jueves, mayo 29, 2008
Láser de terahercios diminuto
La radiación Terahertz o rayos T ha cautivado a investigadores, ingenieros y expertos en seguridad con la promesa de ofrecer una detección química sensible, una transmisión de datos ultrarrápida y la capacidad para "ver a través" de las paredes y la ropa. Sin embargo, hoy en día, los dispositivos de terahercios todavía tienen un uso limitado debido, en parte, a que los ingenieros aún están desarrollando métodos rentables y portátiles para emitir y controlar la radiación.Ahora, según un artículo publicado esta semana en Technology Review, investigadores de la Universidad de Harvard han desarrollado un láser de terahercios basado en un semiconductor que es más pequeño que una uña y, lo más importante, funciona a temperatura ambiente, a diferencia de otros láseres desarrollados anteriormente que era necesario enfriar con tanques de nitrógeno líquido. De este modo es mucho más útil, señala Federico Capasso, profesor de física de Harvard y autor principal del estudio. Un láser como éste que funciona a temperatura ambiente es portátil y, dado que se puede fabricar en masa sobre una lámina, resultaría más económico que otros tipos de láseres de terahercios. Eliminar la necesidad de frío criogénico también hace su uso más fácil y barato."La importancia [de la investigación] radica tanto en el hecho de haber logrado que funcione a temperatura ambiente [...] como en su considerable potencia, de varios órdenes de magnitud por encima de las investigaciones previas", señala Claire Gmachl, profesora de ingeniería eléctrica de la Universidad de Princeton. "El funcionamiento a temperatura ambiente es un gran plus para prácticamente todas las aplicaciones", añade, al hacer que los sistemas sean más fáciles de usar y más rentables. Aún así, todavía se puede mejorar, señala Capasso. A temperatura ambiente, el láser emite, actualmente, un microvatio de energía, pero debería producir al menos un milivatio para servir para las aplicaciones prácticas. El plan de Capasso para lograr más potencia consiste en modificar el diseño. Actualmente, el láser emite la luz a través de una estrecha superficie rectangular en un lado del chip, lo que limita la salida total, pero obligando a la luz a salir por la parte superior del chip, que tiene un área de superficie más amplia que el lateral, se podría impulsar la potencia del láser en un orden de magnitud. Una simple rejilla, añadida durante la construcción del chip, canalizaría la luz hacia el exterior por la superficie de mayor extensión, señala Capasso. Es más, según él, añadiendo al láser un enfriador termoeléctrico relativamente pequeño y barato ganar aún más potencia.
Para saber mas
miércoles, mayo 28, 2008
Cornea artificial que se parece a la córnea natural
Millones de personas de todo el mundo están ciegas debido a una enfermedad o daño en la cornea. Ahora, según un artículo publicado este mes en Technology Review, unos investigadores estadounidenses han diseñado una cornea artificial, hecha de un polímero relleno de agua, que guarda un estrecho parecido con la córnea natural del ojo. En comparación con las corneas artificiales existentes, disponibles en el mercado, el nuevo implante podría reducir las probabilidades de infección y otras complicaciones derivadas de la cirugía.De los aproximadamente 40.000 pacientes que se someten a un trasplante de córnea en los EEUU cada año, la amplia mayoría recibe una córnea de un donante humano. Sin embargo, aunque la cirugía tiene un elevado índice de éxito, la cantidad de tejido donado es limitada y las listas de espera son largas.Para resolver este problema, los investigadores han estado desarrollando córneas artificiales utilizando materiales sintéticos. La que más éxito ha tenido hasta la fecha es la queratoprótesis Dolhman-Doane, que fue aprobada por la FDA en 1992 y ya ha sido utilizada en cientos de pacientes. Consiste en un núcleo de plástico duro transparente rodeado de tejido de un donante humano para ayudar a unir la córnea al ojo. Sin embargo, este implante suele producir infecciones y otras complicaciones, por lo que los pacientes deben tomar antibióticos el resto de su vida. Por ello, la córnea artificial se utiliza sólo como última opción en pacientes que han rechazado ya varios trasplantes de tejido natural de donantes o que no son aptos para una cirugía de transplante de este tipo.En lugar de utilizar plástico duro, el ingeniero químico de la Universidad de Stanford Curtis Frank y su antiguo alumno David Myung han creado una córnea artificial basada en un suave hidrogel. El gel rico en agua consiste en una malla de dos redes poliméricas. La primera red está hecha de polietileno glicol y la segunda de ácido poliacrílico. "Es como intentar rellenar los agujeros de una esponja con otro material", señala Frank. "No puedes separar uno de otro. Se entrelazan de manera inextricable". El material transparente resultante es mecánicamente robusto, a pesar de ser 80% agua. Su elevado contenido en agua, explica el oftalmólogo de Stanford Christopher Ta, es fundamental para permitir que la glucosa y otros nutrientes pasen a través de la córnea y fomenten el desarrollo de células epiteliales sobre la superficie del implante. "Creemos que esto es importante para minimizar los riesgos de infección", señala Ta. "En la córnea natural, la capa epitelial es muy importante para la protección".
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Láser de terahercios diminuto
La radiación Terahertz o rayos T ha cautivado a investigadores, ingenieros y expertos en seguridad con la promesa de ofrecer una detección química sensible, una transmisión de datos ultrarrápida y la capacidad para "ver a través" de las paredes y la ropa. Sin embargo, hoy en día, los dispositivos de terahercios todavía tienen un uso limitado debido, en parte, a que los ingenieros aún están desarrollando métodos rentables y portátiles para emitir y controlar la radiación.Ahora, según un artículo publicado esta semana en Technology Review, investigadores de la Universidad de Harvard han desarrollado un láser de terahercios basado en un semiconductor que es más pequeño que una uña y, lo más importante, funciona a temperatura ambiente, a diferencia de otros láseres desarrollados anteriormente que era necesario enfriar con tanques de nitrógeno líquido. De este modo es mucho más útil, señala Federico Capasso, profesor de física de Harvard y autor principal del estudio. Un láser como éste que funciona a temperatura ambiente es portátil y, dado que se puede fabricar en masa sobre una lámina, resultaría más económico que otros tipos de láseres de terahercios. Eliminar la necesidad de frío criogénico también hace su uso más fácil y barato."La importancia [de la investigación] radica tanto en el hecho de haber logrado que funcione a temperatura ambiente [...] como en su considerable potencia, de varios órdenes de magnitud por encima de las investigaciones previas", señala Claire Gmachl, profesora de ingeniería eléctrica de la Universidad de Princeton. "El funcionamiento a temperatura ambiente es un gran plus para prácticamente todas las aplicaciones", añade, al hacer que los sistemas sean más fáciles de usar y más rentables. Aún así, todavía se puede mejorar, señala Capasso. A temperatura ambiente, el láser emite, actualmente, un microvatio de energía, pero debería producir al menos un milivatio para servir para las aplicaciones prácticas. El plan de Capasso para lograr más potencia consiste en modificar el diseño. Actualmente, el láser emite la luz a través de una estrecha superficie rectangular en un lado del chip, lo que limita la salida total, pero obligando a la luz a salir por la parte superior del chip, que tiene un área de superficie más amplia que el lateral, se podría impulsar la potencia del láser en un orden de magnitud. Una simple rejilla, añadida durante la construcción del chip, canalizaría la luz hacia el exterior por la superficie de mayor extensión, señala Capasso. Es más, según él, añadiendo al láser un enfriador termoeléctrico relativamente pequeño y barato ganar aún más potencia.
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miércoles, mayo 28, 2008
Cornea artificial que se parece a la córnea natural
Millones de personas de todo el mundo están ciegas debido a una enfermedad o daño en la cornea. Ahora, según un artículo publicado este mes en Technology Review, unos investigadores estadounidenses han diseñado una cornea artificial, hecha de un polímero relleno de agua, que guarda un estrecho parecido con la córnea natural del ojo. En comparación con las corneas artificiales existentes, disponibles en el mercado, el nuevo implante podría reducir las probabilidades de infección y otras complicaciones derivadas de la cirugía.De los aproximadamente 40.000 pacientes que se someten a un trasplante de córnea en los EEUU cada año, la amplia mayoría recibe una córnea de un donante humano. Sin embargo, aunque la cirugía tiene un elevado índice de éxito, la cantidad de tejido donado es limitada y las listas de espera son largas.Para resolver este problema, los investigadores han estado desarrollando córneas artificiales utilizando materiales sintéticos. La que más éxito ha tenido hasta la fecha es la queratoprótesis Dolhman-Doane, que fue aprobada por la FDA en 1992 y ya ha sido utilizada en cientos de pacientes. Consiste en un núcleo de plástico duro transparente rodeado de tejido de un donante humano para ayudar a unir la córnea al ojo. Sin embargo, este implante suele producir infecciones y otras complicaciones, por lo que los pacientes deben tomar antibióticos el resto de su vida. Por ello, la córnea artificial se utiliza sólo como última opción en pacientes que han rechazado ya varios trasplantes de tejido natural de donantes o que no son aptos para una cirugía de transplante de este tipo.En lugar de utilizar plástico duro, el ingeniero químico de la Universidad de Stanford Curtis Frank y su antiguo alumno David Myung han creado una córnea artificial basada en un suave hidrogel. El gel rico en agua consiste en una malla de dos redes poliméricas. La primera red está hecha de polietileno glicol y la segunda de ácido poliacrílico. "Es como intentar rellenar los agujeros de una esponja con otro material", señala Frank. "No puedes separar uno de otro. Se entrelazan de manera inextricable". El material transparente resultante es mecánicamente robusto, a pesar de ser 80% agua. Su elevado contenido en agua, explica el oftalmólogo de Stanford Christopher Ta, es fundamental para permitir que la glucosa y otros nutrientes pasen a través de la córnea y fomenten el desarrollo de células epiteliales sobre la superficie del implante. "Creemos que esto es importante para minimizar los riesgos de infección", señala Ta. "En la córnea natural, la capa epitelial es muy importante para la protección".
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lunes 26 de mayo de 2008
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