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Los científicos han descubierto una enzima que convierte el aire en electricidad

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Los científicos han descubierto una enzima que convierte el aire en electricidad

Los científicos han demostrado que la enzima, llamada Huc, convierte el hidrógeno gaseoso en corriente eléctrica.

Investigadores australianos han descubierto una enzima capaz de transformar el aire en energía.

Investigadores australianos han descubierto una enzima capaz de transformar el aire en energía. El estudio, publicado recientemente en la prestigiosa revista Naturaleza, muestra que la enzima usa pequeñas cantidades de hidrógeno en el aire para generar una corriente eléctrica. Este avance allana el camino para el desarrollo de dispositivos que literalmente pueden generar energía de la nada.

El descubrimiento fue realizado por un equipo de científicos dirigido por el Dr. Rhys Grinter, Ashleigh Kropp, Ph.D. estudiante y profesor Chris Greening del Instituto de Descubrimiento de Biomedicina de la Universidad de Monash en Melbourne, Australia. El equipo produjo y estudió una enzima que consume hidrógeno de una bacteria que se encuentra comúnmente en el suelo.

El trabajo reciente del equipo ha demostrado que muchas bacterias utilizan el hidrógeno atmosférico como fuente de energía en entornos pobres en nutrientes. «Sabemos desde hace algún tiempo que las bacterias pueden usar pequeñas cantidades de hidrógeno en el aire como fuente de energía para ayudarlas a crecer y sobrevivir, incluso en los suelos antárticos, los cráteres volcánicos y las profundidades del océano», dijo el profesor Greening. «Pero no sabíamos cómo lo hicieron, hasta ahora».

En esto Naturaleza papel, los investigadores extrajeron la enzima responsable de utilizar el hidrógeno atmosférico de una bacteria llamada Mycobacterium smegmatis. Demostraron que esta enzima, llamada Huc, transforma gas hidrógeno en corriente eléctrica.

El Dr. Grinter señala: “Huc es extraordinariamente efectivo. A diferencia de todas las demás enzimas y catalizadores químicos conocidos, incluso consume hidrógeno por debajo de los niveles atmosféricos, tan solo el 0,00005 % del aire que respiramos.

Los investigadores utilizaron varios métodos de última generación para revelar el patrón molecular de la oxidación del hidrógeno atmosférico. Utilizaron microscopía avanzada (crio-EM) para determinar su estructura atómica y vías eléctricas, ampliando los límites para producir la estructura enzimática más resuelta reportada por este método hasta la fecha. También utilizaron una técnica llamada electroquímica para demostrar que la enzima purificada crea electricidad en concentraciones diminutas de hidrógeno.

El trabajo de laboratorio realizado por la Sra. Kropp muestra que es posible almacenar Huc purificado durante largos períodos de tiempo.

“Es sorprendentemente estable. Es posible congelar la enzima o calentarla a 80 grados[{» attribute=»»>Celsius, and it retains its power to generate energy,” Ms. Kropp said. “This reflects that this enzyme helps bacteria to survive in the most extreme environments.”

Huc is a “natural battery” that produces a sustained electrical current from air or added hydrogen. While this research is at an early stage, the discovery of Huc has considerable potential to develop small air-powered devices, for example as an alternative to solar-powered devices.

The bacteria that produce enzymes like Huc are common and can be grown in large quantities, meaning we have access to a sustainable source of the enzyme. Dr. Grinter says that a key objective for future work is to scale up Huc production. “Once we produce Huc in sufficient quantities, the sky is quite literally the limit for using it to produce clean energy.”

Reference: “Structural basis for bacterial energy extraction from atmospheric hydrogen” by Rhys Grinter, Ashleigh Kropp, Hari Venugopal, Moritz Senger, Jack Badley, Princess R. Cabotaje, Ruyu Jia, Zehui Duan, Ping Huang, Sven T. Stripp, Christopher K. Barlow, Matthew Belousoff, Hannah S. Shafaat, Gregory M. Cook, Ralf B. Schittenhelm, Kylie A. Vincent, Syma Khalid, Gustav Berggren and Chris Greening, 8 March 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05781-7 

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Cómo la innovación espacial está llegando a la Tierra: explicada por la astronauta de la NASA Jessica Meir

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Cómo la innovación espacial está llegando a la Tierra: explicada por la astronauta de la NASA Jessica Meir

A la vanguardia de la exploración espacial, la Estación Espacial Internacional (ISS) sirve como laboratorio en órbita alrededor de la Tierra y simboliza lo que la humanidad puede lograr cuando las naciones trabajan juntas. Una conversación reciente con la astronauta de la NASA Jessica Meir en el escenario del Tech Arena 2024 en febrero destaca las complejidades y los triunfos de la vida y el trabajo a bordo de la ISS.

El descubrimiento científico en el espacio presenta muchos desafíos. Meir dice que si bien muchos descubrimientos provienen de la investigación espacial, como cámaras de teléfonos y purificadores de aire, muchas tecnologías nuevas no están disponibles para su uso en el espacio.

“Cuando se habla de innovación, una de las cosas más difíciles de un experimento en el espacio no es el experimento en sí; es toda la logística del medio ambiente”, dijo Jessica Meir en el escenario del Tech Arena 2024.

Jessica Meir con la moderadora Linda Nyberg en el escenario de The Tech Arena 2024. Crédito de la imagen: Adrian Pehrson.

Colaboración en la ISS

La Estación Espacial Internacional es un proyecto de colaboración entre Estados Unidos, Canadá, Japón, Europa y Rusia, lo que los convierte a todos ellos en partes interesadas en el éxito de las misiones.

“En realidad, la ISS fue diseñada de una manera inteligente, lo que requiere colaboración. Así que dependemos unos de otros, lo cual es fantástico para un proyecto pacífico como este, porque realmente lo obliga a sobrevivir a pesar de lo que está sucediendo en el terreno”.

“El café de ayer se convierte en el café de hoy”

Desde una perspectiva de sostenibilidad, la ISS está un paso por delante de la vida en la Tierra gracias a su sistema sostenible de reciclaje de agua. Meir explicó que «del 85 al 90 por ciento del agua se reutiliza, incluso el sudor y la orina, toda la recoge el inodoro, y también recogemos toda la condensación de la humedad del ambiente».

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Este sistema, que transforma “el café de ayer en el café de hoy”, demuestra el enfoque innovador de la estación hacia la sostenibilidad. Por supuesto, en un espacio aislado es más fácil recolectar mayores volúmenes de aguas residuales, pero esto todavía tiene aplicaciones potenciales en la Tierra, especialmente en áreas que enfrentan escasez de agua.

Jessica Meir en Tech Arena 2024.

Vida en la Luna o Marte

Crear un estilo de vida circular en la ISS es un paso hacia la vida potencial en el espacio o en otros planetas. El astronauta de la NASA le dijo a la audiencia en The Tech Arena 2024 que una de las cosas más emocionantes de sus meses en el espacio fue cultivar y cosechar lechuga con éxito. “Fue realmente agradable tener vegetales frescos allí”, dijo Jessica Meir.

La ISS no es sólo un laboratorio en órbita; es un vistazo a un futuro donde los límites de la habitación humana se extienden más allá de nuestro planeta, tal vez algún día todos seamos astronautas.

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Una fuente cósmica contamina el espacio intergaláctico con 50 millones de soles de materia

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Una fuente cósmica contamina el espacio intergaláctico con 50 millones de soles de materia

Tremendas explosiones en una galaxia cercana a la Vía Láctea vierten a su entorno material equivalente a unos 50 millones de soles. Los astrónomos han cartografiado este evento de contaminación galáctica en alta resolución, obteniendo importantes pistas sobre cómo el espacio entre galaxias se llena de elementos químicos que eventualmente se convertirán en los componentes básicos de nuevas estrellas.

Estos descubrimientos se realizaron cuando el equipo internacional estudió NGC 4383, una galaxia espiral en la constelación de Coma Berenices, utilizando un instrumento del Very Large Telescope (VLT) llamado Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE).

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mu Space amplía la colaboración de la estación terrestre con RBC Signals

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mu Space amplía la colaboración de la estación terrestre con RBC Signals

Estación terrestre de satélite. Foto: Señales RBC

espacio mu se asoció con Transmisiones internacionales de RBC (RBC Signals), ya que parece mejorar las instalaciones de las estaciones terrestres en Tailandia y otros países del sudeste asiático. Ambas compañías creen que esto supondrá un paso adelante en el desarrollo de estas instalaciones en la región. Las dos empresas anunciaron su colaboración el 22 de abril.

mu Space es una empresa tailandesa de satélites polifacética. Fabrica plataformas satelitales enfocadas a satélites pequeños, que desarrolla y fabrica. También proporciona servicios de extremo a extremo, incluido un conjunto completo de soluciones de construcción satelital y acceso a servicios de Internet satelital.

RBC Signals busca brindar soluciones globales de comunicaciones de datos por satélite, ofreciendo soluciones de comunicaciones espaciales seguras en todas las bandas de frecuencia principales que utilizan una red global. Las dos empresas también han trabajado juntas anteriormente, con mu Space actuando como proveedor de soporte de instalaciones y mantenimiento para el alojamiento y la coubicación de la antena satelital durante tres años en la región oriental de Tailandia.

“Esta asociación marca un hito importante en nuestra misión de avanzar en la tecnología satelital en Tailandia y el Sudeste Asiático. Juntos, buscamos explorar nuevas fronteras en las instalaciones de estaciones terrestres satelitales, aportando soluciones innovadoras a la región”, dijo James Yenbamroong, director ejecutivo y director de tecnología de mu Space, en un comunicado.

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