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Le 5 cose più belle della settimana sulla Terra

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Calcolo laser, fotosintesi e illuminazione delle cellule tumorali. Le cose più interessanti di questa settimana illuminano il futuro della tecnologia.

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Prendere di mira il cancro

Che cos'è? L'UVA Health sta aprendo il primo centro medico al mondo dedicato al campo emergente dell'immunoterapia focalizzata a ultrasuoni per il cancro.

Perché è importante? Le terapie che addestrano il sistema immunitario dell'organismo ad attaccare il cancro costituiscono un'area di trattamento promettente. La combinazione con un'altra nuova tecnologia, gli ultrasuoni focalizzati, potrebbe moltiplicarne le applicazioni.

Come funziona? Facendo convergere più fasci di ultrasuoni concentrati su un bersaglio, ad esempio un tumore, questa tecnologia è in grado di fornire alti livelli di energia senza danneggiare i tessuti circostanti. È stato dimostrato che aumenta il rilascio di marcatori che segnalano al sistema immunitario la presenza di cellule cancerose, rende i tumori più sensibili alla chemioterapia e migliora la somministrazione di immunoterapici. "Gli ultrasuoni focalizzati stanno dimostrando di migliorare l'efficacia dell'immunoterapia del cancro durante l'intero ciclo immunitario del tumore in diversi modi", ha dichiarato Neal F. Kassell, presidente della Focused Ultrasound Foundation, che collabora con UVA Health per il Centro di immunoterapia del cancro da 8 milioni di dollari.

Panino solare

Che cos'è? I ricercatori della Martin Luther University Halle-Wittenberg hanno creato una cella solare efficiente e potenzialmente meno costosa.

Perché è importante? La nuova ricerca, pubblicata su Science Advances, ha dimostrato che alcuni materiali ferroelettrici, se combinati con altri materiali in una struttura reticolare, possono essere una promettente alternativa al silicio, ampiamente utilizzato ma meno efficiente.

Come funziona? Il team di Akash Bhatnagar della MLU ha utilizzato l'ossido metallico ferroelettrico titanato di bario, che può produrre elettricità dalla luce grazie alle sue cariche positive e negative spazialmente separate. Ma il titanato di bario di per sé non assorbe molto la luce solare. I ricercatori hanno quindi inserito il titanato di bario tra strati di due materiali diversi e lo hanno irradiato con luce laser. La combinazione ha prodotto una corrente elettrica 1.000 volte più forte rispetto a un chip di spessore simile fatto solo di titanato di bario. "L'interazione tra gli strati del reticolo sembra portare a una permittività molto più elevata", ha detto Bhatnagar. "In altre parole, gli elettroni sono in grado di fluire molto più facilmente"

Logica veloce al laser

Che cos'è? I ricercatori dell'Università di Rochester e della Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg hanno dimostrato la capacità di controllare l'elaborazione delle informazioni con la luce laser, aprendo la strada a computer un milione di volte più veloci di quelli utilizzati oggi.

Perché è importante? I laser sono in grado di generare esplosioni di elettricità in femtosecondi - un milionesimo di miliardesimo di secondo. Ma finora nessuno è stato in grado di creare circuiti informatici in grado di operare su questa scala temporale.

Come funziona? Utilizzando un laser sintonizzato su due fasi diverse, i ricercatori sono riusciti a creare due diversi tipi di correnti elettroniche in un filo di grafene che collegava elettrodi d'oro. Gli elettroni "reali" sono stati eccitati dal laser e sono rimasti in movimento anche dopo il suo spegnimento. Gli elettroni "virtuali" trasportavano una carica solo quando il laser era acceso. Le due versioni di correnti possono sommarsi o annullarsi, dando luogo a uno 0 o a un 1. "Probabilmente passerà molto tempo prima che questa tecnica possa essere utilizzata in un chip per computer, ma almeno ora sappiamo che l'elettronica a onde luminose è praticamente possibile", ha dichiarato Tobias Boolakee della FAU. I ricercatori hanno descritto la loro ricerca su Nature.

Potenza delle piante

Che cos'è? I biochimici dell'Università di Cambridge hanno realizzato un minuscolo generatore di energia che sfrutta la fotosintesi delle alghe.

Perché è importante? Il dispositivo potrebbe essere usato per far funzionare piccoli apparecchi a tempo indeterminato e non richiede materiali come le batterie agli ioni di litio.

Come funziona? Un pacchetto trasparente appena più grande di una batteria AA ospita una comune specie di alga blu-verde in acqua. Utilizzando solo la luce ambientale in un ambiente domestico, l'alga produce energia attraverso la fotosintesi, generando una piccola corrente elettrica. La corrente era abbastanza forte da alimentare un popolare microprocessore ininterrottamente per sei mesi, anche al buio. Con un trilione di dispositivi connessi a Internet (smartwatch, sensori e simili) che si prevede si accenderanno entro il 2035, abbiamo bisogno di "sistemi in grado di generare energia, piuttosto che semplicemente di immagazzinarla come le batterie", ha dichiarato Christopher Howe, autore senior di un nuovo articolo pubblicato su Energy & Environmental Science.

Corsa allo zucchero

Che cos'è? Gli ingegneri del MIT e dell'Università Tecnica di Monaco hanno ideato una sottile cella a combustibile che potrebbe alimentare gli impianti medici grazie al glucosio presente nel corpo.

Perché è importante? "Il glucosio è ovunque nel corpo e l'idea è di raccogliere questa energia prontamente disponibile e utilizzarla per alimentare dispositivi impiantabili", ha dichiarato Philipp Simons, primo autore di un nuovo studio pubblicato su Advanced Materials.

Come funziona? L'idea di utilizzare il glucosio in una cella a combustibile per generare elettricità non è del tutto nuova, ma il team del MIT ha utilizzato un elettrolita in ceramica invece dei polimeri più tradizionali. La ceramica è in grado di separare gli elettroni anche su scala molto piccola e può sopportare l'elevato calore applicato ai dispositivi medici per sterilizzarli. La cella a combustibile potrebbe essere trasformata in un film sottile che alimenterebbe dispositivi impiantabili miniaturizzati senza occupare spazio nei dispositivi stessi.

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