sábado, 3 de agosto de 2019

Esta membrana hecha de madera porosa puede filtrar el agua de mar con extraordinaria sencillez

Esta membrana hecha de madera porosa puede filtrar el agua de mar con extraordinaria sencillez

Filtrar la sal del agua de mar puede requerir mucha energía o ingeniería especializada, pero una fina membrana hecha de madera porosa puede arreglar eso.

En la destilación por membrana, el agua salada se bombea a través de una película, generalmente hecha de algún tipo de polímero con poros muy angostos que filtran la sal y dejan pasar solo las moléculas de agua. Jason Ren y sus colegas de la Universidad de Princeton, en Nueva Jersey, han desarrollado un nuevo tipo de membrana hecha de madera natural en lugar de plástico.

Membrana de tilo

Los tilos son un género de árboles de la familia de las malváceas (anteriormente clasificados en su propia familia, las tiliáceas), nativos de las regiones templadas del hemisferio norte. Comprende una treintena de especies, que se distribuyen a lo ancho de Asia, Europa y el oriente de Norteamérica. La membrana desarrollada para filtrar agua de mar está hecha de una pieza delgada de tilo americano, que se somete a un tratamiento químico para eliminar las fibras adicionales en la madera y hacer que su superficie sea resbaladiza para las moléculas de agua.

Un lado de la membrana se calienta de modo que cuando el agua fluye sobre ese lado se vaporiza. A continuación, el vapor de agua viaja a través de los poros de la membrana hacia su lado más frío y deja atrás la sal, condensándose como agua dulce. Esto requiere mucha menos energía que simplemente hervir todo el agua salada porque no hay necesidad de mantener una temperatura alta durante más de una capa delgada de agua a la vez.

Este método filtra aproximadamente 20 kilogramos de agua por metro cuadrado de membrana por hora, que no es tan rápido como las membranas de polímero. Los investigadores piensan que puede deberse a que no tenían el equipo para hacer que su membrana fuera tan delgada: tiene un grosor de 500 micrómetros, mientras que las membranas de polímero generalmente están más cerca de 130 micrómetros de grosor.

Hacer que las membranas de madera sean más delgadas no debería ser demasiado difícil con el equipo adecuado, según Ren: "La parte funcional de la membrana es de un micrómetro de espesor. El resto es solo una estructura de soporte para que sea más difícil de romper".

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Vía Xataka Ciencia

Este pez que nació antes de la Primera Guerra Mundial tiene el récord de longevidad

Este pez que nació antes de la Primera Guerra Mundial tiene el récord de longevidad

Ictiobus cyprinellus es una especie de peces de la familia Catostomidae en el orden de los Cypriniformes. Los machos pueden llegar alcanzar los 123 cm de longitud total. Es un pez de agua dulce y de clima templado. Habita en Norteamérica. Y, también, ostenta el récord actual de pez más longevo.

Y es que esta especie tiene 112 años de edad, así que nació antes de que estallara la Primera Guerra Mundial, tal y como sugiere un nuevo estudio, cuya datación por carbono ha validado que la especie es el pez de agua dulce más longevo conocido.

Ictiobus cyprinellus

En los últimos años, gracias a técnicas más avanzadas, los científicos han descubierto que muchas especies de peces viven más de lo que se pensaba originalmente: el tiburón de Groenlandia, por ejemplo, puede vivir más de 270 años. A pesar de que la edad de los peces es un aspecto básico de su biología, a menudo sabemos muy poco sobre ello.

En el estudio citado, se retiraron delgadas rodajas de otolito, pequeñas estructuras calcificadas que ayudan a los peces a equilibrarse mientras nadan, de 386 Ictiobus cyprinellus capturados en la naturaleza, la mayoría de los cuales fueron capturados por los pescadores. Luego, los investigadores utilizaron un microscopio para contar los anillos de crecimiento en cada rebanada de otolito. Sus primeros recuentos arrojaron estimaciones de peces que viven más de 80 y 90 años.

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Para validar estas estimaciones de edad extraordinarias, recurrieron a la datación por radiocarbono, un método bien establecido que compara la cantidad del isótopo carbono-14 en el tejido animal con las concentraciones de carbono-14 lanzado a mediados de 1900 durante las pruebas de bombas atómicas.

En total, cinco ejemplares superaron los 100 años de edad, pero una hembra de 22 libras atrapada cerca de Pelican Rapids, Minnesota, alcanzó el récord de 112 años.

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Vía Xataka Ciencia

En este planeta recién descubierto los metales pesados fluyen hacia el espacio

En este planeta recién descubierto los metales pesados fluyen hacia el espacio

El Hubble ha identificado un planeta con forma de balón de fútbol americano que pierde metales pesados en el espacio porque tiene una atmósfera superior unas diez veces más caliente que cualquier otro mundo medido hasta ahora.

WASP-121b, que así se llama, es tan caliente que se ha hinchado más allá de su capacidad de mantener su propia atmósfera, mientras orbita alrededor de su estrella cada 30 horas.

WASP-121b

Los astrónomos utilizaron el telescopio espacial Hubble de la NASA para medir la temperatura de un exoplaneta llamado WASP-121b y descubrieron que el mundo es tan caliente que los metales pesados ​​realmente se escapan detrás de él, como una estela, mientras orbita su estrella central. Es la primera vez que los científicos observan un fenómeno así.

El planeta tiene una atmósfera superior unas 10 veces más caliente que cualquier otro mundo hasta ahora medido. Los astrónomos piensan que el calor intenso es lo que está causando que los metales, además de los materiales más ligeros, se inflen y salgan del planeta.

WASP-121b se encuentra a unos 900 años luz de distancia de la Tierra, y orbita una estrella un poco más grande y más caliente que nuestro Sol. El intenso calor de su estrella cercana ha hecho que WASP-121b se hinche como un malvavisco y se estire como un balón de fútbol americano. Esa hinchazón significa que tiene menos control gravitacional sobre sus capas externas.

Eso es lo que permite que no solo fluyan gases ligeros como el hidrógeno y el helio, sino incluso metales pesados ​​como el hierro y el magnesio. Por lo general, estos materiales más pesados ​​permanecen condensados ​​en la atmósfera más baja de un planeta, incluso a temperaturas abrasadoras. Pero los 4.600 grados Fahrenheit de WASP-121b son suficientes para elevar incluso metales pesados ​​a la atmósfera.

A medida que nuevos telescopios más potentes, como el James Webb Space Telescope, entren en funcionamiento en los próximos años, los astrónomos podrán buscar aún más tipos de materiales alrededor de estos planetas extremos.

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La forma en que aprendemos en la escuela podría cambiar gracias a China y la Inteligencia Artificial

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Por primera vez en la historia, el conocimiento se puede suministrar de manera personalizada para cada alumno. Una educación a medida de las necesidades, estilo de aprendizaje y tipo de inteligencia del alumno. Pero las cosas no han cambiado mucho en los colegios debido a que se rigen por reglas del siglo XIX con profesores del siglo XX.

Un gran experimento chino en el que está involucrada la inteligencia artificial podría cambiar las reglas del juego para siempre. La forma en la que aprendemos. Y también quiere exportar su modelo al resto del mundo.

IA

China está invirtiendo en inteligencia artificial. Decenas de millones de estudiantes ahora usan alguna forma de inteligencia artificial para aprender, ya sea a través de programas de tutoría extracurricular como Squirrel, a través de plataformas de aprendizaje digital como 17ZuoYe, o incluso en sus aulas principales. Es el experimento más grande del mundo sobre IA en educación, se está produciendo de forma natural, y nadie puede predecir el resultado.

Squirrel también ha abierto un laboratorio de investigación conjunto con la Universidad Carnegie Mellon este año para estudiar el aprendizaje personalizado a escala, y luego exportarlo a nivel mundial.

Tres cosas han alimentado el auge de la educación en IA de China. El primero son las exenciones de impuestos y otros incentivos para las empresas de IA que mejoran cualquier cosa, desde el aprendizaje de los estudiantes hasta la capacitación de maestros y la gestión escolar. En segundo lugar, la competencia académica en China es feroz, pues de ella depende la prosperidad o la pobreza. Finalmente, los empresarios chinos tienen una gran cantidad de datos a su disposición para entrenar y refinar sus algoritmos. La población es vasta, las opiniones de las personas sobre la privacidad de los datos son mucho más laxas que en Occidente (especialmente si pueden obtener beneficios codiciados como el rendimiento académico a cambio), y los padres son grandes creyentes en el potencial de la tecnología, habida cuenta de cómo está transformando el país en solo unas pocas décadas.

Todo esto tendrá consecuencias imprevisibles. En el mejor de los casos, dicen, la inteligencia artificial puede ayudar a los maestros a fomentar los intereses y las fortalezas de sus alumnos. En el peor de los casos, podría afianzar aún más una tendencia global hacia el aprendizaje y las pruebas estandarizadas, dejando a la próxima generación mal preparada para adaptarse en un mundo laboral que cambia rápidamente.

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Centros Squirrel

En un centro típico abierto por Squirrel en China no hay pizarras, proyectores u otros equipos, solo una mesa por habitación, destinada a seis u ocho personas. El método de enseñanza es únicamete a través de un ordenador portátil. Tanto estudiantes como profesores miran atentamente las pantallas.

En una sala, dos estudiantes usan auriculares, absortos en una sesión de tutoría de inglés. En otra, tres estudiantes toman tres clases de matemáticas por separado. Resuelven problemas en hojas de papel antes de enviar sus respuestas online. En cada salón, un maestro monitorea a los estudiantes a través de un tablero de instrumentos en tiempo real.

Para cada curso que ofrece, su equipo de ingeniería trabaja con un grupo de maestros para subdividir el tema en las piezas conceptuales más pequeñas posibles. Las matemáticas de la escuela intermedia, por ejemplo, se dividen en más de 10.000 elementos atómicos, o "puntos de conocimiento", como los números racionales, las propiedades de un triángulo y el teorema de Pitágoras. El objetivo es diagnosticar las brechas de comprensión de un estudiante con la mayor precisión posible. En comparación, un libro de texto podría dividir el mismo tema en 3.000 puntos. Una vez que se establecen los puntos de conocimiento, se combinan con videoconferencias, notas, ejemplos trabajados y problemas prácticos. Sus relaciones, cómo se desarrollan entre sí y se superponen, están codificadas en un "gráfico de conocimiento", también basado en la experiencia de los maestros.

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Mientras se estudia, el sistema actualiza su modelo de comprensión y ajusta el plan de estudios en consecuencia. A medida que más estudiantes usan el sistema, detecta conexiones previamente no realizadas entre conceptos. Los algoritmos de aprendizaje automático actualizan posteriormente las relaciones en el gráfico de conocimiento para tener en cuenta estas nuevas conexiones.

Squirrel se centra en ayudar a los estudiantes a obtener mejores notas en las pruebas estandarizadas anuales. También diseñó su sistema para recopilar cada vez más datos desde el principio, lo que ha hecho posible todo tipo de experimentos de personalización y predicción. Comercializa sus capacidades técnicas a través de publicaciones académicas, colaboraciones internacionales y premios, lo que lo ha convertido en un favorito del gobierno local de Shanghai.

En los cinco años transcurridos desde su fundación, la compañía ha abierto 2.000 centros de aprendizaje en 200 ciudades y ha registrado más de un millón de estudiantes. Planea expandirse a 2.000 centros más en el país dentro de un año.

Se ignora cómo cambiará esto la nueva generación de estudiantes. Una cosa está clara: memorizar para volcar conocimientos en un examen, tal y como se hace actualmente en el colegio, cada vez será menos importante. A medida que las máquinas mejoran en las tareas de memoria, los humanos deberán centrarse en las habilidades que siguen siendo únicas para ellos (de momento): creatividad, colaboración, comunicación y resolución de problemas. También deberán adaptarse rápidamente a medida que más y más habilidades sean víctimas de la automatización. Esto significa que el aula del siglo XXI debería mostrar las fortalezas e intereses de cada persona, en lugar de impartir un conjunto canónico de conocimientos más adecuado para la era industrial.

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viernes, 2 de agosto de 2019

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La obesidad es una condición difícil de controlar porque resulta de las interacciones entre la genética y el estilo de vida de una persona.

Ahora, un estudio realizado por Wan-Yu Lin y sus colegas de la Universidad Nacional de Taiwán, publicado en PLOS Genetics, ha identificado los tipos de ejercicio que son especialmente efectivos para combatir los efectos genéticos que contribuyen a la obesidad.

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Los médicos a menudo recomiendan hacer ejercicio, pero no está claro qué tipos son mejores para frenar el aumento de peso en individuos cuya genética los hace más propensos a volverse obesos.

Un nuevo estudio de 18.424 adultos chinos de 30 a 70 años examinó las interacciones entre la genética de los individuos y sus rutinas de ejercicio autoinformadas. Los investigadores observaron específicamente cinco medidas de obesidad, como el índice de masa corporal (IMC), el porcentaje de grasa corporal y la relación cintura-cadera. Descubrieron que correr regularmente era el mejor tipo de ejercicio para controlar la obesidad, según las cinco medidas.

Además, escalar montañas, caminar, caminar con brío, ciertos tipos de baile y largas prácticas de yoga también reducen el IMC en personas predispuestas a la obesidad.

Sorprendentemente, el ciclismo, los ejercicios de estiramiento o la natación y no contrarrestaron los efectos genéticos sobre la obesidad. Investigaciones anteriores han demostrado que la actividad física frecuente mitiga los efectos genéticos sobre la obesidad, pero estos estudios se centraron solo en el IMC.
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Este análisis de sangre tiene un 94% de precisión para identificar la enfermedad de Alzheimer temprana

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Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis sugieren que pueden medir los niveles de la proteína beta amiloide de Alzheimer en la sangre y usar dichos niveles para predecir si la proteína se ha acumulado en el cerebro.

Esta proteína es importante, porque empieza a acumularse hasta veinte años antes de que las personas desarrollen Alzheimer. Ahora medir estos niveles es muy fácil gracias a un análisis de sangre.

Beta amiloide

Cuando los niveles de amiloide en sangre se combinan con otros dos factores de riesgo principales de Alzheimer (la edad y la presencia de la variante genética APOE4) las personas con cambios cerebrales tempranos de Alzheimer pueden identificarse con una precisión del 94%, según el estudio publicado por estos investigadores en la revista Neurology.

Sorprendentemente, la prueba puede ser aún más sensible que un escáner cerebral PET para detectar el comienzo de la deposición de amiloide en el cerebro. Este hito representa otro paso hacia un análisis de sangre para identificar a las personas en vías de desarrollar Alzheimer antes de que aparezcan los síntomas.

El test utiliza una técnica llamada espectrometría de masas para medir con precisión las cantidades de dos formas de beta amiloide en la sangre: beta 42 amiloide y beta 40 amiloide. La relación de las dos formas disminuye a medida que aumenta la cantidad de depósitos beta amiloides en el cerebro.

En el estudio actual participaron 158 adultos mayores de 50 años. Todos menos 10 de los participantes en el nuevo estudio eran cognitivamente normales, y cada uno proporcionó al menos una muestra de sangre y se sometió a un escáner cerebral PET. Los investigadores clasificaron cada muestra de sangre y exploración el PET como amiloide positivo o negativo, y encontraron que el análisis de sangre de cada participante estuvo de acuerdo con su exploración PET el 88 por ciento del tiempo, lo cual es prometedor pero no lo suficientemente preciso para una prueba de diagnóstico clínico.

En un esfuerzo por mejorar la precisión de la prueba, los investigadores incorporaron varios factores de riesgo importantes para el Alzheimer. La edad es el mayor factor de riesgo conocido; después de los 65 años, la probabilidad de desarrollar la enfermedad se duplica cada cinco años. Una variante genética llamada APOE4 aumenta el riesgo de desarrollar Alzheimer de tres a cinco veces. Y el género también juega un papel: dos de cada tres pacientes con Alzheimer son mujeres. Cuando los investigadores incluyeron estos factores de riesgo en el análisis, descubrieron que la edad y el estado APOE4 elevaron la precisión del análisis de sangre al 94%. El sexo no afectó significativamente el análisis.

Este análisis podría estar disponible en los consultorios médicos dentro de unos años, pero sus beneficios serán mucho mayores una vez que haya tratamientos para detener el proceso de la enfermedad y prevenir la demencia. Eso significa que podemos inscribir a los sujetos de manera más eficiente en los ensayos clínicos, lo que nos ayudará a encontrar tratamientos más rápido y podría tener un enorme impacto en el costo de la enfermedad, así como en el sufrimiento humano que la acompaña.

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Se realiza el mayor mapa tridimensional a escala de la Vía Láctea

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Mediante la medición de la distancia del Sol hasta miles de estrellas pulsantes individuales dispersas por nuestra galaxia, un grupo de investigadores ha publicado en Science el mapa tridimensional de la Vía Láctea a mayor escala hasta la fecha.

Según Przemek Mroz, de la Universidad de Varsovia, el mapa revela la estructura en forma de S del disco estelar combado de la Vía Láctea.

Vía Láctea

Nuestra galaxia tiene, de media, 100.000 años luz de diámetro, pero solo 1.000 años luz de ancho. Dentro de este disco aplanado (aunque ligeramente deformado), el Sol y sus planetas están incrustados en un brazo curvo de gas y polvo, por lo que el sistema solar se encuentra a unos 26.000 años luz del turbulento núcleo de la galaxia.

Gran parte de la comprensión actual de la forma y estructura en espiral de nuestra galaxia se basa en mediciones indirectas de puntos de referencia celestes y en inferencias basadas en otras galaxias, pero el actual mapa en tres dimensiones es distinto, está medido con mayor precisión, tal y como señala Mroz:

Nuestro mapa muestra que el disco de la Vía Láctea no es plano. Está deformado y retorcido. Esta es la primera vez que podemos usar objetos individuales para mostrarlo en tres dimensiones.

Para alcanzar este nivel de precisión, básicamente se obtuvieron más puntos de referencia.

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Los investigadores midieron las variaciones periódicas en el brillo de las cefeidas clásicas (estrellas masivas que pulsam radialmente, variando tanto en temperatura como diámetro para producir cambios de brillo con un periodo y amplitud estables muy regulares) a fin de determinar con precisión las distancias hasta estas estrellas. Se trazó así la distancia hasta más de 2.400 cefeidas a lo largo de la Vía Láctea, la mayoría de las cuales fueron identificadas a través del efecto lente gravitacional, que duplicó el número de cefeidas clásicas galácticas conocidas.

Para recolectar una muestra tan completa y pura de cefeidas, uno tiene que observar regularmente toda la Vía Láctea durante un largo período de tiempo. Para dar algunos números: se había observado el disco galáctico durante seis años, tomando 206 726 imágenes del cielo, que contienen 1 055 030 021 estrellas, lo que propició 153 704 543 662 observaciones individuales.

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