Come trasformare il legno in un osso artificiale e biocompatibile più efficiente di qualsiasi materiale di sintesi.

Fonte: Il Sole 24 Ore

Sulla via Emilia si costruisce il futuro

(Titolo originle)

La pietra filosofale del Ventunesimo secolo prende forma lungo la via Emilia. Qui, nei laboratori di Cnr e Università la ricerca fondamentale sta dando nuova vita ai materiali ridisegnando i confini tra tessuti viventi e sintetici che produrranno le innovazioni di domani. Un'eccellenza, questa, fotografata nel Rapporto Emilia Romagna in edicola oggi con Il Sole 24 Ore.A Faenza, nei nuovi laboratori del Parco Torricelli dell'Istec, l'Istituto di scienze e tecnologie dei materiali del Cnr, Anna Tampieri è riuscita trasformare il legno in un osso artificiale e biocompatibile più efficiente di qualsiasi materiale di sintesi. "L'osso umano, come tutti i materiali viventi è organizzato in maniera asimmetrica per sopportare meglio i carichi verticali – spiega Tampieri che coordina il programma "Projects" – mentre la struttura a canalicoli tipica del legno è molto più simile". Il "trucco" dei ricercatori faentini è stato bruciare campioni di legno in assenza di ossigeno per mantenere il carbonio che compone la cellulosa, ma poi immettere nuovi materiali per trasformarlo, con un processo simile alla fossilizzazione in silicati e successivamente fosfati del tutto simili allo'osso naturale ed estremamente leggero e resistente. I risultati sono talmente promettenti che al Torricelli già si pensa di avviare, in autunno un laboratori interdisciplinare per lo sviluppo di nuove protesi che dovrebbe vedere anche la collaborazione dell'Ospedale Rizzoli di Bologna. A Faenza, tradizionalmente terra di ceramica, oggi però di guarda anche ai nanomateriali magnetici e ad idrossiepatiti in grado di fungere da impalcature per le cellule staminali che un giorno potrebbero produrre nuovi organi. Più a Nord sulla via Emilia, Nei laboratori dell'S3, il centro Cnr-Infm di nanoStrutture e bioSistemi per le Superfici presso l'Università di Modena e Reggio Emilia, si progettano le nuove interfacce destinate a far dialogare cellule viventi e sistemi elettronici. "Uno dei campi più promettenti è lo studio dell'interazione tra proteine e superfici, come quelle che stiamo approfondendo con il progetto ProSurf– spiega Elisa Molinari, direttrice del centro che ha un budget annuale di oltre 2,5 milioni di euro, per oltre il 60% provenienti da fondi privati e bandi europei –. Si tratta di ricerca di base e i primi risultati ci permettono già di capire i processi fondamentali. Ci aspettiamo però, anche risultati che nei prossimi anni apriranno la strada a una nuova generazione di sensori per la diagnostica e a strategie terapeutiche basate sulle nanotecnologie". L'interazione tra strutture biologiche e inorganiche è uno dei campi d'elezione del centro e apre a innovazioni dirompenti in molti campi. Oltre allo studio di materiali nanostrutturati per comporre vere e proprie impalcature in grado di guidare la rigenerazione dei tessuti, i cervelli dell'S3 puntano a utilizzare le molecole biologiche in modi radicalmente nuovi. I gruppi di Rosa Di Felice e Paolo Facci, ad esempio, hanno già ottenuto ottimi risultati nello sviluppo di "Dna nanowires", fili del diametro di pochi milionesimi di millimetro, che si basano su molecole di Dna. L'idea è utilizzarle non per trascrivere il codice genetico, ma per indirizzare organizzare nello spazio vari componenti. Un lavoro sofisticatissimo a cavallo tra biologia molecolare e nanotecnologie che promette di dar vita ai processori elettronici superveloci di domani. "Combinare la ricerca fondamentale con progetti più applicativi si sta dimostrando una scommessa vincente – osserva Molinari – perché non riusciamo solo ad attirare fondi per le ricerche d'avanguardia, ma anche talenti che vogliono misurarsi con problemi di frontiera, come Stefano Corni, che ha recentemente prodotto nuovi metodi per simulare, al calcolatore, il comportamento di superfici bio-inorganiche, e Stefano Zapperi, vincitore del premio europeo Marie Curie per l'eccellenza nella ricerca, che elabora modelli e di sistemi compositi e nanomeccanici".
30 giugno 2009

STAMINALI: TROVATA LA CELLULA 'MADRE' DA CUI NASCE IL CUORE.

Fonte: ASCA

(ASCA-NOEMATA) - Roma, 2 lug - Individuata la cellula staminale ''madre'' del cuore: lo studio arriva dall'Harvard Stem Cell Institute di Cambridge (Massachusetts), ed e' stato pubblicato su Nature. I ricercatori hanno identificato, infatti, una singola cellula embrionale capace di differenziarsi nei tre diversi tipi cellulari da cui si forma il muscolo cardiaco. ''Si tratta di una scoperta semplice ma molto importante - afferma Kenneth Chien, autore della ricerca - che ci permette di comprendere come il cuore umano e' costruito, come e' fatto, quali sono le cellule progenitrici che gli permettono di formarsi''. Una scoperta, oltretutto, che ha enormi implicazioni: studi futuri potrebbero consentire lo sviluppo di tecniche di riparazione e rigenerazione dei tessuti cardiaci danneggiati per chi ha problemi congeniti al cuore o di chi e' stato vittima di un infarto. red/sam/rob

Notizie smarrite: Marzo 2006, l'ESA annuncia di aver misurato in laboratorio un campo gravitomagnetico.

Fonte: Dedalonews

Un gruppo di scienziati finanziati dall’Agenzia spaziale europea (ESA) ha misurato per la prima volta in laboratorio l’equivalente gravitazionale di un campo magnetico. I dati rilevati, in certe condizioni si discostano da quelli previsti dalla teoria generale della relatività e potrebbero aiutare a fare un passo avanti nella teoria quantica della gravità per descrivere le forze in gioco nell’universo.

Come il movimento di una carica elettrica genera un campo magnetico, così quello di una massa produce un campo gravitomagnetico. Secondo la teoria generale della relatività di Einstein, l’effetto di questo campo dovrebbe essere del tutto trascurabile. Martin Tajmar del centro ricerche austriaco ARC Seibersdorf Research Gmbh, assieme con Clovis de Mator dell’ESA ed altri ricercatori, sono invece riusciti a misurare questo effetto. L’esperimento è stato condotto utilizzando un anello di materiale superconduttore in rotazione a 6.500 giri al minuto.

I superconduttori sono materiali che perdono la resistenza elettrica a basse temperature e, se in rotazione, producono u debole campo magnetico. Misure precedenti sui vettori di corrente nei superconduttori avevano rilevato una discrepanza tra la massa misurata e quella prevista dalla teoria dei quanti. Questa differenza, grazie all’esperimento appena condotto, può essere spiegata dall’apparizione di un campo gravitomagnetico nel superconduttore in rotazione. Piccoli sensori di accelerazione posti in vari punti nei pressi del superconduttore hanno registrato un campo di accelerazione che sembra prodotto dal gravitomagnetismo. In particolare, il campo registrato è cento milioni di trilioni di volte maggiore di quanto previsto dalla teoria della relatività.Se i risultati saranno confermati, l’effetto gravitomagnetico prodotto potrebbe gettare le basi di un settore tecnologico completamente nuovo, con potenziali ricadute sia in tecnologie spaziali che in terrestri. Le proprietà elettromagnetiche dei superconduttori sono spiegate dalla teoria dei quanti assumendo che le particelle portatrici di energia, i fotoni, aumentano di massa. Perfezionando, parallelamente agli esperimenti, il modello teoretico, Tajmar e Matos sono giunti alla conclusione che le particelle gravitazionali, i gravitoni, parallelamente ai fotoni aumentano di massa e in questo modo il campo gravitomagnetico può essere modellato.I risultati della ricerca, che arrivano dopo oltre 250 esperimenti, sono stati presentati il 21 marzo nello stabilimento olandese ESTEC dell’ESA (nella foto, il laboratorio dove sono stati condotti gli esperimenti).

Articolo originale in inglese: http://www.esa.int/esaCP/SEM0L6OVGJE_index_0.html

Fulmini: ogni anno nel mondo ne rimangono uccise più di 1000 persone.

Fonte: la Repubblica

Fulmini, dal Congo alla Florida: ecco dove colpiscono.
La Nasa ha realizzato la mappa dettagliata delle zone della Terra più a rischio.

L'obiettivo è scientifico ma anche pratico: evitare che ogni anno vengano uccise più di 1000 persone.

(di LUIGI BIGNAMI)

Negli ultimi due giorni in India sono morte 35 persone colpite da fulmini. Negli Stati Uniti altre undici nel solo mese di giugno. Sono oltre mille le persone che ogni anno nel mondo vengono uccise da un fulmine. Ecco perché la Nasa tiene continuamente aggiornata la mappa di quelli che cadono sulla Terra. L'ultima, ancora una volta, conferma la pericolosità proprio dei due Paesi dove negli ultimi giorni si sono verificati gli incidenti più gravi. In alcune aree, infatti, possono cadere anche 40-50 fulmini per chilometro quadrato all'anno. Ma è il bacino del Congo, tuttavia, nel cuore dell'Africa, il luogo in cui le saette raggiungono numeri da record: anche 70-80 e più per chilometro quadrato all'anno. I dati provengono da alcuni satelliti in orbita attorno alla Terra che dal 1995 rilevano le scariche elettriche prodotte della saette. "In ogni istante della giornata ci sono almeno 2.000 temporali in attività nel mondo, producono circa 100 fulmini al secondo", spiega Hugh Christian dell'Earth Science and Applications Nasa/Marshall Space Flight Center. I rilevamenti dicono che l'Africa Centrale è la zona più colpita al mondo. Qui si verificano temporali quasi tutti i giorni, si formano in seguito al fluire dell'aria che giunge dall'Oceano Atlantico e che, incontrando gli altopiani che si trovano nel cuore del continente, sale verso l'alto e produce imponenti nubi. Un fenomeno più o meno simile avviene anche sull'Himalaya. Colpisce, invece, che anche la Florida sia particolarmente battuta dai fulmini. La spiegazione sta nel fatto che la penisola si trova nel mezzo di due correnti d'aria opposte: una proviene da est, l'altra da ovest, incontrandosi spingono l'aria verso l'alto producendo consistenti nubi temporalesche.
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Sui mari, invece, i fulmini sono assai più rari che sulla terraferma. Ciò dipende dal fatto che impiegano molto tempo a riscaldarsi durante il giorno e dunque non raggiungono le temperature elevate che si registrano sui suoli, fondamentali per la formazione dei temporali. Nonostante si conoscano le cause generali che portano alla formazione dei fulmini, i particolari sono ancora oggetto di ricerca. Si sa, ad esempio, che all'interno delle nubi temporalesche le turbolenze dell'aria producono piccolissimi granuli di ghiaccio e gocce d'acqua che si muovono le une attorno alle altre, spesso collidendo tra loro. Ma rimane da spiegare il perché le cariche elettriche positive si accumulano sulle particelle più piccole (inferiori a 100 micrometri di diametro), mentre quelle negative crescono sulle particelle più grandi. Il vento e la forza di gravità separano i due grandi gruppi di particelle (quelle negative, più grosse e quindi più pesanti si accumulano nelle parti più basse delle nubi), così che si viene a creare un enorme potenziale elettrico all'interno delle nubi o tra una nube e l'altra. Il fulmine è la scarica che si crea in seguito a tale disparità elettrica. Poiché anche il suolo, per riscaldamento, può caricarsi di particelle positive ciò spiega perché si possono formare fulmini tra la parte inferiore delle nubi e il terreno. Dunque le carte dei fulmini che continuamente vengono aggiornate dalla Nasa non hanno solo un valore scientifico, ma anche pratico. Permettono di identificare le aree a maggiore rischio per il traffico aereo, per i grandi depositi di idrocarburi altamente infiammabili, per la prevenzione degli incendi boschivi e per tutti i lavori che vengono svolti all'aperto.

Al Fermilab è stato osservato un nuovo tipo di barione

Fonte: Galileo

Al Fermilab è stato osservato un nuovo tipo di barione, formato da due quark strange e da uno bottom.

Due strange più un bottom, e la nuova particella è fatta. La ricetta ha portato alla produzione e osservazione di Omega-sub-b, un nuovo barione, ovvero una particella formata da tre quark come i protoni e i neutroni. Lo studio internazionale che ha portato a questa scoperta e a cui partecipano oltre 600 fisici di tutto il mondo, chiamato esperimento Cdf, è stato realizzato al Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) e pubblicato sulla rivista Physical Review D.
L'ultimo arrivato nel “sistema periodico dei barioni” era stato previsto nel Modello Standard, la teoria quantistica che descrive le particelle elementari e le loro interazioni. Questa inedita combinazione di quark, due della famiglia strange e uno della famiglia bottom, è stata prodotta attraverso miliardi di collisioni tra protoni e antiprotoni, generate nell'acceleratore di particelle Tevatron del Fermilab. Si tratta di una particella molto pesante che però ha una vita molto breve. Infatti, una volta prodotta, viaggia per una frazione di millimetro prima di decadere in una forma più leggera e questo decadimento avviene in poco più un trilionesimo di secondo.
In realtà non si tratterebbe della prima osservazione; a quanto pare lo scorso agosto nell'ambito dell'esperimento Dzero, realizzato sempre dal Laboratorio Fermi, era stata annunciata l'osservazione di una particella Omega sub-b ma con massa diversa da quella prevista dal Modello Standard. “Nonostante i nuovi risultati annunciati dal Cdf concordino con le aspettative teoriche, nuovi studi sono necessari per risolvere il rebus creato da questi risultati contrastanti”, hanno spiegato i ricercatori. L'osservazione e la misurazione delle proprietà di questi composti di quark è fondamentale per svelare i segreti della formazione della materia che compone il mondo in cui viviamo. (c.v.)
Riferimenti: Physical Review D arXiv:0905.3123v1

Ecco perché la Via Lattea non ha compagne

Fonte: Le Scienze

La nostra galassia era l'unica a essere immersa in una massa di materia oscura sufficiente a trattenere i gas che andarono poi a costituire le protostelle.

Per quale motivo le galassie come la Via Lattea hanno così poche compagne o galassie satelliti? A questa domanda hanno cercato di dare risposta gli astronomi del Consorzio Virgo, guidato dall'Institute for Computational Cosmology (ICC) della Durham University, grazie a una simulazione al computer nell'ambito di un nuovo programma di ricerche denominato "Our Cosmic Origins" che combina calcoli teorici e osservazioni di galassie per ricostruire l'evoluzione della Via Lattea.
"I calcoli mostrano che centinaia di migliaia di piccoli ammassi di materia oscura dovrebbero orbitare attorno alla nostra galassia, ma evidentemente essi non formarono galassie. Possiamo dimostrare che per queste galassie potenziali fu impossibile sopravvivere al calore estremo generato dalle prime stelle e dai primi buchi neri.”
In sostanza, spiegano i ricercatori, il calore generato poteva traggiungere una temperatura tra 20.000 e 100.000 gradi, facendo “evaporare” tutto il gas contenuto nelle piccole proto-galassie. La Via Lattea primordiale, per contro, era immersa in una massa di materia oscura sufficiente a trattenere la materia prima che sarebbe poi andata a formare le stelle.
Secondo Carlos Frenk, che ha partecipato alla ricerca: "La validità del Modello Standard dell'universo fornisce i cardini su cui costruire una spiegazione soddisfacente per l'attuale configurazione della nostra galassia. Fornendo una spiegazione 'naturale' dell'origine delle galassie, le simulazioni corroborano l'ipotesi di una materia oscura 'fredda' come migliore candidato per la massa mancante dell'universo”.
I risultati sono stati presentati alla conferenza “Unity of the Universe” in corso presso l'Istituto di gravitazione e cosmologia dell' Università di Portsmouth. (fc)

Componenti di automobili: il futuro è nel Profile Forming.

Fonte: Cordis

I costruttori di automobili europei, le piccole e medie imprese (PMI) e i centri tecnologici si sono riuniti per trovare un modo per rendere più efficienti e convenienti in termini di costi i componenti strutturali delle automobili. Nell'ambito del progetto, finanziato dall'UE, PROFORM ("An innovative manufacture process concept for a flexible and cost effective production of the vehicle body in white: Profile Forming"), il consorzio sta sviluppando una nuova tecnologia che velocizzerà la produzione di componenti di diverse forme abbassando allo stesso tempo i relativi costi. Il PROFORM ha ricevuto quasi 6 milioni di euro nell'ambito del tema "Nanotecnologie e nano scienze, materiali multifunzionali basati sulla conoscenza e nuovi processi e dispositivi di produzione" (NMP) del Sesto programma quadro (6° PQ). La maggior parte delle parti strutturali delle automobili vengono oggi costruite usando una tecnologia di formatura ("stampaggio") che permette la gamma di forme necessarie per creare il corpo di un veicolo. Il principale svantaggio dello stampaggio è l'alto costo relativo agli utensili necessari per costruire un pezzo. Inoltre, la mancanza di flessibilità inerente al sistema comporta che un cambiamento della forma ad un certo punto della catena richiede una revisione completa della lavorazione con gli utensili e quindi una perdita di tempo e denaro. L'obiettivo del progetto PROFORM, che è partito a novembre del 2006, è quello di sviluppare un nuovo concetto di ingegneria e produzione basato sull'integrazione di tre tipi di tecnologie di formatura: rullo di formatura flessibile (RF), formatura a laser (LF) e formatura elettromagnetica (EMF). Il team sta usando materiali multifunzionali, nano e micro tecnologie nonché simulazioni di processi, tecnologie di ottimizzazione e controllo per ottenere gli obiettivi prefissati. Questa nuova tecnologia - conosciuta come profile forming - ridurrà sia il tempo che i costi relativi alla creazione di componenti per automobili di alta tecnologia. Conterrà "profili" con punte arrotondate, forme coniche e sezioni variabili per produrre tubi orizzontali, raggi e altri componenti di veicoli. In questo modo - afferma il team - "Si possono sviluppare nuovi modelli e derivativi a basso costo e i costruttori di automobili possono rispondere in modo flessibile alle richieste dei clienti con un rischio molto ridotto." Il consorzio PROFORM è formato da circa 20 partner provenienti da 5 Stati membri dell'UE (Repubblica ceca, Germania, Spagna, Francia e Italia), che rappresentano l'ampiezza di competenze necessarie per sviluppare ed implementare questa tecnologia innovativa. Più della metà dei partecipanti sono PMI high-tech e industriali, che producono componenti, attrezzatura, utensili e ingegneria dei processi e dispositivi ausiliari. Il team è anche formato da costruttori di automobili, centri tecnologici, università e centri di ricerca. Per il 2010 è in programma una conferenza internazionale durante la quale i risultati di PROFORM saranno presentati alle industrie, alla comunità scientifica e al pubblico interessato.
Per maggiori informazioni, visitare: PROFORM: http://www.proform-ip.org/ FP6 NMP: http://cordis.europa.eu/fp6/nmp.htm Tecnalia Technological Corporation: http://www.tecnalia.info/index.php?lang=en
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