Posts contrassegnato dai tag ‘luce’


Traduzione a cura di Denis Gobbi

Ispirati dalle capacità visive delle canocchie, dei ricercatori australiani hanno creato sensori che individuano il cancro e visualizzano l’attività cerebrale.

occhi canocchia

Una canocchia

Scienziati dell’Università del Queensland in Australia hanno scoperto che le canocchie hanno un’incredibile ed utile abilità: queste creature marine sono in grado di vedere vari tipi di cancro all’interno dei nostri corpi. Hanno quindi replicato quest’abilità in una fotocamera che potrebbe eventualmente essere integrata in uno smartphone.

Gli occhi composti di una libellula

Gli occhi composti di una libellula

Le canocchie possono vedere il cancro e l’attività neuronale perchè hanno degli occhi unici, conosciuti come “occhi composti”. Questo tipo di occhio è superbamente abile nel rilevare luce polarizzata – un tipo di luce che si riflette in maniera diversa su differenti tipologie di tessuti, inclusi tessuti cancerogeni e sani.

“Gli esseri umani non possono vederlo, ma una canocchia potrebbe avanzare fino ad esso e colpirlo,” ha detto Justin Marshall del Queensland Brain Institute all’Università del Queensland in una dichiarazione alla stampa.

“Noi vediamo i colori con diverse tonalità e sfumature, oggetti che creano contrasto – una mela rossa su un albero verde per esempio – ma la nostra ricerca stà rivelando che invece molti animali utilizzano proprio la luce polarizzata per rilevare e distinguere gli oggetti”.

Il suo team ora collabora con esperti internazionali per riprodurre questa abilità in una fotocamera, per poi sperare di poterle integrare negli smartphone per dare la possibilità alle persone di scansionare il proprio corpo in totale autonomia da casa.

“La fotocamera che abbiamo sviluppato in forte collaborazione con scienziati americani e britannici cattura un video integrandolo con un feedback immediato nel rivelare il cancro e nel monitorare l’attività delle cellule nervose esposte ad essa.” ha detto Marshall

Hanno ottenuto questo risultato replicando un gruppo di cellule presenti negli occhi composti della canocchia, dette ommatidi.  Ognuna di queste cellule ommatidi presenta dei micro-villi capaci di filtrare la luce polarizzata, assieme a recettori fotosensibili.

Per riprodurre tutto questo nel sensore di una fotocamera, gli scienziati hanno usato nanotubi in alluminio capaci di replicare questi micro-villi, e posizionandoli al di sopra di fotodiodi che trasformano la luce in corrente elettrica.

“Questi convertono messaggi a noi invisibili in colori molto più familiari ai nostri occhi” afferma Marshall.

Gli attuali sistema di diagnostica per immagini già utilizzano luce polarizzata per rilevare il cancro, ma ci sono limitazioni nella rilevazione di tumori riguardo alla loro dimensione, oltre a questo essi richiedono ingombranti attrezzature. Replicando invece gli occhi delle canocchie, gli scienziati sperano di migliorare questa tecnologia a tal punto da poter includerla all’interno di uno smartphone. Questo ridurrebbe il bisogno di metodi invasivi di rilevazione , come ad esempio le biopsie, e aiuterebbero a rilevare il cancro in fase precoce.

Impressionatamente, questi sensori sviluppati dall’Università del Queensland sono già stati utilizzati per “vedere” l’attività dei neuroni all’interno di un cervello in tempo reale, come anche nel procurare diagnosi precosi di tessuti cancerosi nei topi.

Potete visualizzare la ricerca interamente qui: IEEE.

Fonte: sciencealert.com.au

Se sei soddisfatto dell’articolo e vuoi aiutarmi a migliorare il servizio, o semplicemente offrirmi un caffè, puoi farlo cliccando qui sotto, il tempo che dedico a questa attività è per la mia crescita e la vostra, senza altri fini. Donando mi aiuterete a migliorare continuamente il sito e a mantenere alta la mia motivazione nel farlo. Grazie 🙂

Donazione

Creative Commons License

This work by https://lospiritodeltempo.wordpress.com/ is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Traduzione a cura di Plesoianu Vlad, revisione di Gobbi Denis

130118064735-large-470x226Nell’ultimo numero di “Science” i ricercatori della Lund University in Svezia hanno mostrato come, con l’aiuto dei nanofili, potremmo avere celle solari più efficienti e molto meno costose. Borgström Magnus, il principale autore è un ricercatore in fisica dei semiconduttori. Egli afferma che i loro risultati sono i primi a dimostrare come sia davvero possibile utilizzare nanofili per la fabbricazione di celle solari. La ricerca di celle solari costituite da nanofili è in aumento a livello globale. Fino ad  ora si puntava a raggiungere il 10% di efficienza, considerata una cifra da sogno. Ora però il Dr. Borgström e il suo team sono capaci di segnalare un rendimento del 13,8 %. Tutto questo perché i nanofili sono costruiti con un materiale semiconduttore chiamato fosfuro di indio il quale fa si che questi lavorino come antenne assorbendo la luce solare e trasformandola in energia. I nano-fili sono montati su superfici di un millimetro quadrato, ciò fa si che ogni casa abbia fino a 4 milioni di nanofili. Una cella solare costituita da nanofili e in grado di produrre svariate volte più energia rispetto ad una cella solare di silicio moderna.

Le celle solari costituite da nanofili non hanno ancora oltrepassato il confine del laboratorio, ma il piano è che la tecnologia potrebbe essere utilizzata in grandi centrali elettriche solari in regioni soleggiate come il sud-ovest degli Stati Uniti d’America, in Spagna meridionale e in Africa.

I ricercatori della Lund University sono riusciti ad individuare il diametro ideale dei nanofili e un metodo per sintetizzarli. Magnus Borgström spiega che per i nanofili la misura giusta è essenziale per poter assorbire più fotoni possibili, se sono solo 10 decimi di nanometro più piccoli la loro funzione risulta significativamente compromessa.

sunpower_mainLe celle solari al silicio utilizzate per fornire elettricità ad uso domestico sono relativamente economiche però inefficienti dato che sono solo in grado di utilizzare una parte limitata della luce solare, la ragione di questo è che un singolo materiale può assorbire solo parte dello spettro della luce.

Una ricerca effettuata contemporaneamente a quella sui nanofili mirava a combinare diversi tipi di materiali semiconduttori al fine di ottenere un uso efficiente e più ampio dello spettro solare. Lo svantaggio di questo e che diventavano estremamente costosi a tal punto da poter essere utilizzati solamente in contesti molto ristretti quali satelliti e aerei militari.

Tuttavia, questo non è il caso dei nanofili. Grazie alle loro piccole dimensioni lo stesso tipo di combinazioni di materiali possono essere create con molto meno sforzo, offrendo molta più efficienza. In questo articolo di “Science”, i ricercatori hanno dimostrato che i nanofili possono generare energia allo stesso livello dei materiali senza nanofili con solo il 10% dello spazio occupato.

La ricerca è stata svolta nell’ambito di un progetto finanziato dall’UE, Amon-Ra, coordinato da Knut Deppert, professore di fisica dell’Università di Lund che dichiara:

“In qualità di coordinatore del progetto, sono molto orgoglioso di un tale grande risultato. Ha ampiamente superato le nostre aspettative Noi, naturalmente, continueremo la ricerca sulle celle solari con nanofili sperando di raggiungere un livello ancora più elevato di efficienza rispetto al 13.8 per cento ottenuto al momento”

Fonte: Science Daily

Licenza Creative Commons
Questo opera è distribuito con licenza Creative Commons Attribuzione – Non commerciale – Condividi allo stesso modo 3.0 Italia.


Traduzione a cura di Daniel Iversen

“The Green Wheel” (Ruota Verde) è un concept di giardinaggio per interni, dove piante fatte crescere in idroponica ruotano attorno a una fonte di luce posta al centro.

Già nei lontani anni ’80, la NASA aveva immaginato un sistema per la crescita di erbe ed altre piante commestibili nell’ambiente a gravità a zero di un veicolo spaziale.
Anche se il progetto non era mai uscito dal tavolo di disegno, il sistema comunque consisteva in un anello rotante con le piante che crescevano al suo interno.
Facendo un salto di qualche decennio, una ditta italiana di design, “DesignLibero”, ha preso questo concept e lo ha ri-immaginato al servizio del consumatore: “The Green Wheel” (La Ruota Verde)

Il sistema avrebbe un involucro esterno fisso, con annidato all’interno un anello motorizzato, con una rotazione di circa un giro per ora. Sulla superficie interna di questo anello è possibile piantare una grande varietà di erbe e altri vegetali che crescono poi su della fibra di cocco inserita in dei vasetti perforati: in altre parole dei piccoli vasi costruiti sull’anello.

Parametri come la temperatura e la luce potrebbero essere controllati via wireless per mezzo di una app per smart-phone o tablet, che sarà anche in grado di avvertire l’utente quando il sistema sta per finire l’acqua.

Quindi, qual’è il punto ?

Prima di tutto, permetterebbe a tutti quelli che vivono in appartamento di coltivare un gran numero di piante in un piccolo spazio: la stessa superficie, messa in orrizzontale, occuperebbe più di un prezioso scaffale. In più le piante, roteando tutte intorno a una fonte di luce, hanno bisogno di molta meno illuminazione, e tutte riceverebbero la stessa esposizione.
Meno illuminazione vuol dire meno consumo energetico, visto che il motore userà un pò di elettricità

Mentre concetti come “Non sarebbe figo?” sono abbondanti, il capo progettista di DesignLibero, Rutilo Libero, ci ha detto che la sua azienda vuole definitivamente sviluppare “The Green Wheel” in modo commerciale. Ci ha riferito che il suo staff è già pronto per costruire un prototipo ma vogliono prima cercare una rete di distribuzione e un sostenitore finanziario.
Quindi, se siete a capo di una grande azienda e siete interessati a finanziare una coltivazione “Indoor” rivoluzionaria…

Fonte: GizMag

Licenza Creative Commons
Questo opera è distribuito con licenza Creative Commons Attribuzione – Non commerciale – Condividi allo stesso modo 3.0 Italia.

Traduzione a cura di Daniel Iversen

An LED’s power conversion (wall-plug) efficiency varies inversely with its optical output power. Wall-plug efficiency can exceed 100%, the unity efficiency, at low applied voltages and high temperatures. Image credit: Santhanam, et al. ©2012 American Physical Society

An LED’s power conversion (wall-plug) efficiency varies inversely with its optical output power. Wall-plug efficiency can exceed 100%, the unity efficiency, at low applied voltages and high temperatures. Image credit: Santhanam, et al. ©2012 American Physical Society

Per la prima volta i ricercatori hanno dimostrato che un LED può emettere più energia ottica dell’energia elettrica che consuma.

Anche se scientificamente molto intriganti, i risultati non saranno immediatamente presenti negli ultra-efficienti LED commerciali in quanto la dimostrazione funziona solo per i LED con potenza d’ingresso molto bassa e che producono piccole quantità di luce.

I ricercatori, Parthiban Santhanam e coautori del MIT, hanno pubblicato il loro studio nel recente numero di Physical Review Letters.

Come i ricercatori spiegano nel loro studio, la chiave per raggiungere una efficienza di conversione dell’energia superiore al 100 %, ossia l’”efficienza di unità”, è quello di diminuire notevolmente la tensione applicata. Secondo questi calcoli, una volta che la tensione è dimezzata, l’energia d’ingresso diminuisce di 4 fattori, mentre la potenza della luce emessa scala linearmente con il voltaggio in modo che sia anche esso solo dimezzato.

In altre parole, l’efficienza di un LED aumenta al diminuire della potenza d’uscita.

(Il contrario di questo rapporto, ossia quando l’efficienza del LED decresce all’incrementare della potenza di uscita, è uno dei più grandi ostacoli nella progettazione di LED efficienti e luminosi)

Nei loro esperimenti i ricercatori hanno ridotto la potenza di input del LED a solo 30 picowatts e misurato un’output di 69 picowatt di luce, un efficienza di 230 %.
Il processo fisico si è ripetuto allo stesso modo per ogni LED: quando gli elettroni e gli anti-elettroni venivano eccitati applicando un certo voltaggio, questi avevano una certa probabilità di generare fotoni.
I ricercatori non hanno cercato di aumentare questa probabilità, cosa su cui si sono focalizzate ricerche precedenti, ma invece hanno approfittato di piccole quantità di calore in eccesso per produrre più energia di quanto consumata.
Questo calore deriva dalle vibrazioni nella conformazione atomica del dispositivo, ed è causato dall’entropia.

Il processo di luminescenza raffredda leggermente il LED, facendolo lavorare in maniera simile a un refrigeratore termoelettrico.
Sebbene il raffreddamento sia insufficiente per raggiungere la temperatura ambiente, questo potrebbe essere utilizzato per progettare luci che non generano calore.

Quando viene usato come una pompa di calore, il dispositivo può essere utile per applicazioni di raffreddamento di transistors o addirittura per generare di energia.
Teoricamente, questa applicazione di bassi voltaggi permettebbe una generazione arbitraria di fotoni a basse tensioni. Per questo motivo i ricercatori sperano che la tecnica possa offrire una nuova via per testare i limiti dell’efficienza energetica della comunicazione elettromagnetica

More information: Parthiban Santhanam, et al. “Thermoelectrically Pumped Light-Emitting Diodes Operating above Unity Efficiency.” Phys. Rev. Lett. 108, 097403 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.097403   Physics Synopsis

Fonte: Physorg

Licenza Creative Commons
Questo opera è distribuito con licenza Creative Commons Attribuzione – Non commerciale – Condividi allo stesso modo 3.0 Italia.