Che fare con gli ultimi esemplari di un virus letale che solo nello scorso secolo ha causato la morte di oltre 400 milioni di persone? Distruggerli definitivamente o conservarli perchè "non si sa mai"? La risposta a questa domanda è meno ovvia di quanto a prima vista potrebbe apparire e da oltre 15 anni sta tenendo impegnati gli esperti dell’ Organizzazione Mondiale della Sanità.

Provette letali

Il protagonista di questa storia è il vaiolo, o meglio le ultime provette contenenti il virus che al momento sono conservate, e ben protette, nelle stanze blindate del Centers for Disease Control and Prevention di Atlanta e in un centro sanitario della Siberia.

Completamente debellato alla fine degli anni ‘70 grazie a una capillare campagna di vaccinazione di massa durata un decennio, il vaiolo è stato ufficialmente dichiarato sconfitto dall’OMS nell’inverno del 1979. Da allora le autorità dei paesi in via di sviluppo, in assoluto i più colpiti da questo devastante flagello, premono perchè anche gli ultimi campioni conservati nei laboratori vengano eliminati. Il loro timore è quello di una fuga del virus che potrebbe sfociare in nuove pericolose epidemie.
E in effetti le autorità sanitarie internazionali avevano deciso di procedere con la soppressione del virus già nel 1996. La "condanna" fu sospesa all’ultimo momento su richiesta di molti paesi, Russia e USA in testa, che sostenevano l'opportunità di conservare alcuni esemplari del virus per studiare nuovi vaccini e nuove cure, utili in caso di improvvise recrudescenze della malattia.

All’OMS l’ardua sentenza

L'unica altra malattia ad essere stata ufficialmente debellata dal pianeta è la peste bovina, una specie di morbillo altamente contagioso che colpisce e stermina i ruminanti.
La decisione ufficiale sulla sorte dei campioni di vaiolo è attesa per il prossimo mese di maggio: Russia e Stati Uniti sembrano in realtà propensi a conservare i campioni del virus, ritenendoli indispensabili per la ricerca e per produrre antidoti e medicinali in caso di scellerati attacchi con armi biologiche base di vaiolo.

Vaccinati è meglio

Lo scorso agosto un team di ricercatori dell’ UCLA ha presentato alla comunità scientifica internazionale gli inquietanti risulatati di uno studio secondo il quale la fine delle vaccinazioni antivaiolose nei paesi africani, ha coinciso con un esponenziale aumento di casi vaiolo delle scimmie, una malattia esotica provocata da un virus del genere Orthopoxvirus, simile al Variola (il virus del vaiolo) e al Vaccinia (il virus utilizzato nel vaccino del vaiolo).
Questa malattia causa gravi eruzioni cutanee, febbre, dolori di testa e, nei casi più gravi, cecità e morte. Al momento non è curabile: a dispetto del nome, si contrae dalle principamente dai roditori e chi ne è colpito può solo sperare di sopravvivere. La più grave epidemia recente si è registrata in Congo nel 1997.

Fonte: Focus.it

To diversify the applications of superconductors that currently operate at chilly temperatures below 135 kelvin (K), scientists are searching for new classes of superconducting materials that will show this property at warmer temperatures. Now, a research team in Japan has synthesized a promising new class of superconductors1, made of Hg0.44ReO3, where an unusual motion of the mercury (Hg) atoms enhances superconducting properties at temperatures up to 7.7 K.

The crystal structure of HgxReO3. The mercury (Hg) atoms are shown in blue, oxygen (O) in red and rhenium (Re) in brown. Credit: 2011 The American Physical Society

The Dutch physicist Heike Kamerlingh Onnes discovered superconductivity one hundred years ago, when he noticed that the electrical resistance of mercury dropped to zero suddenly at 4.2 K. Superconducting materials are now used routinely in magnetic resonance imaging scanners.

In classical superconductors such as mercury, superconductivity arises through the combined vibrations of the atoms in the crystal. This makes the crystal structure a key factor for the superconducting properties of a material. In the case of HgxReO3, the atomic structure consists of rhenium (Re) and oxygen (O) building blocks. In the empty spaces between them, the mercury atoms arrange in chains (Fig. 1). However, some of the available places along these chains lack mercury atoms, and the team’s work suggests that this leads to an arrangement of paired mercury atoms.

"These pairs move within the channel in an oscillatory motion known as rattling", explains team-member Ayako Yamamoto from the RIKEN Advanced Science Institute in Wako. The rattling vibrations provide a strong feedback for the electrons, and therefore reinforce superconductivity in the material. In comparison to a similar structure lacking mercury pairs, the superconducting temperature of Hg0.44ReO3 at 7.7 K is almost twice as high. "Despite remaining below the present record of 135 K for a superconductor, there is potential for improving operation temperatures", says Yamamoto. “The application of pressure increases the superconducting temperature to 11.1 K, and this could mean that for the right crystal structure further enhancement is possible.”

Yamamoto and her colleagues are now working to optimize the crystal structure further—for example, by replacing rhenium with other elements. A better understanding of the influence of the mercury atoms’ rattling motion may also provide better insight into the mechanism of superconductivity in such structures. “Mercury seems to be a magic element in superconductivity, not only for its role in Kamerlingh Onnes’ discovery, but also for the fact that mercury is part of the material with the highest known superconducting temperature, HgBa2Ca2Cu3Ox,” Yamamoto explains. "Once more, mercury is playing a key role for new superconductors," she says.

Source: PhysOrg

Cos’hanno in comune un russo, un cinese, un finladese, un boliviano e un italiano? Non è l’inizio di una barzelletta, ma la sintesi di un recente studio sull’evoluzione delle lingue secondo il quale gli oltre 6000 idiomi parlati oggi nel mondo deriverebbero tutti da un’unica lingua ancestrale parlata in Africa dai nostri antichi progenitori tra i 50.000 e 70.000 anni fa.

Secondo Quentin Atkinson, docente di psicologia evolutiva presso l’Università di Auckland (Nuova Zelanda) e autore della ricerca, circa 50.000 anni fa i nostri antenati africani ebbero un improvvisa evoluzione culturale e comportamentale: diedero vita alle prime forme di arte rupestre, iniziarono a costruire i primi manufatti di osso e misero a punto attrezzi da caccia relativamente sofisticati.
Secondo gli esperti questo exploit può essere attribuito alla nascita della prima forma di linguaggio complesso, elemento indispensabile alla formulazione di pensieri astratti.

Più è meglio

Atkinson ha formulato la sua tesi mutuando dalla genetica un processo noto come "effetto del fondatore" secondo il quale in una popolazione nata da un piccolo gruppo di individui fuoriusciti da un gruppo molto più grande, si assiste a una progressiva riduzione della variabilità e della complessità genetica. E quindi della ricchezza evolutiva.
Secondo lo scienziato questo modello può essere applicato ai fonemi, i suoni elementari alla base di una lingua: Atkinson ha analizzato oltre 504 lingue e dialetti parlati oggi nel mondo e ha scoperto che mentre quelli più ricchi di fonemi si trovano in Africa, quelli più poveri sono in Sud America e in alcune isole del Pacifico.
I risultati di Atkinson sono coerenti con le più recenti ipotesi secondo le quali il Continente Nero sarebbe stato la culla del genere umano sviluppatosì lì circa 200.000 anni fa. Poi, tra i 50.000 i 70.000 anni fa, un piccolo gruppo dei nostri progenitori si sarebbe spostato colonizzando il resto del mondo e dando vita alle popolazioni non africane.
E così come l’effetto del fondatore incide sulla popolazione che si separa rendendola più debole, allo stesso modo i primi uomini che hanno lasciato l’Africa hanno probabilmente dovuto pagare uno scotto notevole, in termini di complessità e diversità culturale.

Dall’Africa con furore

Secondo un’altra teoria, nota come "ipotesi multiregionale", le prime forme di uomo nate in Africa si sarebbero lentamente evolute fino alla forma moderna nelle diverse aree dell’ Europa. E allo stesso modo le lingue sarebbero nate e si sarebbero sviluppate indipendentemente una dall’altra.

Fonte: Focus.it

If a new development from labs at MIT pans out as expected, someday the entire surface area of a building’s windows could be used to generate electricity — without interfering with the ability to see through them.

Richard Lunt, one of the researchers who developed the new transparent solar cell, demonstrates its transparency using a prototype cell. Photo: Geoffrey Supran

The key technology is a photovoltaic cell based on organic molecules, which harnesses the energy of infrared light while allowing visible light to pass through. Coated onto a pane of standard window glass, it could provide power for lights and other devices, and would lower installation costs by taking advantage of existing window structures.
These days, anywhere from half to two-thirds of the cost of a traditional, thin-film solar-power system comes from those installation costs, and up to half of the cost of the panels themselves is for the glass and structural parts, said Vladimir Bulovi?, professor of electrical engineering in the Department of Electrical Engineering and Computer Science. But the transparent photovoltaic system he developed with Richard Lunt, a postdoctoral researcher in the Research Laboratory of Electronics, could eliminate many of those associated costs, they say.
A paper by Bulovi? and Lunt describing their new system has been published online in the journal Applied Physics Letters, and will appear in a forthcoming issue of the print edition.

Previous attempts to create transparent solar cells have either had extremely low efficiency (less than 1 percent of incoming solar radiation is converted to electricity), or have blocked too much light to be practical for use in windows. But the MIT researchers were able to find a specific chemical formulation for their cells that, when combined with partially infrared-reflective coatings, gives both high visible-light transparency and much better efficiency than earlier versions — comparable to that of non-transparent organic photovoltaic cells.

A prototype of the MIT researchers' transparent solar cell is seen on top of a promotional item for MIT's 150th anniversary celebrations. Photo: Geoffrey Supran

In a new building, or one where windows are being replaced anyway, adding the transparent solar cell material to the glass would be a relatively small incremental cost, since the cost of the glass, frames and installation would all be the same with or without the solar component, the researchers say, although it is too early in the process to be able to estimate actual costs. And with modern double-pane windows, the photovoltaic material could be coated on one of the inner surfaces, where it would be completely protected from weather or window washing. Only wiring connections to the window and a voltage controller would be needed to complete the system in a home.

In addition, much of the cost of existing solar panels comes from the glass substrate that the cells are placed on, and from the handling of that glass in the factory. Again, much of that cost would not apply if the process were made part of an existing window-manufacturing operation. Overall, Bulovi? says, “a large fraction of the cost could be eliminated” compared to today’s solar installations.
This will not be the ultimate solution to all the nation’s energy needs, Bulovi? says, but rather it is part of “a family of solutions” for producing power without greenhouse-gas emissions. “It’s attractive, because it can be added to things already being deployed,” rather than requiring land and infrastructure for a whole new system.

Fine-tuning the cells

The work is still at a very early stage, Bulovi? cautions. So far, they have achieved an efficiency of 1.7 percent in the prototype solar cells, but they expect that with further development they should be able to reach 12 percent, making it comparable to existing commercial solar panels. “It will be a challenge to get there,” Lunt says, “but it’s a question of excitonic engineering,” requiring optimization of the composition and configuration of the photovoltaic materials.
The researchers expect that after further development in the lab followed by work on manufacturability, the technology could become a practical commercial product within a decade. In addition to being suitable for coating directly on glass in the manufacture of new windows, the material might also be coated onto flexible material that could then be rolled onto existing windows, Lunt says.
Using the window surfaces of existing buildings could provide much more surface area for solar power than traditional solar panels, Bulovi? says. In mornings and evenings, with the sun low in the sky, the sides of big-city buildings are brightly illuminated, he says, and that vertical “footprint” of potential light-harvesting area could produce a significant amount of power.

Max Shtein, associate professor of materials science and engineering at the University of Michigan, says, “This work demonstrates a useful effect, and is based on very sound science and engineering.” But he adds that “it is but one of the many other methods by which a similar functionality could be achieved,” and says the biggest uncertainty at this point is that because they are so new, “the lifetime of organic PV cells is a bit of an unknown at this point, though there is some hope.”

In addition, Shtein says, “The potential of this technology is good if projected far into the future,” but only if the efficiency can be improved as the researchers expect it can.

As added benefits, the manufacturing process for the MIT researchers' solar cells could be more environmentally friendly, because it does not require the energy-intensive processes used to create silicon solar cells. The MIT process of fabricating solar cells keeps the glass panes at ordinary room temperature, Bulovi? noted. Installations of the new system would also block much of the heating effect of sunlight streaming through the windows, potentially cutting down on air conditioning needs within a building.

The research was funded by the Center for Excitonics, an Energy Frontier Research Center funded by the U.S. Department of Energy.

Source: PhysOrg

Le fonti energetiche rinnovabili sono, per definizione, inesauribili. Anzi, lo erano fino a qualche settimana fa, quando un fisico tedesco si è messo a fare qualche calcolo e ha concluso che lo sfruttamento intensivo dell’energia eolica e delle correnti marine non solo potrebbe minare pericolosamente l’equilibrio energetico del pianeta, ma potrebbe causare all’ambiente più danni di quelli provocati dalle emissioni di CO2.

La notizia è decisamente scioccante, al punto da essersi guadagnata la copertina di uno degli ultimi numeri di New Scientist. Possibile?

Nulla si crea, nulla si distrugge

Eppure Axel Kleidon del Max Plank Institute di Jena (Germania), è sicuro: gli sforzi profusi dagli scienziati per ottenere energia dal vento e dal mare finiranno per provocare irreversibili cambiamenti climatici.
La provocatoria tesi di Kleidon si fonda sulle leggi fondamentali della termodinamica: quando i raggi solari entrano nell’atmosfera, una parte di essi favorisce la formazione dei venti e delle correnti oceaniche ed è responsabile dell’evaporazione delle acque. La restante parte viene per lo più dissipata in calore (entropia) e noi non riusciamo a utilizzarla.
Oggi impieghiamo solo 1 parte su 10.000 dell’energia totale irradiata dal Sole, ma secondo Kleidon questo calcolo è fuorviante perchè andrebbe considerata solo l’energia utilizzabile, detta anche energia libera.
Gli esseri umani consumano circa 47 terawatt di energia, cioè 47.000 miliardi di watt: secondo Kleidon equivalgono al 5-10% dell’energia libera del sistema Terra. È una quantità enorme, maggiore di quella contenuta in tutti i processi geologici che avvengono sul pianeta (terremoti, eruzioni vulcaniche, movimenti delle placche tettoniche).

Inesauribile? Impossibile

Per diventare veramente verdi, occorrerebbe quindi sostituire con fonti rinnovabili la parte di energia ottenuta da combustibili fossili e pari a circa 17 TW. Ma per il secondo principio della termodinamica, dato che nessuna tecnologia potrà mai essere perfettamente efficiente, una parte dell'energia libera catturata dai generatori eolici o marini andrà sempre e comunque persa come calore.
Dal punto di vista termodinamico, ciò che fanno questi impianti è prelevare l’energia libera che deriva dal Sole e convertirne una parte in energia utile. Il resto va perso sotto forma di calore  diventando di fatto inutilizzabile.
Il risultato di questa operazione è insomma un impoverimento energetico del sistema Terra.

Si fa presto a dire "green"

Kleidon, utilizzando dei complessi modelli matematici, sostiene che sarebbe teoricamente possibile estrarre dai venti terrestri fino a 70 TW di energia, ma non senza conseguenze. L’impoverimento energetico del sistema Terra comporterebbe pesanti modifiche nella circolazione dei venti, nelle precipitazioni e nell’irraggiamento solare.
Gli effetti sarebbero paragonabili a quelle provocati da un improvviso raddoppio dei gas serra nell’atmosfera.
"Questo è un punto di vista interessante e potenzialmente molto importante», spiega Maarten Ambaum meteorologo dell'Università di Reading, UK. "Il consumo di energia è notevole rispetto alla produzione di energia libera del sistema Terra. Se non pensiamo in termini di energia libera, potremmo essere fuorviati dal potenziale energetico delle risorse naturali". Dobbiamo quindi rinunciare allo sfruttamento delle energie rinnovabili? "No", afferma Kelidon, "ma pensare che il vento sia una fonte inesauribile e a costo zero è un po’ come voler realizzare il moto perpetuo".

Solare? Sì, ma con giudizio

Il fotovoltaico, dal punto di vista termodinamico, non presenta particolari problemi: riesci infatti a generare energia libera senza grosse dispersioni in termini di entropia. Il vero problema è di natura tecnologica e industriale: i pannelli oggi più efficienti sono costruiti con materiali costosi, rari e in via di esaurimento come l’indio (In), il tellurio (Te) e il selenio (Se).
Gli scienziati e le industrie devono quindi riuscire a realizzare pannelli che utilizzino materiali comuni come lo zinco e il rame e in grado di riflettere, senza assorbirla, l’energia che non riescono a utilizzare, così da immetterla nuovamente nel sistema invece che dissiparla sotto forma di calore.

Fonte: Focus.it

For many years the only way to fight fire was water. Come the 20'th century and special foams and powders which are somewhat more effective but are used in a fundamentally similar fashion - hose, bucket or pressurized container and drench. But now a team of Harvard scientists were able to demonstrate a new way of fighting fires - using a powerful blast of electric current.

During a recent meeting of the American Chemical Society the scientists described a way of extinguishing fire using 600-watt amplifier which directs the electrical current into a beam. The scientists went on to demonstrate how they extinguish a foot high flame using the device time and time again from a distance.

How this magic is done is apparently not well understood at this point and several factors might go into play here. However it seems that carbon particles which are created during the combustion process can be easily charged and from this point on they respond to electrical fields in ways which are not fully understood but can cause the flame to lose its stability.

Researchers believe that with further research they can reduce the amount of power needed to perform this kind of trick to several dozen watts and reduce the size of the device to a backpack unit or even a hand held device.

This kind of technology can open a completely new area in firefighting and although it is still many years before we can even dream of extinguishing forest fires with electrical power (if this task is even possible) smaller fires in closed buildings might benefit from such a technology.

Source: TheFutureofThings.com