad del movimiento que se puede realizar. Por ejemplo, un dispositivo FES permite a las personas encoger un hombro para activar un movimiento más atrevido con la mano, pero no tienen el suficiente control como para asir objetos.

Ahora, combinando la tecnología FES con implantes cerebrales, los científicos están intentando crear un sistema más intuitivo para controlar los miembros paralizados, de forma que el pensamiento de mover un brazo o asir algo con la mano se traduzca automáticamente en el patrón de actividad eléctrica necesario para realizar ese movimiento. "Es mucho más natural, y si podemos descifrar la actividad en los músculos suficientes, podríamos mover múltiples articulaciones simultáneamente", señala Robert Kirsch, neurocientífico de la Universidad de Case Western Reserve, en Cleveland, Ohio. Un movimiento normal del brazo y la mano implica un movimiento fluido de múltiples articulaciones,.

Christian Ethier, investigador en el laboratorio del neurocientífico Lee Miller, en la Universidad de Northwestern, en Chicago, ha demostrado los primeros pasos hacia esta clase de sistema en monos. Los investigadores dieron a cada mono un anestésico local para bloquear temporalmente la función de los nervios de los flexores en sus brazos. Los animales tenían cables implantados en sus brazos para administrar estímulos eléctricos a los músculos, como harían los nervios, y una fila de electrodos implantada en el cerebro para registrar la actividad eléctrica de la corteza motora.

Primero se entrenó a los monos para asir una bola y ponerla en un agujero a cambio de un premio. Utilizando la actividad cerebral grabada durante esta tarea, los científicos desarrollaron algoritmos especializados de descifrado que traducirían la actividad cerebral relacionada con el movimiento de los diferentes músculos en un estímulo eléctrico para cada uno de los cinco músculos flexores del brazo en tiempo real, permitiendo al mono realizar la tarea. "Podemos predecir qué está intentando hacer el mono con sus músculos y estimular los músculos en función de eso, dando al mono control voluntario a través del ordenador en lugar de sus nervios", señala Miller.

Por lo general, con el brazo paralizado, los animales tuvieron dificultades para completar la tarea, consiguiendo meter la bola en su destino únicamente el 10% d ellas veces, en comparación con el 100% que mostraron antes del bloqueo de los nervios. La activación del sistema FES aumentó la tasa de éxito en los animales paralizados hasta un 77%. Los investigadores mostraron también que podían lograr que el mono moviera la muñeca en distintas direcciones; ahora quieren ver si pueden repetir los resultados con los músculos que controlan el alcance.

Las pruebas con humanos podrían no estar lejos. Los implantes corticales ya se han probado en pacientes humanos. Kirsch y Miller todavía no han establecido un cronograma específico para combinar ambos sistemas –los implantes corticales y los FES– en humanos, pero según Miller, sería técnicamente viable en un año. No obstante, quieren esperar hasta que los científicos hayan desarrollado una versión inalámbrica totalmente implantable del implante cortical, actualmente en desarrollo en la Universidad de Brown. Los implantes actuales tienen cables que sobresalen, lo que aumenta el riesgo de infección y limita la movilidad de los pacientes.

Las investigaciones previas han mostrado que los pacientes con estos implantes pueden controlar un cursor de ordenador y hacer algunos movimientos con un brazo robótico. Aunque esta investigación es especialmente interesante para las personas con miembros amputados, la nueva investigación se puede aplicar también a pacientes con daños en la espina dorsal.

Fuente: Technology Review