Cómo generar electricidad con la mandíbula

Masque y mientras más lo haga, mejor que así ahorra energía.

Científicos en Canadá desarrollaron un dispositivo que puede recoger la energía de los movimientos de la mandíbula, suficiente para cargar pequeños equipos implantados en el cuerpo como implantes cocleares.

Así se podría generar energía mientras se masca y también mientras se conversa. El avance apareció en el journal Smart Materials and Structures.

Se ha demostrado que los movimientos de la mandíbula son uno de los candidatos promisorios para generar electricidad a partir de los movimientos del cuerpo humano, estimando los investigadores que se podrían generar 7mW solo al masticar comidas.

Para almacenar la energía, los científicos de Sonomax-ÉTS Industrial Research Chair en In-ear Technologies (CRITIAS) at École de technologie supérieure (ÉTS) en Montreal, Canadá, crearon una banda para la barbilla a partir de compuestos de fibra piezoeléctrica.

Este es un tiempo de material inteligente piezoeléctrico compuesto por electrodos integrados y una matriz de polímero adhesiva. Este material es capaz de producir una carga eléctrica cuando se estira y está sujetada a estrés mecánico.

En el estudio crearon una banca con una sola capa de CFP y la unieron a un par de orejeras mediante un par te tiras elásticas. Para asegurar el máximo desempeño, la banda de la barbilla se amarró ajustada para que cuando la persona moviera la mandíbula hiciera que se estirara.

Al sujeto se le pidió mascar goma durante 60 segundos mientras usaba el montaje y los científicos medían diferentes parámetros.

La cantidad máxima de poder que se puede recoger de ese movimiento era de unos 18 microvatios (µW) pero considerando el montaje óptimo el poder era de unos 10. Como lo máximo que se logró al mascar fueron unos 7 microvatios, por lo que aún queda trabajo para llegar al óptimo, dijo Aidin Delvanaz, coautor.

Lo logrado no alcanzaría a accionar los dispositivos en el cuerpo, pero se puede mejorar mucho aumentando capas del CFP: 20 con grosor de 6 milímetros serían capaces de accionar un protector de oídos de 200 µW.

Buena ciencia: mis 10 noticias científicas de la semana (20-26)

1. La planta que hace magia

Animales, muchos. Animales que se camuflen imitando el medio donde viven son comunes, pero ¿plantas? Bueno, eso reportaron investigadores en Current Biology. Boquila trifoliolata, una plante existente en Argentina y Chile, hace que sus hojas adopten la coloración de distintos árboles, una forma de evadir el ataque de herbívoros, un claro ejemplo del raro mimetismo polimórfico que solo había sido observado en mariposas. Cuando la rama alcanza la rama de otro árbol las hojas no solo pueden cambiar de color sino su forma, tamaño y orientación. Asimismo, la rama cambia sus patrones para parecerse al follaje alrededor.

2. Qué vecina tan fría

A solo 7,2 años luz el programa Wise de la Nasa acaba de encontrar una tenue enana marrón, tan fría como el Polo Norte. Las enanas marrones son cuerpos mayores que Júpiter pero no tienen la masa suficiente para desencadenar reacciones atómicas. El nuevo cuerpo, denominado Wise J085510.83-071442.5 tiene una temperatura entre -48 y -13 grados centígrados. La marca la tenía una enana con temperatura igual a la de un cuarto. El hallazgo sugiere que pese a tantos años de mirar el cielo no se conocen todos los vecinos. El año pasado se encontró un par de enanas marrón más cercanas, a unos 6 años luz.

3. Mujeres, música y sexo

Un estudio publicado en Proceedings of the Royal Society B sugiere que las mujeres pueden adquirir beneficios genéticos para su descendencia seleccionando como compañeros sexuales músicos capaces de componer canciones más complejas. En el estudio se sugiere que la selección sexual jugó un papel en la evolución de la música. De hecho, muchos músicos admiten haber cogido un instrumento para buscar chicas. Así, mientras más compleja una canción, más chances de conquistar una mujer.

4. Escriben la historia del cromosoma Y

Hombre u mujer, macho o hembra. Sí, la diferencia entre sexos depende de un solo elemento en el genoma: el cromosoma Y, que solo portan los machos. Una investigación presentada esta semana en Nature reveló que los primeros genes determinantes del sexo, el cromosoma Y, aparecieron en los mamíferos hace 180 millones de años. No siempre existió. Y tras su aparición ha estado acortándose. Hoy solo posee unos 20 genes.

5. El espacio-tiempo sería un fluido

¿Y si el espacio-tiempo es… un fluido? La Teoría de la Relatividad sería entonces análoga a la hidrodinámica de fluidos. ¿Loco? Eso acaban de sugerir físicos teóricos que tratan de conciliar la gravedad y la mecánica cuántica. Los modelos corridos indican que el espacio-tiempo a la escala de Planck (10^-33) no es continuo como sostiene la física clásica sino de naturaleza discreta, tal como los sólidos y líquidos con los que estamos en contacto todos los días que pueden ser vistos como hechos de átomos y moléculas cuando se observan con suficiente resolución. Una estructura de esta clase implica, a energías altas, violaciones de la Relatividad Especial de Einstein. En ese marco, sugieren, el espacio-tiempo debería ser tratado como un fluido.

6. El viaje comenzó antes

Los humanos modernos se habrían diseminado por Asia y Europa en varios movimientos migratorios. Así, los primeros ancestros de las personas no africanas probablemente siguieron una ruta al sur de la península Arábiga hace unos 130.000 años. El estudio fue publicado en Procedings of the National Academy of Sciences. La evidencia y los análisis genéticos sugieren una dispersión múltiple según la investigadora Katerina Harvati de la Universidad de Tübingen.

7. A dormir se dijo

La mosca tsé-tsé es una peste en África afectando a decenas de miles de personas: transmite la enfermedad del sueño, que puede ser fatal. Las armas son algunos insecticidas o evitar el contacto. Científicos anunciaron que tras un esfuerzo de 10 años secuenciaron el genoma de la especie Glossina morsitans y encontraron puntos interesantes que podrían derivar en nuevas armas para atacar el letal mosquito. El reporte fue publicado en Science, seguido de otros artículos en Plos Neglected Tropical Diseases.

8. Use el lápiz para recordar las notas

Tomar notas a mano y no en el portátil o el computador personal ayuda a una mejor recordación, sugiere un estudio publicado en Psychological Science. Y así el portátil sea bien usado (por ejemplo estudiantes en clase) puede afectar el rendimiento académico. En varios estudios con estudiantes comparando los distintos métodos, se encontró que al escribir las notas a mano se gana más en recordación.

9. Para oírte mejor

Aunque los implantes cocleares son asunto viejo, no se habían podido mejorar. Pero ahora en combinación con una terapia genética la situación es diferente. O será. Científicos en presentaron en Science Translational Medicine un avance significativo para que las personas escuchen mejor: junto al implante se entrega un gen que permite la regeneración del nervio auditivo, logrando que crezca y subsane la brecha existente hasta el implante. El desarrollo se hizo en conejillos de indias.

10. Los pájaros de Chernobyl

Un estudio publicado en Functional Ecology presentó las primeras evidencias de que aves en los alrededores de Chernobyl, donde se presentó el gran desastre nuclear en 1986, se han adaptado a la radiación ionizante, revelando que los pájaros que tienen más feomelanina, un pigmento en sus plumas, son los que menos se adaptan a la radiación. El estudio se basó en 152 aves de 16 especies en 8 sitios dentro y cerca d ella zona de exclusión de Chernobyl.

Un invento para escucharte mejor

Qué bueno oír de nuevo. Desde los 70 los implantes cocleares ayudaron a muchas personas a recuperar el oído a muchísimas personas , pero no han avanzado mucho desde entonces. Hasta ahora.

Hoy los implantes poseen hasta 22 electrodos, permitiendo escuchar 22 tonos diferentes. Pero…

Un grupo de investigadores publica en Science Translational Medicine un avance para mejorar la comunicación entre los electrodos y las neuronas. Un avance diferente que alentó un nuevo crecimiento del nervio auditivo. Con eso se cierra la brecha entre el nervio y el implante y mejora la comunicación entre los dos.

El procedimiento fue el siguiente. El grupo implantó oídos biónicos, por llamarlos así, en conejillos de indias sordos. Estos tienen un sistema auditivo similar al de los humanos.

Con el dispositivo suministraron ADN que codificaba por una proteína, el factor BND, que alienta a los nervios a crecer. El ADN fue recibido por las células en la cóclea y luego de dos semanas los nervios habían crecido mucho hacia los electrodos. Cuando se examinó de nuevo su escucha, encontraron que los animales que eran sordos por completo tenían sus niveles de escucha restaurados casi a normalidad.

No se sabe si el tratamiento funcionará con el tiempo: la producción de neuronas en los animales cayó seis semanas luego de la terapia genética. Tampoco hay seguridad si los tonos escuchados tras el tratamiento reflejaban con precisión cómo sonaban con un oído normal.

La técnica está cerca de ser ensayada en personas, en donde se resolverían varias de esas dudas. Si resulta exitosa, la técnica de combinar la terapia genética con el dispositivo coclear podría ser usada para otros implantes como la prótesis retinal y la estimulación del cerebro.