Nuevos acumuladores para energías renovables

Hay científicos en Harvard que están desarrollando un acumulador económico basado en compuestos orgánicos. Acumulan la energía usando quinonas, que son moléculas orgánicas que se encuentran con frecuencia en la naturaleza. Si se puede adaptar este diseño de acumulador a niveles industriales, las energías solar y eólica podrán ser más económicamente viables.

Estos nuevos acumuladores se basan en baterías de flujo que utilizan quinonas suspendidas en agua, en lugar de los diseños actuales con vanadio (más caro) o cloro (más peligroso).

1,4-benzoquinona, miembro prototípico de la clase de las quinonas.
[Imagen tomada de un trabajo propio de Michał Sobkowski (2007).]

Las baterías funcionan como celdas de combustible. Dos grandes tanques de líquido circulan por una pila de celdas dividida por una membrana delgada. Uno de los fluidos de la batería de flujo está cargado positivamente, mientras que el otro es negativo, de forma muy parecida a los electrolitos de las pilas tradicionales. La membrana delgada de la pila de celdas solo permite el paso de iones positivos, bloqueando los electrones y creando así una corriente que fluye a través de cualquier aparato que se conecte a la batería. Para recargarla, se invierte el proceso y los electrones se acumulan en el depósito negativo.

Las investigaciones se han centrado en las baterías de flujo porque la cantidad de energía que pueden acumular está limitada solo por el tamaño de los tanques, lo que las hace ideales para guardar la electricidad generada por la energía eólica y solar. Además, en principio se pueden cargar y descargar indefinidamente.

El mayor problema de las fuentes de energía renovable es su intermitencia: la energía solar es máxima al mediodía y va decreciendo por la tarde (en el mejor de los casos) y la energía eólica es aún más esporádica. Debido a la variación a lo largo del día de la demanda de electricidad, si las energías renovables no se pudieran acumular en grandes cantidades y de forma económica, su uso nunca llegaría a ser realmente viable. En una época donde se busca la creación de electricidad de forma no contaminante pero sin querer renunciar a las grandes cantidades que necesitamos, la comercialización de estos acumuladores sería una gran noticia.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201305/flowbattery.cfm

Quimiotaxis eucariota o la física de los gradientes

Un pequeño arañazo puede ser bastante doloroso. Afortunadamente, el dolor es transitorio y se disipa rápidamente cuando la herida se cura. Los encargados de facilitar el proceso de curación son los neutrófilos, un tipo de glóbulos blancos que elimina las bacterias y otros materiales extraños de la herida. Los neutrófilos residen normalmente en el sistema circulatorio; pero, cuando se les necesita, dejan la corriente sanguínea y navegan con eficiencia a través del tejido conjuntivo hacia la zona herida. Pero, ¿cómo saben dónde ir? La respuesta es la quimiotaxis, el proceso por el que las células son capaces de seguir gradientes químicos.

Además de la curación de heridas, la quimiotaxis es importante en muchos otros procesos biológicos. Durante la fertilización, los espermatozoides pueden encontrar el óvulo ayudados por la información química. En el desarrollo embrionario, las células a menudo se dirigen al sitio adecuado mediante gradientes. La quimiotaxis también puede colaborar en la extensión del cáncer durante la metástasis, el proceso por el que las células dejar el tumor primario y engendran nuevos tumores en otras partes del cuerpo. Los experimentos muestran que los gradientes de los factores de crecimiento sirven de guía en el inicio del proceso metastásico; este primer paso supone el desplazamiento de las células malignas desde el tumor hacia los vasos sanguíneos.

Quimiotaxis de células procariotas y eucariotas.
[Imagen de Laszlo Kohidai MD, PhD; 15-III-2006.]

Los ejemplos anteriores implican células eucariotas, que son aquellas células con núcleo que forman la base de la vida pluricelular. No obstante, la quimiotaxis también se da en células bacterianas (procariotas). Las bacterias normalmente usan gradientes químicos para determinar la localización de fuentes de alimento. Sin embargo, los mecanismos de motilidad que emplean son fundamentalmente diferentes de los que usan las células eucariotas, de mayor tamaño. Las bacterias utilizan un mecanismo de muestreo temporal para determinar la dirección del gradiente: si la célula siente cuando se mueve que la concentración aumenta, continúa moviéndose en el mismo sentido. Por otro lado, las células eucariotas usan su tamaño para medir diferencias espaciales a lo largo de su cuerpo; su habilidad para sentir un gradiente químico no requiere movimiento celular.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/66/2/10.1063/PT.3.1884