1984: Experiência no Espaço pode ajudar no desenvolvimento de novas terapias anti-envelhecimento

CIÊNCIA

(dr) Gianni Ciofani
Partículas nanoceria (verde) misturadas com células (azul)

A próxima experiência a bordo da Estação Espacial Internacional (EEI) testará os efeitos da micro-gravidade em células vivas misturadas com pequenas partículas de cerâmica.

Não há nenhuma fonte de jovialidade que nos faça voltar no tempo, mas talvez seja possível, no futuro, conter os estragos que a idade vai deixando para trás. Uma experiência da ESA, que acabou de chegar à Estação Espacial Internacional (EEI), testará as nano-partículas como uma forma viável de limpar o corpo dos radicais livres.

Se resultar, este mecanismo poderia ser capaz de prevenir alguns danos celulares associados ao envelhecimento e ajudar os astronautas a manterem-se saudáveis em missões espaciais de longo prazo.

Os materiais necessários para realizar a experiência, baptizada de “Experiência Nano Antioxidantes”, chegaram à estação espacial na manhã do dia 6 de maio, a bordo da cápsula SpaceX Dragon, de acordo com um comunicado divulgado pela ESA.

O objectivo central deste projecto que os cientistas têm em mãos é encontrar novas formas de estimular as células a combaterem influências negativas da micro-gravidade nos músculos e nos ossos dos astronautas durante missões de longa duração.

O bónus desta experiência é ainda mais irresistível: a mesma tecnologia poderia ser utilizada aqui na Terra para tratamentos em idosos e pessoas com doenças degenerativas dos músculos.

As nano-partículas de cerâmica fora desenvolvidas em laboratório e chamadas de “nanoceria”. Estas serão adicionadas a uma cultura de células vivas e mantidas à temperatura de 30ºC durante seis dias.

Segundo a Gizmodo, as nanoceria foram desenvolvidas para imitar a forma como as enzimas agem em organismos vivos e – caso a experiência funcione – proteger organismos contra os danos causados pelo stress oxidativo.

Gianni Ciofani, do Instituto de Tecnologia Italiano, está a fazer uso do ambiente de micro-gravidade próprio da Estação Espacial Internacional para estudar de que forma a ausência de peso influencia o desenvolvimento dessa cultura.

“Estes nano-materiais quimicamente desenvolvidos em laboratório são muito promissores na sua actividade antioxidante”, afirmou Ciofani. “As partículas podem proteger organismos de danos causados pelo stress oxidativo”, disse, acrescentando que “a nanotecnologia já tem sido estudada na Terra, mas sua aplicação no Espaço ainda está numa fase inicial”.

De acordo com a NASA, a equipa quer estudar o papel que a gravidade exerce na produção de espécies reactivas de oxigénio (ROS, em inglês), tanto a nível molecular como a nível celular. Uma abundância de ROS – também conhecidos como radicais livres – nas células pode danificar o ADN e as proteínas, levando a doenças relacionadas com o envelhecimento e, em alguns casos, à morte.

Os antioxidantes inibem o processo de oxidação, sendo capazes de prevenir os efeitos causados por essa acumulação de radicais livres.

Assim, os cientistas pretender expor metade da cultura de células (misturadas com as nanocerias) a condições micro-gravitacionais, enquanto a outra metade será exposta a uma gravidade simulada por uma centrífuga. Seis dias depois, as amostras serão armazenadas a -80°C para retornarem posteriormente à Terra.

Cá, serão comparadas às amostras da experiência semelhante realizada aqui na Terra, que serve assim de experiência controlo. Através da comparação, os cientistas conseguirão observar os efeitos únicos da micro-gravidade no crescimento de células em cultura.

No futuro, estes possíveis avanços poderiam resultar em terapias promissoras. A nanoceria tem o potencial de prevenir a atrofia muscular em astronautas, além de agir como uma terapia anti-envelhecimento para pessoas idosas ou vítimas de Parkinson e outras formas de atrofia muscular.

A Agência Espacial Europeia prevê ainda aplicações cosméticas, como “tratamentos para uma pele mais brilhante e jovem”.

ZAP //

Por ZAP
15 Maio, 2019


 

1832: Luzes “alienígenas” nos céus da Noruega eram afinal um teste da NASA

NASA

Vários noruegueses ficaram perplexos no passado sábado com um fenómeno nos céus. Luzes brilhantes e misteriosas surgiram no ar, levando a especulações sobre uma possível actividade alienígena.

De acordo com os relatos, surgiram no céu vários pontos coloridos, seguidos depois de grandes nuvens igualmente brilhantes com luzes roxas e verdes.

Apesar da especulação, o espectáculo de luzes fazia parte de uma experiência da agência espacial norte-americana, a AZURE, que testa o lançamento de foguetes.

Financiada pela NASA, a missão visa melhor compreender o fluxo de partículas na ionosfera – camada da atmosfera terrestre ionizada por radiação solar e cósmica – e descobrir mais sobre a contribuição de uma aurora para a quantidade de energia que entra e sai no sistema geo-espacial da Terra.

Foram lançados dois foguetes, que mediram a temperatura e a densidade atmosférica e implantaram também marcadores que ionizam quando expostos à luz solar.

“Parecia um ataque alienígena”, disse Michael Theusner, um habitante que gravou o fenómeno em vídeo.

“Essas misturas criam nuvens coloridas que permitem aos cientistas rastrear o fluxo de partículas neutras e carregadas, respectivamente”, explicou a NASA, acrescentando que os seus marcadores “não representam perigo para os moradores da região”.

As nuvens foram depois rastreadas para medir os ventos e o fluxo de partículas à medida que os pontos brilhantes se dispersavam.

ZAP // SputnikNews

Por ZAP
11 Abril, 2019

 

1787: Uma experiência com vidro derretido surpreendeu os cientistas ao desafiar uma lei da Física

CIÊNCIA

(CC0/PD) goldbug / pixabay

Uma equipa de cientistas, liderada por Himanshu Jain, da Universidade Lehigh, nos Estados Unidos, ficou surpreendida ao realizar uma experiência com vidro derretido que desafiou uma lei física básica.

Se passarmos uma corrente eléctrica através de um material, a maneira pela qual a corrente gera calor pode ser descrita pela primeira Lei de Joule. Esta lei já foi observada repetidas vezes, com a temperatura a ser distribuída quando o material em causa é homogéneo ou uniforme.

No entanto, isso não aconteceu na experiência realizada por uma equipa de investigadores da Universidade Lehigh, nos Estados Unidos. Quando os cientistas aplicaram uma corrente eléctrica num vidro de silicato, perceberam que apenas uma secção do vidro ficou tão quente que derreteu (e até evaporou).

Além disso, o vidro derreteu a uma temperatura muito mais baixa do que o ponto de ebulição do material. O ponto de ebulição do vidro de silicato puro é de 2.230 graus Celsius. A temperatura mais alta que os cientistas registaram numa peça homogénea de vidro durante esta experiência foi 1.868,7 graus Celsius.

O engenheiro de materiais Himanshu Jain afirmou que os cálculos da equipa não contribuíram para explicar este fenómeno e o motivo pelo qual aconteceu. “Mesmo sob condições muito moderadas, observamos fumaça de vidro que exigiria milhares de graus de temperatura mais alta do que a Lei de Joule poderia prever.”

Segundo o ScienceAlert, em 2015, a mesma equipa relatou que um campo eléctrico poderia reduzir a temperatura na qual o vidro amolece em até algumas centenas de graus Celsius. O processo foi chamado de “amolecimento induzido por campo eléctrico“. Como este é um fenómeno peculiar, os cientistas decidiram estudá-lo novamente.

Nesta experiência, colocaram pedaços de vidro dentro de um forno e aplicaram de 100 a 200 volts na forma de correntes alternadas e directas nos materiais. De seguida, um jacto fino de vapor emanou onde o ânodo que transportava a corrente entrou em contacto com o vidro.

“Em ambas as experiências, o vidro ficou mais de mil graus Celsius mais quente perto do lado positivo do que no resto do material, o que foi muito surpreendente, considerando que o vidro era totalmente homogéneo”, explicou Jain. As experiências pareciam, então, desafiar a Lei de Joule, e os cientistas precisavam de saber o que realmente se estava a passar.

A Física está a salvo

A equipa decidiu então estudar mais a fundo o fenómeno e descobriu que o vidro já não era tão homogéneo – pelo menos não tanto como no início da experiência. O campo eléctrico alterou a sua química e estrutura em nano-escala, numa pequena secção próxima ao ânodo.

(dr)

Esta região aqueceu mais rapidamente do que o resto do vidro, a ponto de se tornar uma fuga térmica – onde um aumento na temperatura é capaz de subir ainda mais a temperatura. Isto significa que o fenómeno observado naquela secção do vidro foi resultado do facto de aquela pequena área ter atingido o ponto de fusão enquanto o resto do material permanecia sólido.

Uma vez que o material deixou de ser homogéneo, a experiência contrariou a Lei de Joule. O artigo científico foi recentemente publicado na Scientific Reports.

Os cientistas apontam que os livros de física talvez precisem de ser revistos, de modo a incorporar a capacidade até então desconhecida de um material perder a sua homogeneidade com a aplicação de uma corrente eléctrica.

“Além de demonstrar a necessidade de qualificar a Lei de Joule, os resultados são críticos para o desenvolvimento de novas tecnologias para a fabricação de materiais de vidro e cerâmica”, concluiu Jain.

ZAP //

Por ZAP
30 Março, 2019

 

1008: Cientista em férias descobre por acaso como controlar uma molécula

CIÊNCIA

DESY/Science Communication Lab

Num passo sem precedentes, cientistas da Universidade de Bath conseguiram manipular moléculas individuais durante um femtossegundo. A descoberta pode levar o controlo da matéria a um novo nível de precisão.

A descoberta dos cientistas ocorreu depois de um acaso de laboratório onde a certa altura, numa experiência-padrão na qual os cientistas esperavam acelerar uma reacção ao introduzir um aumento na corrente eléctrica, os resultados não foram os esperados.

Os resultados obtidos, diferentes dos habituais, levaram os cientistas a investigar o sucedido, tendo chegado à conclusão de que tinham “tropeçado” numa maneira de controlar uma molécula – mesmo que apenas durante um femtossegundo, ou seja, 10-15 segundos – algo como um “milésimo bilionésimo” de segundo. A descoberta abre um novo campo de possibilidades e avanços nas experiências em nano-escala.

Os cientistas da Universidade de Bath, em Inglaterra, descobriram que podiam obter controlo sobre a molécula aproximando um microscópio de digitalização por tunelamento (STM) da molécula em estudo.

“O nosso trabalho oferece um novo caminho para controlar moléculas isoladas e as suas reacções”, afirmou Peter Sloan, um dos autores da pesquisa. “Trabalhar a estas escalas faz com que seja muito difícil executar o trabalho mas, com esta técnica, temos uma extrema resolução e reprodutibilidade”.

Os STM são utilizados para criar imagens 2D ou 3D a um nível atómico, digitalizando as superfícies com a ponta de uma sonda eléctrica. Nas experiências realizadas pela equipa de investigadores, eram observados electrões isolados a chocar e a reagir com a molécula em estudo através do uso de uma corrente muito pequena.

Curiosamente, para além de a descoberta ter sido casual, os resultados pouco habituais da experiência foram notados pela física Kristina Rusimova, uma das autoras da pesquisa, quando esta se encontrava de férias. A cientista decidiu então analisar os dados da experiência, acabando assim por encontrar durante o seu descanso os invulgares resultados – que podem abrir grandes possibilidades.

“Eram dados de uma experiência comum e padrão. Estávamos a fazê-la porque pensamos que tínhamos esgotado todas as coisas interessantes para fazer e esta era apenas uma última verificação”, contou Rusimova. “Contudo, os meus dados apareceram errados – todos os gráficos deviam estar para cima e os meus iam para baixo”.

A descoberta dessa anormalidade nos gráficos levou à descoberta de que, mantendo a ponta da sonda eléctrica entre 600 e 800 bilionésimos de metro afastado da molécula, os electrões após o impacto com a molécula, eram lançados 100 vezes mais rápido.

A experiência, apresentada num artigo publicado na sexta-feira na revista Science, revela assim que as moléculas isoladas de tolueno podem ser retiradas de uma superfície de silício de maneira controlada.

Os investigadores acreditam agora que possa existir um novo estado quântico na nano-escala entre a ponta do microscópio e a molécula. Esse novo canal criado para o electrão viajar, reduz o tempo que este demora na molécula e reduz as hipóteses de reacção.

A investigação também mostra que as experiências podem passar de passivas, ou seja, uma mera observação, para activas, onde os cientistas têm a oportunidade de controlar as reacções e basear novas experiências.

“O foco principal deste trabalho é desenvolver as ferramentas necessárias que nos permitam controlar a matéria em situações extremas“, afirmou Peter Sloan. “Seja a quebrar ligações químicas que a natureza não quer que quebremos, seja a produzir estruturas moleculares termo-dinamicamente proibidas”.

Por ZAP
13 Setembro, 2018

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621: Detectada partícula que não deveria existir

(dr) Reidar Hahn / Fermilab

Uma recente experiência revelou a prova mais forte da existência de uma misteriosa partícula chamada “neutrino estéril”, um tipo de neutrino que passa pela matéria sem que haja internação.

Não é novidade. A existência desta partícula foi sugerida pela primeira vez há décadas, mas os cientistas nunca conseguiram encontrar provas concretas que confirmassem que a partícula realmente existe. Pelo contrário: muitas experiências contradisseram os resultados inicias.

Agora, os novos dados deixam os investigadores na dúvida. Se os neutrinos estéreis forem reais, isso significa que há algo muito estranho a acontecer no Universo que faz com que as experiências de física mais avançadas se contradigam.

Esta incerteza remonta a meados da década de 1990, quando o Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND), do Laboratório Nacional Los Alamos, nos Estados Unidos, encontrou evidências de uma misteriosa partícula: o neutrino estéril. Contudo, este resultado nunca mais voltou a ser observado, fazendo com que a ideia fosse deixada de lado.

O MiniBooNE, do Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), localizado próximo à cidade de Chicago, também nos Estados Unidos, apontou agora para a existência da tal partícula misteriosa.

Caso este resultado tenha vindo para ficar, significará uma grande revolução no campo da física, dado que será necessário rever o Modelo Padrão da Física de Partículas. O Modelo Padrão denomina a compreensão dos cientistas sobre as partículas existentes no Universo e explica como é que a matéria e a energia interagem no cosmos.

Algumas das partículas existentes, como os quarks e os electrões, são fáceis de imaginar: são, nada mais, nada menos, do que componentes dos átomos que compõem tudo o que existe no Universo.

Outras partículas, como os três neutrinos já conhecidos, são muito mais abstractas. São partículas de alta energia que fluem pelo Universo e interagem muito pouco com outras partículas – isto porque a interacção é feita através da força fraca e da gravidade.

A força fraca e a gravidade fazem com que alguns detectores especializados consigam encontrar essas partículas. No caso nos neutrinos estéreis isso não acontece, dado que não são identificáveis directamente. Aliás, este é um dos principais mistérios no que diz respeito a este tipo de partícula.

Algo está a acontecer, resta saber o quê

Tanto o LSND como o MiniBooNE dispararam feixes de neutrinos num detector escondido atrás de um isolador, de modo a bloquear todas as outras radiações. Depois são contados cuidadosamente os neutrinos de cada tipo que atingem esse mesmo detector.

Ambos já relataram mais detecções do que a descrição da oscilação de neutrinos do Modelo Padrão pode explicar, o que sugere que os neutrinos estão a oscilar em tipos mais pesados – “estéreis” – que o detector não consegue identificar directamente.

O resultado do MiniBooNE teve um desvio padrão medido em 4,8 sigma, pouco abaixo do limiar de 5,0 que os físicos procuram. Um resultado de 5,0 sigma tem 1 em 3,5 milhões de probabilidades de ser um equívoco, ou seja, alguma flutuação aleatória nos dados.

Segundo os cientistas, os resultados combinados do MiniBooNE e do LSND representam um resultado de 6,1 sigma, embora haja um certo grau de cepticismo em relação a esta afirmação.

Mas o maior mistério que continua ainda sem resposta é o facto de outros detectores, como o Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus, na Suíça, e o IceCube Neutrino Observatory, na Antárctida, não encontrarem a anomalia que o LSND e o MiniBooNE descobriram.

Kate Scholberg, física de partículas da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, considera possível a anomalia ser “sistemática”, o que significa que há algo na maneira como os neutrinos estão a interagir com a configuração experimental que os cientistas ainda não conseguiram entender.

ZAP // HypeScience

Por ZAP
6 Junho, 2018

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157: Ex-engenheiro da NASA criou areia “líquida”

O que faz a ciência de modo geral ser tão incrível não é apenas a procura por respostas reais, profundas e comprováveis para as nossas grandes perguntas, mas também fazer perguntas e propostas que jamais imaginamos antes.

O ex-engenheiro da NASA, Mark Rober, fez uma experiência incrível na sua própria casa: criou uma engenhoca que fez com que a areia se comportasse como um líquido. Parece estranho, e é mesmo, mas basta ver o vídeo para entender e deixar a boca se abrir de espanto.

Basicamente o que a experiência provoca é que a areia contida numa piscina ou num pote, quando a quantidade certa de ar é aplicada da maneira certa, passa a comportar-se como a água, com bolhas e a fluidez que só os líquidos possuem.

Ao fazer circular o ar no fundo do recipiente de forma correta, aumenta o espaço entre cada partícula de areia, reduzindo a fricção entre elas, e permitindo assim que as partículas se movam de forma mais livre – como os fluidos.

Explicando assim parece simples, mas mesmo um engenheiro da NASA precisou de 25 tentativas frustradas até conseguir concretizar a experiência. O método é utilizado em grandes indústrias com utilidade exemplar, como é mostrado no vídeo, mas para o uso caseiro, o que ele provoca é mesmo a diversão, o espanto e a gargalhada de ver algo surpreendente acontecer com elementos simples, juntando o engenho humano com a ciência.

ZAP // Hypeness

Por ZAP
2 Dezembro, 2017

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