mercoledì 28 dicembre 2016

Costruita con due atomi la radio più piccola del mondo: Realizzata ad Harvard sfruttando le proprietà dell'azoto.

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Realizzata ad Harvard sfruttando le proprietà dell'azoto, che capta le onde elettromagnetiche delle trasmissioni e le trasforma in luce. Avrà applicazioni di ogni tipo, promettono i suoi ideatori: dalle missioni spaziali ai pc quantistici.

ROMA - Grazie alla sua robustezza potrà essere usata in ogni tipo di ambiente, dalle sonde spaziali per Marte fino al corpo umano, nei pacemaker di nuova generazione, e potrebbe diventare un elemento base per i futuri pc quantistici. La microradio è il risultato del lavoro guidato da Marko Loncar, della Scuola di ingegneria e scienze applicate di Harvard, pubblicato sulla rivista Physical Review Applied.

Nel cuore di tutte le radio, per farle funzionare, deve essere presente un qualche dispositivo capace di "sentire" le onde elettromagnetiche e convertirle in un segnale che possa poi essere inviato alle casse. A svolgere questo ruolo nella nuova radio è un piccolo diamante con al centro una coppia di atomi di azoto. I due atomi sono sensibili alle onde radio in arrivo, a quando vengono "colpiti" vibrano emettendo luce. Un convertitore trasforma poi questi segnali luminosi in corrente elettrica che mette in azione le casse, riproducendo in suono il segnale radio.

Una radio "tradizionale", ma con un cuore piccolissimo e super resistente, che ne rende possibile l'impiego in qualsiasi situazione, dai dispositivi che devono funzionare all'interno del corpo umano, come possono essere i pacemaker oppure i futuri nano-trasportatori di farmaci, a situazioni "estreme" come quelle che deve affrontare una sonda spaziale.

Trasformando il segnale elettromagnetico in luce, il nuovo strumento potrebbe trovare anche applicazioni nei futuri computer quantistici con una funzione simile a quella dei tradizionali modem wi-fi. Il team di Loncar ha anche realizzato un video per spiegare l'idea alla base dell'invenzione. 

Ottenuta la prima cellula staminale sintetica: Offre tutti i benefici evitando i rischi.

Fonte: ANSA Scienze
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Funziona la prima cellula staminale sintetica. È stata realizzata per ottenere tutti i benefici delle cellule staminali, eliminando i rischi. Questa prima versione è una cellula cardiaca, ma la tecnica permette di ottenere cellule staminali artificiali di molti altri organi e tessuti. Descritto su Nature Communications, il risultato si deve al gruppo coordinato da Ke Cheng, della North Carolina State University.

Un approccio innovativo
''E' un approccio interessante e innovativo'' ha osservato il genetista Giuseppe Novelli, rettore dell'università di Roma Tor Vergata. E’ interessante anche, ha aggiunto, ''che sia stato sperimentato sia in vitro sia su topi''. Trapiantate infatti nei topi con infarto del miocardio, queste cellule si sono legate ai tessuti cardiaci e hanno riparato quelli danneggiati, con una efficacia paragonabile a quella delle cellule staminali cardiache.

Una strategia promettente nella medicina rigenerativa
Le terapie con le cellule staminali rappresentano una strategia promettente nel campo della medicina rigenerativa. Queste cellule, infatti, possono riparare tessuti o organi danneggiati, grazie alla secrezione di proteine con proprietà rigenerative. Tuttavia il trapianto di queste cellule è associato con il rischio di sviluppo di tumori e rigetto immunitario. Le cellule staminali artificiali invece hanno le stesse funzioni delle cellule staminali nella riparazione dei tessuti, senza i rischi.

Ottenute con materiale biodegradabile e biocompatibile
Sono state ottenute con un materiale biodegradabile e biocompatibile chiamato Plga (acido lattico co-glicolico) nel quale sono stati aggiunte le proteine prodotte da cellule staminali cardiache umane in coltura. Infine, queste cellule sono state rivestite con la membrana delle cellule staminali cardiache. ''Abbiamo preso il contenuto e il guscio delle staminali - ha osservato Cheng - e li abbiamo confezionati in una particella biodegradabile''. 

lunedì 12 dicembre 2016

Presto etichette 'parlanti' e finestre con previsioni meteo: Grazie a nuova tecnologia per circuiti stampabili.

Fonte: ANSA Scienze
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Finestre 'intelligenti' capaci di mostrare le previsioni meteo della giornata in base alle condizioni esterne. O ancora, etichette 'parlanti' che comunicano la temperatura dei cibi e il loro stato di conservazione. Tutto questo potrebbe diventare realtà grazie ad una nuova tecnologia che permette di stampare circuiti su superfici rigide e flessibili con costi ridotti e una risoluzione dieci volte maggiore a quella offerta dalle tecniche attuali. L'hanno sviluppata i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge (MA, USA), che pubblicano i risultati dei primi esperimenti su Science Advances.

Una nuova tecnologia
Il 'cuore' della nuova tecnologia sta in un 'timbro' spugnoso grande  quanto l'unghia di un mignolo, realizzato grazie  ad una 'foresta' di nanotubi di carbonio rivestiti da una sottilissima pellicola di polimero: questi microscopici cilindri sono stati disposti in maniera ordinata per ottenere disegni più sottili di un capello umano. Grazie a questa porosità,  il 'timbro' può essere attraversato da un 'inchiostro' elettronico formato da una soluzione contenente nanoparticelle di argento, ossido di zinco o nanocristalli semiconduttori. Per rendere il processo di stampa più efficiente, i ricercatori del Mit hanno messo a punto un macchinario con un rullo motorizzato dove scorre il substrato su cui apporre i circuiti: il sistema consente di stampare ad una velocità di avanzamento di 200 millimetri al secondo,  comparabile con quella delle attuali tecnologie di stampa industriale.

sabato 10 dicembre 2016

Come in Matrix, il cervello può interagire con la realtà virtuale: Con stimoli diretti, è riuscito a giocare con un videogioco .

Fonte: ANSA Scienze
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Non e' piu' solo fantascienza l'idea del cervello collegato direttamente al mondo virtuale di una macchina senziente, come immaginato nel film Matrix. I ricercatori guidati da Rajesh Rao, dell'universita' di Washington, sono riusciti a compiere il primo passo per dimostrare, attraverso un  videogioco, che gli esseri umani possono interagire con la realta' virtuale tramite la stimolazione del cervello. Sulla rivista Frontiers in Robotics and AI, gli studiosi descrivono quella che e' la prima dimostrazione di uomini che giocano un semplice videogioco, servendosi dei soli input dati dalla stimolazione del cervello, senza affidarsi a nessun tipo di segnale offerto da vista, udito o tatto.

Come in Matrix
I partecipanti allo studio dovevano farsi strada in 21 diversi labirinti, con due scelte, cioe' se muoversi avanti o sotto, sulla base di quello che sentivano attraverso la stimolazione visiva di un fosfene (cioe' un fenomeno visivo per cui dei puntini luminosi vengono percepiti come macchie o barre di luce). Per segnalare in quale direzione muoversi, i ricercatori  hanno generato un fosfene attraverso la stimolazione magnetica transcraniale. ''La domanda fondamentale e' - si chiede Rao - se il cervello puo' usare informazioni artificiali mai viste prima, e consegnategli direttamente per navigare in un mondo virtuale o eseguire compiti utili senza stimoli sensoriali. La risposta e' si'''. Le cinque persone studiate hanno compiuto i giusti movimenti nei labirinti il 92% delle volte, quando hanno ricevuto il segnale direttamente con la stimolazione al cervello, contro il 15% delle volte in cui non hanno avuto questa guida. Cio' dimostra anche che nuove informazioni che arrivano da sensori artificiali o generati da mondi virtuali possono essere elaborati e fatti arrivare, in modo non invasivo, al cervello per risolvere dei compiti. ''In futuro questa tecnica potrebbe essere usata per aiutare persone con deficit sensoriali, oltre che ad aprire la strada ad una realta' virtuale piu' realistica'', conclude Rao.

mercoledì 7 dicembre 2016

Il motore 'impossibile' EMDrive supera i test alla Nasa: Crea energia dal vuoto violando leggi della fisica.

Fonte: ANSA Scienze
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Il motore 'impossibile' EmDrive capace di produrre energia dal vuoto supera i primi test al centro Johnson della Nasa. I primi risultati pubblicati sulla rivista Journal of Propulsion and power indicano che il dispositivo, che viola alcuni dei principi cardine della fisica, funziona anche se debolmente. Risultati che mettono in fermento l'intera comunità scientifica ma i dubbi sono ancora molti.

Una rivoluzione per l'intera civiltà?
 "Sembra troppo bello per essere vero. Se fosse così sarebbe una rivoluzione per l'intera civiltà", ha detto all'ANSA l'esperto di propulsione spaziale Giancarlo Genta, del Politecnico di Torino. Nato da un'idea dell'ingegnere britannico Roger Shawyer il motore EmDrive sarebbe in grado di produrre una spinta senza espellere nessun propellente. Una tecnologia, che se fosse davvero funzionante, rivoluzionerebbe di fatto l'intero mondo della fisica.

La Nasa ci mette la faccia
Accolto inizialmente dagli addetti ai lavori con ovvia freddezza, EmDrive si sta però adesso ritagliando uno spazio sempre più ampio nel dibattito scientifico. I test fatti in questi anni avevano sempre lasciato spazio ai critici ma le nuove misure eseguite al centro Johnson potrebbero essere un punto di svolta. “Nonostante la spinta misurata sia piccola, sembra esserci davvero qualcosa”, ha aggiunto Genta. “E' ovvio avere ancora tutti i dubbi del caso, un sano scetticismo – ha proseguito – ma adesso c'è uno studio pubblicato su una rivista autorevole e con un'istituzione che ci mette la faccia”. 

lunedì 5 dicembre 2016

Ripartita la caccia alle onde gravitazionali: Con rivelatori più potenti.

Fonte: ANSA Scienze
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E' ripartita la caccia alle onde gravitazionali, le 'vibrazioni' dello spaziotempo, la cui scoperta e' stata annunciata nel febbraio 2016. E' infatti tornato in azione il rivelatore americano Ligo, ulteriormente potenziato e pronto a mettersi in ascolto, e in primavera e' attesa la versione potenziata di Virgo, il rivelatore europeo che si trova in Italia, a Cascina (Pisa), frutto della collaborazione tra Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e Consiglio nazionale delle ricerche francese (Cnrs).

Costruiti nel 2004 e potenziati nel 2015, i rivelatori Ligo (Laser InterferometerGravitational-WaveObservatory) si trovano ad Handford, nello Stato di Washington, e a Livingston, nella Louisiana. Entrambi hanno ripreso a lavorare a pieno ritmo dal 30 novembre, dopo una lunga fase di aggiornamento tecnico, cominciata in gennaio.

I tecnici hanno testato varie configurazioni per cercare di migliorare ulteriormente le prestazioni di entrambi i rivelatori, che adesso sono finalmente pronti a partire per la seconda fase di raccolta dei dati. La prima, che aveva portato alla scoperta delle onde gravitazionali, era avvenuta fra settembre 2015 e gennaio 2016, con un miglioramento di sensibilita' di circa il 25%.

Ancora pochi mesi e alle osservazioni si unira' il rivelatore Virgo, che fa parte dell'Osservatorio Gravitazionale Europeo (Ego). "Tra poco diventera' operativo anche Virgo", ha detto all'ANSA Fulvio Ricci, portavoce della collaborazione Virgo, riferendosi alla versione avanzata del rivelatore (Advanced Virgo).

"La luce gia' 'circola' all'interno dello strumento - ha aggiunto - e siamo nella fase di messa a punto. Dobbiamo ancora lavorare ma l'obiettivo e' di essere operativi in primavera". Virgo e' tecnologicamente identico all'americano Ligo ma con dimensioni leggermente ridotte. "Virgo ha una sensibilita' minore - ha aggiunto Ricci - ma quando Ligo e Virgo lavoreranno insieme saranno in grado non solo di vedere le onde gravitazionali ma indicare con grande precisione da dove sono state generate". Un dato preziosissimo, che servira' per orientare i telescopi tradizionali e tentare di osservare anche in modo 'classico' lo stesso evento registrato dai rilevatori gravitazionali.

domenica 4 dicembre 2016

Osservate le particelle bizzarre previste da Ettore Majorana: Sono contemporaneamente la loro antiparticella.

Fonte: ANSA Scienze
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Sono finalmente un po' meno misteriose le elusive e bizzarre particelle teorizzate dal fisico Ettore Majorana negli anni '30, che sono contemporaneamente anche la loro antiparticella. Per la prima volta è stato possibile infatti dargli un'occhiata da vicino. A riuscirci i fisici guidati da Ernst Meyer, dell'università di Basilea, il cui lavoro è pubblicato sulla rivista npj Quantum Information.

Come Giano, l'antica divinità romana, i fermioni sono particelle bifronti perchè sono contemporaneamente la loro antiparticella, ossia la loro particella speculare nel mondo dell'antimateria, e potrebbero essere utili per trasportare informazioni nei computer quantistici. I fisici svizzeri, con il loro esperimento, hanno confermato la teoria secondo cui le particelle di Majorana possono essere generate e misurate, in un superconduttore, alla fine di filamenti fatti di singoli atomi di ferro. Sono inoltre riusciti a rendere visibile per la prima volta il loro interno.

In un superconduttore hanno fatto evaporare singoli atomi di ferro, che si sono organizzati in una fila fatta di singoli atomi, che ha raggiunto la sorprendente lunghezza di 70 nanometri. I ricercatori hanno poi esaminato queste catene mono-atomiche, e servendosi delle immagini e misure ricavate al microscopio, hanno avuto chiare indicazioni dell'esistenza dei singoli fermioni alla fine di questi fili, sotto certe condizioni e ad una determinata lunghezza. E nonostante la distanza tra le due particelle alla fine della catena, queste risultavano ancora collegate. Insieme formano un nuovo stato esteso attorno a cui l'intero filamento può essere occupato o meno da un elettrone. Una proprietà, conclude lo studio, che può essere adoperata per realizzare i computer quantistici.

Stelle di neutroni aiutano a studiare la fisica quantistica: Visto fenomeno inedito teorizzato 80 anni fa.

Rappresentazione artistica della luce emessa da una stella dei neutroni (a sinistra) viene polarizzata mentre viaggia nel vuoto (fonte: ESO/L. Calçada)
Fonte: ANSA Scienze
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Per capire meglio la fisica quantistica bisogna farsi guidare dalle stelle: quelle di neutroni, per l'esattezza. Questi oggetti celesti estremamente densi, residui di stelle massicce esplose come supernovae, sono infatti dotati di un fortissimo campo magnetico e permettono di osservare fenomeni altrimenti non riproducibili in laboratorio. Ne e' un esempio la stella di neutroni RX J1856.5-3754, distante 400 anni luce dalla Terra, che ha consentito di osservare per la prima volta gli indizi di un effetto quantistico previsto da circa 80 anni e mai rilevato finora, che prende il nome di birifrangenza del vuoto.

La scoperta si deve al gruppo di ricerca internazionale guidato dall'italiano Roberto Mignani, dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) di Milano, che lavora anche presso l'Università polacca di Zielona Gora. Lo studio, in pubblicazione sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, dimostra che lo spazio vuoto attorno alla stella di neutroni risente cosi' tanto del fortissimo campo magnetico del corpo celeste da comportarsi come un prisma, influenzando la polarizzazione della luce che lo attraversa. Il gruppo di Mignani e' giunto a questa conclusione usando le osservazioni della stella di neutroni RX J1856.5-3754 fatte con lo strumento Fors2 del Very Large Telescope (Vlt) dell'Osservatorio europeo meridionale (Eso) in Cile.

''Questo e' l'oggetto piu' debole per cui sia stata mai misurata la polarizzazione'', ricorda Vincenzo Testa, ricercatore dell'Inaf di Roma che ha partecipato all'indagine. ''Questo effetto puo' essere rilevata solo in presenza di forti campi magnetici davvero potenti, come quelli che circondano le stelle di neutroni - aggiunge Roberto Turolla, dell'Universita' di Padova e associato Inaf, che ha partecipato allo studio -. Cio' dimostra, ancora una volta, che le stelle di neutroni sono laboratori preziosi dove studiare le leggi fondamentali della natura''.

martedì 22 novembre 2016

Pochi secondi per caricare lo smartphone, ora diventa possibile: Con super condensatori.

Fonte: ANSA Scienze
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Ricaricare lo smartphone meno di una volta alla settimana impiegando soltanto pochi secondi: il sogno potrebbe diventare realtà grazie ai nuovi super condensatori flessibili sviluppati dagli esperti di nanotecnologie dell'Università della Florida Centrale.

Immagazzinare più energia e più a lungo
Questi dispositivi sono capaci di immagazzinare rapidamente più energia rispetto alle tradizionali batterie al litio, mantenendo la propria stabilità per oltre 30.000 cicli di ricarica: descritti sulla rivista ACS Nano, potrebbero rivoluzionare anche il settore delle tecnologie indossabili e delle auto elettriche.

Super-condensatori
Il segreto di questi super condensatori sta nell'impiego di nuovi materiali bidimensionali con lo spessore di un solo atomo. Molti gruppi di ricerca avevano già provato ad utilizzarli in passato, impiegando ad esempio il grafene, ma nessuno era riuscito a sfruttare il loro incredibile potenziale incorporandoli nei sistemi esistenti fatti con materiali tradizionali.

Milioni di microscopici fili
Il gruppo statunitense guidato da Yeonwoong 'Eric' Jung ha vinto questa sfida tecnologica sfruttando un nuovo approccio di sintesi chimica, che ha consentito di realizzare super condensatori composti da milioni di microscopici fili (con un diametro dell'ordine dei milionesimi di millimetro) rivestiti da materiali bidimensionali: in questo modo, il 'cuore' ad alta conduttività facilita il trasferimento degli elettroni per velocizzare la carica, mentre il rivestimento con i nuovi nanomateriali consente di avere maggiore densità di energia e di potenza.

Più di 30.000 cicli di ricarica E i vantaggi non finiscono qui: se le batterie al litio di un comune smartphone iniziano a 'perdere i colpi' dopo circa 1.500 cicli di ricarica, i nuovi super conduttori mantengono la loro stabilità per più di 30.000 cicli.

Una prova di principio
Il processo produttivo di questi dispositivi, che sarà presto brevettato, ''non è ancora pronto per la commercializzazione - ammette Jung - ma rappresenta un'importante prova di principio: il nostro studio dimostra il forte impatto che potrà avere su molte tecnologie''.

lunedì 14 novembre 2016

Un computer legge il pensiero e lo traduce in testi: Potra' rendere ancora piu' facile dialogare con Google o con Siri.

Fonte: ANSA Scienze
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Il computer 'legge nel pensiero' e traduce quello che abbiamo in mente in testi. E' possibile grazie a una speciale interfaccia che in futuro potrebbe aiutare le persone che non riescono a parlare a causa di malattie o che potra' rendere ancora piu' facile dialogare con Google o con Siri. L'interfaccia e' descritta sulla rivista Frontiers in Neurosciences da Christian Hertf e Tanja Schultz, dell'universita' tedesca di Brema. Per adesso funziona solo grazie a elettrodi impiantati nel cervello, ma e' un primo passo verso future interfacce cervello-computer da utilizzare nella vita di tutti i giorni.

L'esperimento condotto su pazienti con epilessia
''Per la prima volta abbiamo dimostrato che l'attivita' cerebrale puo' essere decodificata e utilizzata per le tecnologie di riconoscimento vocale automatico'', ha detto Hertf. Tuttavia, ha aggiunto ''l'attuale necessita' di impiantare elettrodi nel cervello rende il sistema ancora lontano dal suo utilizzo nella vita quotidiana''. I ricercatori hanno condotto un esperimento su pazienti con epilessia che avevano elettrodi impiantati nel cervello per trattare la loro condizione. I volontari hanno letto un testo mentre la loro attivita' cerebrale e' stata registrata grazie all'elettrocorticografia (Ecog), la tecnica che con degli elettrodi misurato i segnali elettrici delle cellule nervose direttamente sulla superficie del cervello. Nello stesso momento e' stato anche registrato l'audio del testo letto dai partecipanti e questo, grazie a un software, ha permesso di calibrare la cadenza di vocali e consonanti.

Un algoritmo traduce i segnali delle cellule in testo
Queste informazioni sono state utilizzate per mettere a punto e calibrare un algoritmo in grado di decodificare con molta precisione i segnali delle cellule del cervello e trasformarli in un testo. L'esperimento ha dimostrato inoltre che l'elettrocorticografia, per il momento, e' la tecnica piu' utile per mettere a punto questo tecnologia perche', a differenza delle altre tecniche che misurano l'attivita' cerebrale, cattura i segnali direttamente sulla superficie del cervello. Di conseguenza questi ultimi sono piu' 'puri' perche' non filtrati dal cuoio capelluto e dalla pelle.

giovedì 10 novembre 2016

Scimmie paralizzate camminano grazie a chip wireless: Entro 5 anni la sperimentazione sull'uomo.

L'interfaccia cervello-midollo spinale sperimentata con successo sulle scimmie paralizzate e applicata nella foto a un modello di cervello realizzato in silicone (fonte: Alain Herzog / EPFL)
Fonte: ANSA Scienze
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Due scimmie sono tornare a camminare dopo una lesione spinale: è stato possibile grazie a un by-pass wireless capace di raccogliere gli impulsi elettrici nel cervello e inviarli a un chip impiantato nel midollo spinale, 'scavalcando' il tratto interrotto. Coordinata da Grégoire Courtine, del Politecnico di Losanna (Epfl), erealizzata con il contributo degli italiani Silvestro Micera, della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e Epfl, e Marco Capogrosso, di Epfl, la ricerca è stato pubblicata sulla rivista Nature e potrebbe portare entro 5 anni alle sperimentazioni sull'uomo.
"Quando camminiamo il nostro cervello invia, attraverso il midollo spinale, dei comandi per attivare i muscoli. Ma se c'è una lesione nel midollo la trasmissione si interrompe e le indicazioni dal cervello non raggiungono i muscoli. Quello che siamo riusciti a fare è stato ripristinare il collegamento in modo artificiale", ha spiegato Micera.

L'esperimento:
Per farlo i ricercatori hanno impiantato, nella regione della corteccia cerebrale del coordinamento motorio, degli elettrodi capaci di inviare a un computer gli impulsi prodotti dal cervello. I dati in arrivo vengono elaborati e inviati a un altro dispositivo impiantato nel midollo spinale, a valle della lesione, permettendo così l'arrivo dei segnali ai muscoli. Il successo, il primo a farlo inviando i segnali cerebrali attraverso un chip impiantato nel midollo, è stato ottenuto su due scimmie paralizzate che hanno ripreso a camminare in pochi giorni.

Le ricadute per l'uomo:
Un lavoro pionieristico che promette di avere presto importantissime ricadute sull'uomo perché uno dei punti di forza dell'esperimento è quello di aver usato tutti dispositivi già approvati, a quasi, per l'utilizzo sull'uomo. "Impiantare elettrodi direttamente nel cervello e nel midollo spinale richiede attenzioni extra che sono allo studio - ha aggiunto Micera - ma in linea di principio traslare sull'uomo il lavoro già fatto non richiederà molto tempo. Già sono stati autorizzati studi clinici per alcuni aspetti del lavoro". Dal 2006, anno del primo esperimento pensato per registrare con elettrodi l'attività cerebrale per muovere un braccio robot, i progressi nel settore sono stati rapidissimi tanto anche secondo esperti estranei allo studio, come Andrew Jackson, dell'istituto di neuroscienze dell'università britannica di Newcastle, i primi dispositivi sull'uomo potrebbero arrivare già entro 5 anni.
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VIDEO

Pronta la carta del futuro, riscrivibile fino a 40 volte: E' una membrana sensibile alla luce.

Fonte: ANSA Scienze
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La carta cambia look: quella del futuro e' una membrana riscrivibile, che puo' essere stampata e cancellata fino a 40 volte mantenendo una buona risoluzione. L'ha ottenuta in Cina il gruppo dell'universita' di Shandong guidato da Ting Wang e Dairong Chen. Descritta sulla rivista Applied Materials & Interfaces e ripresa dal sito della rivista Science, la membrana ha un aspetto simile a quello della carta, ma e' qualcosa di diverso.

Una membrana flessibile:
I media digitali possono essere prevalenti nella societa' di oggi, ma a volte uno schermo elettronico non basta. La carta resiste ancora in molti campi, per esempio grandi manifesti e striscioni rimangono la norma in occasione di conferenze e fiere. Nel tentativo di ridurre l'impatto ambientale, i ricercatori hanno ottenuto una membrana flessibile a partire da un polimero solubile in acqua e impregnato di ossido di tungsteno: lo stesso materiale utilizzato nelle 'finestre intelligenti' per modulare la quantita' di luce e calore che vi passa.

Stampare con la luce:

La superficie della membrana viene stampata grazie alla luce: viene prima coperta con una matrice sulla quale e' stato intagliato il modello da stampare e poi viene esposta ai raggi ultravioletti, che fanno diventare l'ossido di tungsteno da incolore a blu solo nella parte da stampare. Il cambiamento di colore richiede solo pochi secondi, molto meno rispetto ai precedenti esperimenti con superfici riscrivibili. Inoltre, il modello stampato svanisce naturalmente nel tempo in presenza di ossigeno, ma rimane visibile per diversi giorni in condizioni atmosferiche normali. Le membrane possono anche essere sbiancate in meno di mezz'ora, esponendole all'ozono o al calore. Secondo gli autori la commercializzazione di questa tecnologia sarebbe relativamente semplice, perche' le materie prime necessarie sono tutte gia' disponibili a livello industriale.

martedì 8 novembre 2016

Valvole 'di luce' rendono vicino l'addio al silicio: Primo dispositivo microelettronico senza semiconduttori.

Fonte: ANSA Scienze
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Sempre più vicino il 'pensionamento' del silicio: grazie ai nuovi materiali capaci di 'giocare' con la luce si aprono le porte a una nuova era dell'elettronica con il superamento dei tradizionali semiconduttori e il ritorno delle vecchie valvole, ma in formato micro. E' quanto si prospetta grazie al successo ottenuto da Dan Sievenpiper, dell'università della California a San Diego, e pubblicato su Nature Communications, con il primo dispositivo microelettronico controllato dalla luce.

La 'corsa' alla riduzione delle dimensioni:
Grazie all'introduzione dei transistor, fatti con materiali semiconduttori come il silicio, l'elettronica ha potuto fare in questi decenni un enorme salto verso la miniaturizzazione che sarebbe stato impossibile con le tecnologie precedenti, ossia le valvole. La corsa alla riduzione delle dimensioni, e quindi della potenza degli strumenti a parità di dimensione, ha però ormai raggiunto un limite fisico di fatto invalicabile, limitandone sempre più i progressi. Uno dei maggiori limite è dovuto al fatto che i semiconduttori non permettono alle cariche elettriche di muoversi liberamente ma le sottopongono, nel loro tragitto, a continui 'blocchi stradali'. Una caratteristica necessaria ma che riduce le prestazioni.

'Microvalvole', tecnologia del futuro:
Una rivoluzione potrebbe arrivare però dal 'restyling' di una vecchia tecnologia, le valvole. Sfruttando le caratteristiche dei cosiddetti metamateriali, materiali capaci di manipolare fotoni e elettroni in modi finora impensabili, i ricercatori sono riusciti per la prima volta a costruire un dispositivo simile alle valvole ma miniaturizzato e soprattutto a farlo funzionare usando pochissima energia. Un successo che potrebbe portare nel futuro a sostituire i semiconduttori con queste 'microvalvole' e rivoluzionare il mondo della microelettronica.


venerdì 4 novembre 2016

Il futuro del cinema è la realtà virtuale ibrida: Il pubblico è immerso in uno schermo curvo con immagini 3D.

Fonte: ANSA Scienze
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Il futuro più probabile del cinema potrebbe essere la Realtà virtuale ibrida: il pubblico non indossa i classici caschi che finiscono per isolare gli individui, ma è immerso in uno schermo curvo con immagini 3D. E' come entrare dentro la scena e trovarsi faccia a faccia con i protagonisti.

Il nuovo ambiente virtuale 3D-Hyve è descritto sulla rivista ACM Digital Library dal gruppo dell'università canadese di Montreal coordinato da Tomás Dorta. Vi collabora anche l'italiano Davide Pierini Nei teatri virtuali, ha osservato Dorta, ''gli spettatori indossano caschi e sono isolati dagli altri. Ma questo è in contrasto con l'esperienza collettiva che cerchiamo quando andiamo al cinema''.

I ricercatori lo hanno dimostrato misurando le reazioni di 20 volontari che hanno vissuto entrambe le esperienze: l'immersione' nella realtà virtuale attraverso l'apposito casco e nell'ambiente virtuale ibrido. Il test ha mostrato che ''la gente preferisce la realtà virtuale senza casco perché - ha osservato Dorta - può interagire con gli altri spettatori in tempo reale e condividere le loro impressioni. Le persone che hanno partecipato all'esperimento, ha aggiunto, ''hanno apprezzato l'aspetto sociale dell'esperienza''.

Secondo il ricercatore il casco per la realtà virtuale costringe a guardarsi spesso intorno per esplorare la scena, e questo ostacola la narrazione e l'esperienza cinematografica, mentre con l'ambiente virtuale ibrido non si corre il rischio di perdere qualche azione e offrirebbe la stessa sensazione di 'immersione' e coinvolgimento. Questa tecnologia, inoltre, non è limitata al cinema e al settore dello spettacolo ma, utilizzando come interfaccia un computer, può essere usata anche per mostrare prototipi virtuali. ''Architetti e ingegneri per esempio - ha rilevato Dorta - possono presentare i loro progetti in questo modo. Si può vedere la casa in costruzione passo dopo passo: fino a entrare nelle stanze e persino spostare i mobili".

giovedì 3 novembre 2016

Al Cern la misura più precisa di una particella di antimateria: Misurata la massa dell'antiprotone.

Fonte: ANSA Scienze
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E' stata ottenuta al Cern di Ginevra la misura più precisa di una particella di antimateria, nella quale particelle e atomi hanno la stessa massa ma carica elettrica opposta rispetto a quelli della materia. Gli unici indizi per conoscere questa sorta di 'antimondo', del tutto indistinguibile dal nostro, sono misure di altissima precisione, come quella ottenuta al Cern dall'esperimento Asacusa, frutto di una collaborazione internazionale alla quale l'Italia partecipa con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).

Pubblicato sulla rivista Science, il risultato riguarda la misura dell'antiprotone, ossia della particella-specchio del protone. "E' un passo in avanti nella ricerca di possibili differenze tra alcune caratteristiche delle particelle e delle corrispondenti antiparticelle", ha osservato il coordinatore del gruppo italiano della collaborazione Asacusa, Luca Venturelli, dell'Infn e dell'università di Brescia.

La teoria prevede che le particelle di materia e quelle di antimateria abbiano la stessa massa e carica elettrica uguale ma di segno opposto. "Questo, però, deve essere verificato sperimentalmente", ha osservato Venturelli. Dopo il Big Bang materia e antimateria erano presenti nelle stesse quantità, ma poi la prima ha finito per prevalere per motivi ancora sconosciuti.

"Finora - ha osservato l'esperto - non è stata ottenuta nessuna evidenza sperimentale che ci siano differenze tra le caratteristiche di una particelle e di un'antiparticella. Se dovessimo trovare una seppur piccola differenza sarebbe necessario rivedere tutte le leggi dalle fondamenta. Sarebbe un risultato che ci aiuterebbe a spiegare perchè vediamo solo materia e non antimateria".

Le nuove misure della massa dell'antiprotone sono state ottenute utilizzando atomi di elio antiprotonico alla temperatura bassissima di 271 gradi sotto zero, ossia superiore di appena due gradi rispetto allo zero assoluto. In questo gas un antiprotone occupa il posto degli elettroni che orbitano attorno al nucleo e le basse temperature hanno permesso di osservare l'antiparticella con un dettaglio senza precedenti.

martedì 1 novembre 2016

Cemento 'vivente' si ripara da solo con batteri 'muratori': Per costruire fondamenta più sicure.

Fonte: ANSA Scienze
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Un cemento 'vivente', capace di riparare le lesioni provocate da eventi catastrofici grazie a batteri 'muratori' modificati geneticamente. E' stato progettato dai ricercatori coordinati da Martyn Dade-Robertson, dell'università britannica di Newcastle, e potrebbe essere utilizzato per costruire fondamenta più sicure, capaci di ripararsi e persino di fabbricarsi da sole. Sarà presentato il 29 ottobre negli Stati Uniti, nella conferenza dell'Associazione per la computer grafica (Cad) in Architettura, organizzata ad Ann Arbor.

Un batterio con il Dna sintetico
I ricercatori si sono ispirati al batterio realizzato da un gruppo di studenti della stessa università, chiamato BacillaFilla, in grado di riparare lesioni nel calcestruzzo grazie alla produzione di carbonato di calcio e una colla a base di zuccheri. Il gruppo di Dade-Robertson ha però utilizzato un batterio molto comune, l'Escherichia coli. Il primo passo è stato individuare in esso i geni che rispondono ai cambiamenti di pressione dell'ambiente .
Quindi il Dna è stato modificato in modo da produrre una proteina che si illumina quando si 'accendono' i 122 geni sensibili ai cambiamenti di pressione.
Il terzo passo in programma è sostituire il gene che produce la proteina fluorescente con geni che fabbricano sostanze simili a quelle prodotte dal BacillaFilla e che si dovranno attivare ogni volta che il batterio percepisce movimenti del suolo e cambiamenti nella pressione.

La produzione del 'biocemento' sarà, inoltre, controllata da un software in grado di prevedere come il microrganismo reagisce alle forze nel sottosuolo, come la pressione dell'acqua.
''E' un campo davvero emozionante'' ha osservato Robertson. ''Stiamo cercando di creare un materiale - ha aggiunto - che potrebbe avere ampie applicazioni architettoniche, ad esempio potrebbe essere usato anche per creare le basi degli edifici senza bisogno di scavare trincee e riempirle con il cemento''.

lunedì 31 ottobre 2016

"ALTER EGO. Riflessioni ed aforismi del cuore e della mente" (2016), eBook, pp.144, costo: 6 €.

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Attenzione: L'ebook non viene spedito automaticamente, bensì entro 24 ore a partire dal momento in cui viene effettuato l'acquisto tramite Paypal.
Con questa miscellanea di pensieri (aforismi e riflessioni) ad alto “potenziale soggettivo” (atti a svelare il “lato umano” dell’autore), al lettore, viene lasciata la libertà di sfogliare il libro in qualsiasi punto ed iniziare a leggere ciò che desidera;  senza il timore di perdere quel classico “filo logico conduttore” che lega solitamente l’inizio e la fine di ogni libro (caratteristica letteraria volutamente omessa in quest’opera). L’autore, lungi dalla presunzione di voler impartire qualche “lezione di vita” ai lettori più “esigenti”, affida questi suoi pensieri a tutti coloro che vorranno aprire le proprie menti verso una migliore conoscenza di sé stessi e del mondo in cui viviamo, non attraverso le sue idee e considerazioni personali, ma attraverso ciò che essi stessi saranno in grado di cogliere ed elaborare con il proprio intelletto e le proprie capacità associative, tra gli innumerevoli spunti di riflessione presenti in quest’opera.  Il testo è piuttosto scorrevole e non richiede particolari conoscenze tecnico-scientifiche nel campo della fisica o della chimica (prerogativa invece essenziale per tutti gli altri libri finora pubblicati dallo stesso autore). Immagine di copertina: “Sostanzialità Eterna”, olio su tela, 60cm x 80cm, 1988, di Fausto Intilla.

domenica 23 ottobre 2016

La carta elettronica con i colori dell'arcolbaleno: E' sottilissima e consuma meno energia.

Fonte: ANSA Scienza
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Più sottile di un millesimo di millimetro, pieghevole e capace di 'accendere' l'arcobaleno: ecco il nuovo materiale che apre la strada ai fogli di carta elettronica del futuro. Riflette la luce esattamente come fanno gli schermi dei lettori per e-book che imitano la carta, ma allo stesso tempo riesce a riprodurre tutti i colori di un display a Led, consumando molta meno energia. Lo hanno sviluppato i ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, grazie a una tecnologia descritta sulla rivista Advanced Materials.

Plastica, oro e argento
Il nuovo foglio di carta elettronica contiene plastica PET, oro e argento, e funziona in modo simile ai lettori Kindle, come spiega il ricercatore Andreas Dahlin. ''Non si illumina come un normale display - precisa - ma piuttosto riflette la luce esterna che lo colpisce. Per questo funziona molto bene quando c'è molta luminosità, anche sotto il sole, a differenza dei normali schermi a Led che invece rendono meglio al buio. Allo stesso tempo, necessita soltanto di un decimo dell'energia consumata da un Kindle, che a sua volta usa già molta meno energia rispetto ad un tablet a Led''.

Immagini ad alta risoluzione
Tutto ciò dipende dal modo in cui la luce viene assorbita e riflessa: i polimeri che ricoprono l'intera superficie possono condurre i segnali elettrici su tutto il display, creando immagini ad alta risoluzione. Il materiale non è ancora pronto per delle vere applicazioni pratiche, ma i ricercatori hanno già realizzato e testato alcuni pixel, che usano gli stessi colori rosso, blu e verde che insieme producono tutti i colori negli schermi a Led. I risultati finora sembrano promettenti: il prossimo obiettivo è quello di produrre pixel che ricoprano un'area grande quanto uno schermo.

martedì 18 ottobre 2016

Le prime fibre ottiche 'soffici' per il corpo umano: Fatte di idrogel,permettono di usare luce per stimolare cellule.

Fonte: ANSA Scienze
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Costruite le prime fibre ottiche 'soffici' per il corpo umano. Fatte di idrogel, sono flessibili, elastiche e biocompatibili e permettono di usare la luce per stimolare le cellule, individuare i segni di una malattia o seguirne l'evoluzione. Descritte sulla rivista Advanced Materials, le hanno realizzate i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT), in collaborazione con l'università di Harvard.

La luce per 'accendere' le cellule
Usare la luce per attivare le cellule, e in particolare quelle del cervello, è un campo già molto attivo chiamato optogenetica, che utilizza fibre ottiche per attivare e disattivare specifici neuroni. Tuttavia, ha rilevato Xuanhe Zhao, che ha coordinato il gruppo del MIT, ''il cervello è come una 'palla di gelatina' e le fibre ottiche tradizionali, fatte di vetro, sono molto rigide e potrebbero danneggiare i suoi tessuti''. Se invece queste fibre sono flessibili e 'soffici' come il cervello, ha aggiunto, e ''a lungo termine potrebbero fornire terapie più efficaci''.

Fili di idrogel
Le fibre ottiche flessibili e biocompatibili realizzate dai ricercatori sono così elastiche che possono essere allungate fino a raggiungere una lunghezza sette volte maggiore di quella iniziale. Il segreto è un cuore morbido di idrogel, ossia un gel composto soprattutto di acqua, rivestito di un materiale gommoso ugualmente biocompatibile. I due materiali sono tenuti insieme da una soluzione chimica che funziona come una colla.

Future applicazioni
''Le applicazioni possono essere di forte impatto'', ha detto Zhao. Per esempio queste fibre ottiche potrebbero essere impiantate negli arti di una persona con problemi al movimento di braccia o gambe, per monitorare i miglioramenti in seguito a una terapia. Secondo Zhao, le fibre ottiche potrebbero essere usate anche come sensori che si illuminano in risposta ai segni di una malattia. Questi sensori ottici, ha aggiunto, potrebbero essere utilizzati per esempio, per ''monitorare l'evoluzione di un tumore o di un'infiammazione''.

venerdì 7 ottobre 2016

Pronto il transistor più piccolo del mondo, è senza silicio: Balzo verso la miniaturizzazione.

Fonte: ANSA Scienze
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Sempre più piccoli ma dalle prestazioni sempre più grandi. Sono le caratteristiche richieste ai componenti di computer e smartphone, sempre più potenti, veloci e a basso consumo energetico. In quest'ottica un team di ricercatori dell'Università del Texas, a Dallas, ha sviluppato un transistor dalle dimensioni impensabili, il più piccolo finora mai realizzato, in grado di consumare meno energia rispetto ai suoi predecessori. Il dispositivo, descritto sulla rivista Science, potrebbe segnare l'addio al silicio e un ulteriore passo avanti nella miniaturizzazione dei dispositivi elettronici.

Il prototipo
Il prototipo è il più piccolo transistor finora costruito senza utilizzare il tradizionale silicio, con materiali semiconduttori. Quest'ultimi, indicati dalla sigla Tdm (dicalcogenuri), sono metalli dalle proprietà straordinarie, con caratteristiche intermedie tra i materiali bidimensionali, come il grafene, e quelli tridimensionali, come il silicio. Una peculiarità che rende questi metalli, oltre che estremamente versatili e magnetoresistenti, anche in grado di raggiungere dimensioni piccolissime.

Il limite del silicio
"I transistor di silicio si stanno avvicinando al loro limite dimensionale", ha osservato Moon Kim, dell'Università del Texas e autore dello studio. "La nostra ricerca - ha aggiunto - fornisce nuove informazioni sulla possibilità di andare oltre il limite di scala ultimo della tecnologia dei transistor a base di silicio". Al progetto, coordinato dal Lawrence Berkeley National Laboratory, hanno partecipato le Università della California a Berkeley e di Stanford. Il team californiano ha fabbricato il transistor ed eseguito simulazioni teoriche, mentre la squadra dell'Università del Texas ha fisicamente caratterizzato il dispositivo utilizzando un microscopio a risoluzione atomica.

Porte 'in miniatura'
Il passaggio della corrente nei transistor è consentito da una 'porta', che controlla il flusso di elettroni, chiudendosi o aprendosi in una frazione di secondo. E la porta è un elemento che definisce le dimensioni del transistor. "I più piccoli transistor di silicio disponibili oggi in commercio - ha spiegato Kim - hanno una porta più grande di 10 nanometri", ossia maggiore di 10 millesimi di millimetro. "Il nostro dispositivo invece ha una porta della dimensione di 1 nanometro. In più, ha la caratteristica di avere un consumo energetico ridotto rispetto ai transistor in silicio". "Ciò significa - ha spiegato ancora - che un cellulare costruito con questa tecnologia non dovrebbe essere ricaricato molto spesso". Tuttavia prima che si arrivi alla produzione su vasta scala di tali dispositivi, ha avvertito Kim "ci vorrà tempo e sarà necessario superare molte sfide tecniche".

mercoledì 5 ottobre 2016

In un chip le connessioni del cervello umano: Si apre la strada ai computer che imitano il cervello.

Fonte: ANSA Scienze
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Non e' piu' solo un sogno la realizzazione di un computer che imita il cervello umano. Gli ingegneri guidati da Joshua Yang e Qiangfei Xia, dell'Universita' del Massachusetts Amherst, sono riusciti a replicare per la prima volta le connessioni tra i neuroni (sinapsi) in un nanocircuito. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Nature Materials, apre la strada a computer molto piu' potenti, in grado di elaborare piu' dati e di fare operazioni complesse.

Oltre i circuiti integrati:
Per farlo, i ricercatori hanno usato un memristore, cioe' un interruttore che cambia la resistenza in base alle correnti elettriche applicate. Si tratta di dispositivi che possono immagazzinare ed elaborare informazioni, o svolgere operazioni che vanno oltre quelle dei convenzionali circuiti integrati. ''In sostanza - precisa Michele Muccini, direttore dell'Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) - hanno riprodotto il meccanismo di base delle sinapsi in un sistema non organico, con degli atomi d'argento, copiando l'architettura del cervello''.

Verso i computer neuromorfici:
Cio' significa, ha aggiunto, che si puo' ''usare il movimento degli atomi per far eseguire loro delle funzioni controllate''. Si apre cosi' la strada ad una ''nuova idea di computer, detti neuromorfici, basata sul funzionamento del cervello - conclude - e in grado di elaborare e fare calcoli molto piu' potenti di quelli attuali, di adattarsi meglio alle situazioni inaspettate ed eseguire operazioni piu' complesse''.

mercoledì 14 settembre 2016

Supercomputer pronti a diventare 4 volte più veloci, grazie a un nuovo linguaggio di programmazione.

Fonte: ANSA Scienze
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Anche i supercomputer si stressano. Così accade che quando sono zeppi di lavoro, proprio come gli umani, avvertono la stanchezza, hanno problemi di memoria e di conseguenza rallentano i ritmi. Sono corsi in loro aiuto i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT), realizzando un nuovo linguaggio di programmazione che premette una elaborazione dei dati quattro volte più veloce di quella realizzata con i linguaggi esistenti. I risultati sono stati più che incoraggianti.
Il nuovo linguaggio, chiamato Milk, è stato progettato per i computer paralleli, nei quali più server accedono a una grande quantità di memoria condivisa. L'hanno messo a punto i ricercatori del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT, che l'hanno presentato questa settimana, in occasione della Conferenza internazionale su Architetture e Tecniche di Compilazione Parallela. I supercomputer si trovano ad amministrare una mole sempre più ingente di dati che non riescono più a gestire. E secondo i ricercatori del MIT è arrivato il momento di cambiare passo.    Milk è in grado di facilitare il compito di questi super-elaboratori convertendo codici di alto livello in istruzioni semplificate per gestire poi meglio la memoria.
In sostanza questo nuovo linguaggio di programmazione consentirebbe agli sviluppatori di applicazioni di gestire la memoria in modo più efficiente. Nei test effettuati su diversi algoritmi comuni, i programmi scritti nella nuova lingua sono risultati quattro volte più veloci di quelle scritti nei linguaggi già esistenti. E i ricercatori del MIT hanno fatto sapere che non intendono fermarsi qui, perché ritengono che si possano ottenere risultati ben più soddisfacenti. 

martedì 13 settembre 2016

Identikit di uno dei più rari elementi della Terra: È il Berchelio, radioattivo ed "esplosivo".

Fonte: ANSA Scienze
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A circa 70 anni dalla sua scoperta, uno degli elementi più rari della tavola periodica, il berchelio, non ha più segreti. E' stato infatti messo a punto il suo identikit: è molto radioattivo ed è tra gli elementi più pesanti che si conoscano. Inoltre ha un comportamento elettronico così particolare che i suoi cristalli sono esplosi durante i test perché hanno sviluppato una carica elettrica incredibile. Pubblicato sulla rivista Science, il risultato si deve al gruppo coordinato da Thomas Albrecht-Schmitt, dell'università della Florida.
Chiamato berchelio perché scoperto all'università della California a Berkeley nel 1949, l'elemento numero 97 della tavola periodica fa parte della famiglia degli attinidi, fra gli elementi più pesanti della Terra. A causa della sua radioattività, è molto instabile e i ricercatori hanno dovuto ottenere dei cristalli per bloccarlo ed evitare che il decadimento nucleare distruggesse i campioni. Tuttavia, anche se si è fatto in tempo a studiarli, i cristalli sono andati distrutti ugualmente perché hanno sviluppato una carica elettrica così intensa durante i test che hanno iniziato a lesionarsi poco dopo che sono stati assemblati, fino a quando non sono esplosi davanti agli occhi sorpresi dei fisici. ''Non lo avevamo affatto previsto'' ha detto Schmitt.
L'esperimento ha mostrato che la struttura del berchelio è molto simile a quella di due elementi che sono i suoi 'vicini' di tavola periodica, ossia il californio e il curio, ma è molto diverso da entrambi dal punto di vista elettronico.
Il berchelio è stato in gran parte utilizzato per aiutare a sintetizzare nuovi elementi come il Tennessinio, che è stato aggiunto alla tavola periodica all'inizio di quest'anno, ma finora erano state condotte poche ricerche per conoscere le caratteristiche di questo elemento.

sabato 10 settembre 2016

Stimoli elettrici per 'resettare' gli organi: La bioelettronica contro le malattie, dall'infertilità al diabete.

Fonte: ANSA Scienze
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E' appena agli inizi, ma promette già di mandare in soffitta molti farmaci: la bioelettronica è la nuova strada che molti laboratori, anche in Italia, hanno cominciato a percorrere e che stanno cavalcando colossi come l'azienda GlaxoSmithKline (Gsk) e Google. La scommessa è "resettare" gli organi, regolandone il funzionamento grazie alla stimolazione del sistema nervoso autonomo e poter curare in questo modo diabete, infertilità o asma.
I progetti pionieristici allo studio nel mondo sono presentati a Ginevra, nel convegno internazionale sulla neuroriabilitazione organizzato dalla fondazione svizzera Ibsa. "L'idea delle medicina bioelettronica è rivoluzionaria", ha detto all'ANSA Silvestro Micera, che lavora fra l'Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant'Anna e il Politecnico di Losanna. "Si tratta - ha spiegato - di utilizzare il sistema nervoso simpatico e parasimpatico, ossia la fittissima rete di strade che collega gli organi fra loro in modo complesso ed efficace". Recentemente, ha aggiunto, "si sta scoprendo che questo sistema svolge una funzione fondamentale nel regolare e nel consentire il corretto funzionamento degli organi".
Il punto di partenza è individuare i parametri relativi al funzionamento regolare di un organo in modo da avere un punto di riferimento per ripristinarli in caso di anomalie. "Una soluzione che è l'uovo di Colombo e che potrebbe aprire enormi possibilità per la clinica e la neuroingegneria", ha osservato Micera. E' la "realizzazione di un sogno" di molti pionieri della biolettronica: "posso immaginare - ha detto - di inserire un sistema impiantabile vicino a un organo per curare o alleviare il diabete, l'infertilità o l'asma".
E' un'idea che solo adesso sta cominciando a concretizzarsi. In Italia ci stanno lavorando i bioingegneri della Scuola Superiore Sant'Anna: "abbiamo le prime evidenze che può funzionare e c'è un grandissimo interesse". L'interesse è molto forte ovunque nel mondo: basti pensare che in agosto la Gsk e la Verily (in origine Google Life Sciences) Galvani biotelectronics, con un budget di circa 750 milioni di dollari. Anche la Commissione Europea ha lanciato un progetto nello scorso aprile e lo stesso ha fatto l'agenzia Usa per la ricerca avanzata nella Difesa.

martedì 6 settembre 2016

Atomi 'parlanti' per i computer del futuro: Si scambiano informazioni.

Fonte: ANSA Scienze
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Atomi 'parlanti', capaci di scambiarsi informazioni a distanza, sono i materiali alla base dei potentissimi computer del futuro, basati sulle tecnologie quantistiche che permettono di manipolare il mondo dell'infinitamente piccolo. Usarli nei primi simulatori dei computer quantistici è l'obiettivo del progetto europeo RYSQ da 4,5 milioni di euro, cui partecipano centri di ricerca di 14 Stati membri.
Presentato a Ercolano (Napoli), il progetto finanziato dall'Unione Europea è coordinato da Tommaso Calarco, dell'università tedesca di Ulm. L'obiettivo è sperimentare questi particolarissimi atomi 'parlanti', chiamati atomi di Rydberg, per realizzare i simulatori quantistici, ossia i prototipi dei computer di domani. Al momento questi atomi sono come bambini che stanno imparando a parlare e che usano quindi solo poche parole. I ricercatori vogliono 'addestrarli' per insegnare loro un linguaggio matematico. ''Gli atomi di Rydberg sperimentano uno stato nel quale i loro elettroni sono molto distanti dal nucleo. Questo li rende molto sensibili all' ambiente circostante e in grado di funzionare come antenne'', ha spiegato Francesca Ferlaino, direttore dell'Istituto di Ottica Quantistica all'università austriaca di Innsbruck.
 Nei test condotti all'università di Stoccarda, per esempio, gli atomi sono posti in 'ampolle' vicine e si parlano ''nel senso che - ha spiegato Ferlaino - se uno di essi cambia stato l'altro se ne accorge e si adegua, modificando il suo stato''.
 Grazie alla capacità di dialogare, ha rilevato Calarco, questi atomi potrebbero essere usati nelle comunicazioni quantistiche e nei simulatori specializzati in compiti specifici, ad esempio per sviluppare nuovi materiali. Ma perché possano essere usati in un computer quantistico, ha proseguito, ''questi atomi non devono solo sapersi scambiare informazioni, ma essere in grado di parlare un linguaggio più complesso e che renda possibile programmarli''. La sfida dei fisici, ha osservato Ferlaino, è ''cambiare le proprietà intime degli atomi in modo che imparino a parlare come vogliamo noi''. Su questo sono al lavoro laboratori in tutto il mondo, compresi quelli italiani delle università di Pisa e Firenze e del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr).

Dalla formula relativistica dell'energia, all'equazione di Dirac.

martedì 30 agosto 2016

La prima macchina che impara osservando: Nuova generazione che potrà fare a meno dei programmi.

Fonte: ANSA Scienze
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Per la prima volta una macchina ha imparato semplicemente osservando, senza ricevere alcuna istruzione diretta: è l'ultimo traguardo raggiunto dall'intelligenza artificiale e il primo passo per una nuova generazione di macchine in grado di 'capire al volo' ogni istruzione senza essere programmate. In futuro macchine del genere potrebbero anche capire il comportamento umano, arrivando perfino a prevederlo. A ottenere il risultato, pubblicato sulla rivista Swarm Intelligence, è stata l'università britannica di Sheffield.
 Il metodo che ha permesso di ottenere questo risultato si basa sul gioco dell'imitazione proposto dal papà dei computer, il matematico britannico Alan Turing, per verificare se una macchina sia in grado di 'pensare'.
Mentre il test di Turing consiste in una sfida tra l'uomo e il computer nella quale quest'ultimo vince se viene scambiato per 'umano', l'esperimento dell'università di Sheffield vede in campo un programma di intelligenza artificiale e due sciami di robot, uno dei quali è in grado di apprendere e di imitare i movimenti dell'altro. Il compito in cui ha dovuto cimentarsi l'intelligenza artificiale è stato riconoscere lo sciame che imita l'altro: un obiettivo che la macchina ha raggiunto in pieno, semplicemente osservando con attenzione i movimenti dei robot.
"Il vantaggio di questo approccio è che l'uomo non dovrà più fornire istruzioni alle macchine", ha osservato Roderich Gross, che ha coordinato la ricerca. ''Immaginate che si voglia creare un robot pittore che dipinga come Picasso. Qualcuno - ha spiegato - dovrebbe prima dire agli algoritmi di apprendimento come si fa a dipingere come Picasso. Il nostro metodo non richiede tali conoscenze a priori, dovremmo solo premiare il robot che riesce a dipingere da solo come Picasso".
Macchine in grado di imparare semplicemente osservando, ha detto il ricercatore, potrebbero permettere in futuro di ottenere sistemi di intelligenza artificiale in grado di prevedere il comportamento umano, con applicazioni nel campo della sicurezza, per esempio per scoprire se qualcuno sta mentendo nelle verifiche di identità online.

mercoledì 24 agosto 2016

Pronte le prime batterie da ingoiare: Destinate a future 'navette' del corpo umano.

Fonte: ANSA Scienze
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Sono fatte della stessa sostanza che colora pelle e occhi, la melanina: sono le prime batterie da ingoiare, destinate a dare energia alle future navette capaci di viaggiare nel corpo umano per fare diagnosi e rilasciare farmaci. Presentate nel convegno della Società Americana di Chimica, in corso a Philadelphia, le batterie ingoiabili sono state messe a punto dal gruppo coordinato da Christopher Bettinger, dell'università americana Carnegie Mellon.
''Abbiamo visto che sostanzialmente funzionano'', ha detto uno degli autori, Hang-Ah Park. Con una batteria ottenuta con 600 milligrammi di melanina ''si può alimentare per 18 ore un dispositivo da 5 milliwatt'', ha detto ancora il ricercatore. Una batteria di questo tipo sarebbe sufficiente, per esempio, ad alimentare dispositivi capaci di viaggiare nel corpo umano, come capsule che somministrano farmaci direttamente negli organi giusti o sensori per la diagnosi che inviano dati per 20 ore consecutive prima di degradarsi.
Nel progettare dispositivo come questi, ha osservato Bettinger, si devono considerare i problemi di tossicità ed è per questo che, nel realizzarli, ''dobbiamo pensare a materiali di origine biologica''. Così i ricercatori hanno sperimentato la melanina per realizzare entrambi gli elettrodi della batteria.
Il prossimo passo sarà sperimentare anche altri materiali naturali, come la pectina estratta dalle piante e usata per preparare marmellate e gelatine. A quel punto si potrà pensare al rivestimento delle batterie, con materiali resistenti e non tossici, in grado di farle passare nello stomaco senza danni.

Dal caos le comunicazioni wireless più efficaci: Segnali irregolari e imprevedibili migliorano la trasmissione.

Fonte: ANSA Scienze
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Dal caos potrebbero nascere comunicazioni wireless migliori: usando segnali irregolari e imprevedibili, infatti, la trasmissione può diventare più efficace ed efficiente dal punto di vista energetico. Lo dimostrano i calcoli e gli esperimenti pubblicati sulla rivista Chaos dai ricercatori del Politecnico di Xian, in Cina, in collaborazione con l'Università di Aberdeen, in Gran Bretagna.
In questi anni il settore delle comunicazioni wireless (senza fili) è in continua espansione: basti pensare all'impiego che viene fatto di questa tecnologia attraverso smartphone e tablet. I limiti fisici che caratterizzano questo sistema (come ad esempio la propagazione del segnale per cammini multipli, i rumori di fondo dell'ambiente circostante e le interferenze), tendono però a impedire una trasmissione veloce e con un basso tasso di errori.
Una soluzione potrebbe venire proprio dall'uso di segnali caotici: facili da generare, irregolari, ad ampio spettro e difficili da prevedere, sembrano essere ideali per le comunicazioni, le applicazioni sonar e radar. Anche la trasmissione wireless potrebbe beneficiarne, con nuovi sistemi di trasmissione più affidabili ed efficienti.
''Abbiamo dimostrato che l'informazione trasmessa wireless attraverso un segnale caotico risulta inalterata anche se il segnale ricevuto è pesantemente distorto dai limiti stessi del canale wireless'', spiega H. P. Ren, ricercatore del Politecnico di Xian. ''Abbiamo inoltre dimostrato che il segnale può essere decodificato, così da fornire un'efficiente struttura ai moderni sistemi di comunicazione''.
I test hanno dimostrato a sorpresa che il segnale caotico può codificare ogni sorgente binaria di informazione in modo efficiente dal punto di vista energetico. Il prossimo obiettivo dei ricercatori è quello di uscire dal laboratorio sviluppando prototipi adatti anche al mondo reale delle comunicazioni wireless.

domenica 21 agosto 2016

Un batterio sintetico dimostra che è possibile riscrivere il DNA: Più vicine le forme di vita progettate al computer.

Fonte: ANSA Scienze
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Un batterio sintetico, nel quale una grande parte del DNA è stata rimpiazzata con sequenze progettate al computer, dimostra per la prima volta che è possibile ottenere in laboratorio forme di vita dal materiale genetico interamente progettato al computer e che in natura non esistono. Il risultato, pubblicato sulla rivista Science dal gruppo dell'università di Harvard coordinato da George Church, avvicina notevolmente la possibilità di ottenere organismi capaci di svolgere compiti impossibili per gli esseri viventi che conosciamo.
Si potrebbero progettare, ad esempio, batteri immuni ai virus al servizio delle aziende farmaceutiche o biotecnologiche: non è una banalità, ma un cambiamento che farebbe risparmiare i miliardi di dollari che oggi vanno perduti a causa di queste contaminazioni. Diventerebbe anche possibile controllare il comportamento degli organismi sintetici al di fuori dei laboratori in cui vengono prodotti, evitandone la dispersione nell'ambiente.
Il batterio che apre concretamente la via a questa possibilità è uno dei più comuni, l'Escherichia coli, e il suo patrimonio genetico è stato modificato utilizzando una tecnica equivalente a quella del "trova e sostituisci" utilizzata nei programmi di scrittura. La tecnica consiste nell'identificare alcune "parole" del DNA, ossia piccole sequenze di informazione genetica chiamate codoni e nel sostituirle con sequenze progettate dai ricercatori.
E' anche possibile sostituire più codoni con un'unica sequenza, tanti che i ricercatori sono riusciti a ridurre i codoni da 64 a 57. Sebbene non tutti i 57 codoni sintetici siano in grado di svolgere una funzione, per i ricercatori il risultato dimostra la possibilità di riscrivere completamente il genoma di un essere vivente.

martedì 9 agosto 2016

Realizzato un interruttore in miniatura che converte i segnali elettrici in quelli ottici.

Fonte: ANSA Scienze
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Grazie ad un mix di luce e materia è stato realizzato un interruttore in miniatura che può convertire velocemente i segnali elettrici in quelli ottici, aprendo la strada a dispositivi elettronici più veloci e piccoli. Pubblicato sulla rivista Nature Materials, il risultato della ricerca si deve al gruppo guidato da Jeremy Baumberg, dell'università britannica di Cambridge.
Nell'elettronica, spiegano gli autori, c'è una differenza fondamentale tra il modo in cui le informazioni sono elaborate e il modo in cui vengono trasmesse. Per elaborare le informazioni, le cariche elettriche si muovono su chip fatti di materiali semiconduttori, ma per trasmetterle vengono usati impulsi di luce che viaggiano su fibre ottiche. Per questa ragione bisogna convertire i segnali elettrici in quelli ottici, ma gli attuali sistemi di conversione sono molto lenti. Per rendere la conversione più veloce i ricercatori hanno costruito un interruttore che utilizza particelle molto particolari, che sono un mix fra la luce e la materia. Chiamate polaritoni, sono formate da particelle di luce accoppiate con gli elettroni di un materiale semiconduttore.
Il primo passo è stato ottenere queste particelle ed è stato possibile intrappolando la luce in un sistema di specchi nel quale sono state sistemate lamine sottili di semiconduttori. In questa trappola la particella di luce rimbalza da un lato all'altro fino a quando non riesce a colpire gli elettroni del materiale semiconduttore e quando questo accade avviene il mix. In un secondo esperimento le particelle sono state disposte in una piccola cavità, dove hanno formato tutte insieme una sorta di 'condensa', simile a quella che si forma quando c'è molta umidità.
La caratteristica di questa condensa è quella di poter ruotare sia in senso orario sia antiorario in modo controllato, grazie all'applicazione di un campo elettrico. In questo modo il sistema funziona come un interruttore, che unifica in un unico dispositivo le proprietà elettroniche e ottiche, e che può essere usato per convertire velocemente i segnali elettrici in quelli ottici.

venerdì 22 luglio 2016

Cellule trasformate in computer viventi: Programmate per 'ricordare' e reagire, aiuteranno ambiente e medicina.

Fonte: ANSA Scienze
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Le cellule viventi diventano come computer, capaci di 'ricordare' e reagire agli stimoli: le hanno programmate così gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT), sfruttando complessi circuiti biologici fatti con geni ed enzimi. Presentate sulla rivista Science, potranno essere utilizzate come sensori ambientali, oppure come 'cimici' per studiare il differenziamento delle cellule o per monitorare l'evoluzione delle malattie come il cancro.
 ''La possibilità di registrare e rispondere non solo a una combinazione di eventi biologici, ma anche al loro ordine temporale, apre a numerose applicazioni'', spiega il coordinatore dello studio, Nathaniel Roquet. ''Conosciamo molto bene i fattori che regolano il differenziamento di specifici tipi di cellule o la progressione di certe malattie - sottolinea il ricercatore - ma sappiamo ben poco della loro tempistica: questa è una nuova area di indagine in cui adesso possiamo tuffarci grazie a questi dispositivi''.
 Le nuove cellule-computer sono semplici batteri Escherichia coli programmati per ricordare, nel giusto ordine, fino ad un massimo di tre stimoli esterni (ma in futuro potrebbero diventare molti di più). Una volta che la cellula viene risvegliata dall'input, al suo interno si genera una serie di reazioni a catena che coinvolgono due enzimi (chiamati ricombinasi) che agiscono sul DNA memorizzando l'evento e scatenando l'eventuale risposta.
La versione più semplice del sistema, quella che risponde a due input, è dotata di un circuito biologico che può assumere cinque configurazioni: nessun segnale, segnale A, segnale B, segnale A seguito da B e segnale B seguito da A. I ricercatori hanno realizzato anche circuiti biologici più complessi che ricordano e reagiscono a tre input assumendo 16 possibili configurazioni, tutte facilmente riconoscibili se nel DNA si inseriscono geni per la produzione di proteine fluorescenti che fanno illuminare le cellule come dei semafori.

giovedì 21 luglio 2016

Nuovo esperimento conferma la sovrapposizione di stati anche per i nutrini.

Fonte: ANSA Scienze
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Le particelle piu' sfuggenti mai osservate, i neutrini, confermano per la prima volta alcuni fenomeni alla base della meccanica quantistica. Lo fanno grazie a un esperimento americano condotto di Joseph Formaggio, dell'Istituto di Tecnologia del Massachusetts (Mit) e il risultato, pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, apre un nuovo spiraglio per esplorare le regole bizzarre del mondo quantistico, dove un oggetto puo' assumere due stati diversi contemporaneamente.
I dati che hanno permesso di osservare il comportamento dei neutrini prodotti dal Fermilab di Chicago e inviati per 730 chilometri fino al rivelatore dall'esperimento Minos (Main Injector Neutrino Oscillation Search).
 Sin da quando vennero proposti, i principi alla base della meccanica quantistica (la teoria proposta per spiegare le 'stranezze' delle particelle elementari) sollevarono un grande dibattito nella comunita' scientifica. Tutto questo perche' per poter capire i quanti bisognava rimettere in discussione l'intera logica 'normale' e introdurre concetti 'bizzarri', come la possibilita' che una particelle potessero trovarsi allo stesso tempo in due condizioni diverse.
 "Sono regole difficili da digerire pero' funzionano", ha detto Antonio Masiero, vice presidente dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), e i dati ottenuti dall'esperimento Minos lo confermano nuovamente. "La novita' - ha aggiunto Masiero - e' che a dimostrare uno dei principi fondamentali della meccanica quantistica questa volta sono stati i neutrini".
 L'idea dei ricercatori americani e' stata quella di verificare che anche i neutrini, cosi' come gia' confermato per i fotoni, possono trovarsi in quella che viene detta una sovrapposizione di due stati, ossia la loro condizione che rimane sconosciuta fino a quando non vengono esaminati dall'osservatore. "In realta' per farlo non hanno realizzato un esperimento ad hoc - ha proseguito Masiero - ma semplicemente studiato i dati ottenuti da un esperimento ideato per esplorare altre proprieta' dei neutrini, quella di poter cambiare 'pelle'".

mercoledì 20 luglio 2016

L'occhio umano riesce a vedere singole particelle di luce: Nuova prospettiva per lo studio dei circuiti nervosi della vista.

Fonte: ANSA Scienze
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Altro che la super vista degli eroi dei fumetti: l'occhio umano è naturalmente in grado di riconoscere le singole particelle di luce, i fotoni. E' quanto dimostra un curioso esperimento condotto alla Rockefeller University di New York: i risultati, pubblicati su Nature Communications, offrono una nuova prospettiva per studiare i circuiti nervosi che collegano la retina al cervello, con importanti implicazioni per la vista.
Sulle reali potenzialità dell'occhio umano si discute ormai dagli anni Quaranta, quando alcune ricerche pionieristiche dimostrarono per la prima volta la capacità di riconoscere debolissimi segnali luminosi formati da sette o al massimo cinque fotoni. Da allora, però, nessuno è stato in grado di dimostrare se la vista dell'uomo fosse in grado di riconoscere il singolo fotone, anche a causa delle limitazioni sperimentali legate alle tecnologie necessarie per produrre le particelle di luce..
Per risolvere la questione, i ricercatori coordinati da Alipasha Vaziri hanno realizzato uno speciale strumento che sfrutta i principi dell'ottica quantistica per sparare due fotoni alla volta, uno diretto verso l'occhio umano e l'altro verso un rivelatore, ovvero una telecamera ad alta sensibilità. Questo macchinario è stato usato per mettere alla prova un gruppo di volontari, chiamati a riconoscere le volte in cui veniva sparato un fotone e le volte in cui invece veniva lanciato un segnale 'bianco', cioè un falso segnale privo di fotoni..
I risultati ottenuti dopo oltre 30.000 tentativi dimostrano che il numero di segnali riconosciuti è superiore a quello che si sarebbe avuto per pura casualità. L'obiettivo dei ricercatori ora è quello di avviare nuovi studi che permettano di fare luce sui circuiti nervosi che consentono all'occhio di avere questa sorprendente sensibilità.

martedì 19 luglio 2016

L'hard disk più piccolo del mondo: Memorizza i bit negli atomi, tutti i libri dell'umanità in un francobollo!

L'hard disk più piccolo del mondo è largo 96 millesimi di millimetro e alto 126 (fonte: TU Delft/Ottelab)
Fonte: ANSA Scienze
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Hard disk più piccolo del mondo, immagazzina bit in atomi Minuscolo e super-efficiente, decisivo per miniaturizzazione Immaginate di prendere tutti i libri scritti nella storia dell'umanità e di immagazzinarli in uno spazio grande quanto un francobollo. E' questa l'incredibile potenza dell'hard disk più piccolo del mondo, capace di sfruttare gli atomi per memorizzare i bit con una densità 500 volte maggiore rispetto ai migliori dispositivi attualmente in commercio. Lo hanno realizzato i ricercatori del Kavli Institute of Nanoscience presso l'Università di Delft, nei Paesi Bassi, che ne illustrano caratteristiche e potenzialità sulla rivista Nature Nanotechnology.
 ''Si tratta di un passo avanti molto importante'', spiega Luca Trupiano, tecnologo dell'Istituto di Scienza e Tecnologia dell'Informazione 'A. Faedo' del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) di Pisa. ''Anche se al momento questo hard disk funziona solo in laboratorio, ed è ben lontano dalla produzione industriale, avvicina la possibilità di creare dispositivi elettronici portatili dalla memoria infinita, così come infrastrutture e datacenter più piccoli con consumi energetici più bassi''.
 La parola chiave è miniaturizzazione, sempre più importante in un mondo che produce oltre un miliardo di gigabyte di nuovi dati al giorno. La soluzione al problema sta nell'infinitamente piccolo, come aveva teorizzato il fisico premio Nobel Richard Feynman. Fu lui, nel 1959, a lanciare per primo la sfida ai colleghi durante un convegno, ipotizzando che si potesse immagazzinare un'informazione per atomo. Proprio in suo onore, i ricercatori olandesi hanno usato la loro nuova tecnologia per memorizzare uno stralcio di quel discorso su un'area di soli 100 milionesimi di millimetro.
 Il segreto di questa super memoria sta in una piccola superficie di rame, sulla quale gli atomi di cloro si dispongono formando una scacchiera: quando manca un atomo, si forma uno spazio vuoto, che può essere riempito trascinando gli atomi vicini con l'ausilio dell'ago di uno speciale microscopio a effetto tunnel. Proprio come accade con le tesserine numerate del gioco del 15, i buchi possono essere spostati, formando così uno schema preciso che forma bit, lettere, parole e perfino testi interi. Gli spazi vuoti possono essere sistemati anche in modo da formare dei segnali (simili a Qr code) che forniscono informazioni, ad esempio indicando se c'è un guasto dovuto ad un difetto a livello atomico.
 Grazie a questa tecnologia, i ricercatori sono riusciti a sviluppare una memoria di un kilobyte, dove ognuno degli 8.000 bit è rappresentato dalla posizione di un singolo atomo. Una prova di principio importante, dunque, che però è ancora lontana da applicazioni pratiche: l'hard disk, infatti, funziona al momento solo in condizioni di vuoto spinto a 200 gradi sotto zero.