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Los científicos simulan pequeñas bacterias con motor eólico

Estados Unidos Bioseguridad

Un equipo de científicos de la Universidad de Oxford ha demostrado cómo el movimiento natural de las bacterias podría ser aprovechada para armar y poner bacterias microscópicas '' esto es posible utilizando sistemas eólicos u otros micromáquinas creadas por el hombre, tales como componentes de teléfonos inteligentes.

El estudio completo fue publicado en la revista Advances Ciencia donde muestra como utiliza simulaciones por ordenador para demostrar que el efecto enjambre caótico de la materia activa densa como las bacterias se pueden organizar para convertir cilíndricos rotores y proporcionar una constante de energía de origen.

Los investigadores dicen que estas plantas de energía biológicamente impulsadas algún día podrían ser los motores microscópicos para pequeños dispositivos, hechos por el hombre que son auto-ensamblado y autoalimentado - todo, desde conmutadoras ópticas a los micrófonos de teléfonos inteligentes.

El Co-autor Dr. Tyler Shendruk, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, dijo: "Muchos de los desafíos energéticos de la sociedad están en la escala de gigavatios, pero algunos son francamente microscópicos. Una posible manera de generar pequeñas cantidades de energía mediante micromáquinas podrían lograr cosechar directamente un sistemas biológicos tales como bacterias ".

Las suspensiones bacterianas densas son el ejemplo por excelencia de los fluidos que fluyen espontáneamente de forma activa. Mientras que las bacterias son capaces de nadar y conducir un enjambre de vida con flujos desorganizados, son normalmente demasiado desordenadas para extraer toda la energía útil a partir de ellas.

Pero cuando el equipo Oxford sumerge un entramado de 64 microrrotores simétricos en este fluido activo, los científicos descubrieron que las bacterias se organizaron espontáneamente de una manera tal que los rotores vecinos empezaron a girar en direcciones opuestas, con una organización estructural sencilla en una reminiscencia de un parque eólico.

Dr. Shendruk añadió: "Lo sorprendente es que no tuvimos que rediseñar las turbinas ni los engranajes microscópicos. Los rotores simplemente se auto-ensamblaron en una especie de parque eólico bacteriano.

"Cuando hicimos la simulación con un solo rotor en la turbulencia bacteriana, que fue realizado al azar, de repente se formó un patrón regular, con rotores vecinos que giran en direcciones opuestas. "

Co-autor Dr. Amin Doostmohammadi, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, dijo: "La capacidad de conseguir incluso una pequeña cantidad de trabajo mecánico a partir de estos sistemas biológicos es valiosa, ya que no necesitan una potencia de entrada y el uso de procesos bioquímicos internos para moverse .

"A escalas micro, las simulaciones muestran que el flujo generado por los conjuntos biológicos es capaz de reorganizarse de tal manera como para generar una potencia mecánica persistente para hacer girar un conjunto de microrrotores."

El autor principal, el profesor Julia Yeomans, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, ha añadido: "La naturaleza es brillante en crear diminutos motores, y existe un enorme potencial si podemos entender cómo explotar diseños similares."

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