Cambiamenti climatici negli Stati Uniti occidentali

Cambiamenti climatici negli Stati Uniti occidentali

Con gli Stati Uniti occidentali e il Messico settentrionale che soffrono di una serie sempre più lunga di anni asciutti a partire dal 2000, gli scienziati hanno avvertito che i cambiamenti climatici potrebbero portare ad un’estrema siccità a lungo termine.

Una nuova ricerca afferma che una accentuata siccità, innescata dal riscaldamento del clima, sta giocando un ruolo chiave negli Stati Uniti occidentali. Lo studio basato su osservazioni meteorologiche moderne calcolate su 1.200 anni di dati, rilevati negli anelli degli alberi e da decine di modelli climatici, è stato divulgato su Science. (1)

«Studi precedenti erano in gran parte proiezioni di un modello futuristico», ha affermato l’autore principale A. Park Williams, (2) un bioclimatologo che opera presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University. «Non stiamo più guardando alle proiezioni, ma il quale situazione ci troviamo ora. Attualmente abbiamo abbastanza osservazioni sulla siccità e sui registri degli anelli degli alberi inerenti ai periodi secchi del passato. Questi dati ci suggeriscono che siamo sulla stessa traiettoria delle peggiori siccità preistoriche.»

Osservazioni moderne affidabili risalgono approssimativamente al 1900, ma gli anelli degli alberi hanno permesso agli scienziati di dedurre l’umidità annuale del suolo per secoli prima che gli umani iniziassero a influenzare il clima. Tra le altre cose, le ricerche precedenti hanno legato le catastrofiche siccità, causate naturalmente, registrate negli anelli degli alberi, agli sconvolgimenti tra le civiltà indigene di epoca medievale nel sud-ovest. Il nuovo studio rappresenta l’analisi a lungo termine più aggiornata e completa. Copre un’area che si estende attraverso nove stati degli Stati Uniti, dall’Oregon e dal Montana fino alla California e al Nuovo Messico e parte del Messico settentrionale.

Analizzando gli anelli di molte migliaia di alberi, i ricercatori hanno tracciato decine di siccità in tutta la regione, a partire dall’800 d.C.. Quattro si distinguono come siccità prolungate, con estrema aridità che durano decenni: la fine dell’800, la metà del 1100, il 1200 e la fine del 1500. Dopo il 1600, c’erano altre siccità, ma nessuna su questa scala.

Il team ha quindi confrontato le antiche siccità prolungate decennali con i record di umidità del suolo calcolati dal tempo osservato nei 19 anni dal 2000 al 2018. La sua conclusione: misurata con i peggiori incrementi degli ultimi 19 anni negli episodi precedenti, l’attuale siccità sta già superando i tre primi stadi. Il quarto, che si estendeva tra il 1575 e il 1603, potrebbe essere stato il peggiore di tutti, ma la differenza è abbastanza leggera da essere nel raggio di incertezza. Inoltre, l’attuale siccità sta colpendo aree più ampie in modo più coerente rispetto a quelle precedenti: un’impronta digitale del riscaldamento globale, affermano i ricercatori. Tutte le antiche siccità sono durate più di 19 anni – quella iniziata nel 1200 risale a quasi un secolo – ma tutte hanno iniziato un percorso simile a quello che si sta manifestando ora, dicono.

La natura ha guidato le antiche siccità e gioca ancora oggi un ruolo importante. Uno studio, pubblicato su Science Advances (3) condotto l’anno scorso da Nathan Steiger del Lamont-Doherty Earth Observatory (Columbia University) ha dimostrato che, tra le altre cose, condizioni periodiche insolitamente fresche sull’Oceano Pacifico tropicale (La Niña) durante i precedenti ‘megadroughts’ hanno spinto le imponenti perturbazioni più a nord. Tali condizioni, e forse altri fattori naturali, sembrano aver anche ridotto le precipitazioni negli ultimi anni. Tuttavia, con il procedere del riscaldamento globale, gli autori affermano che le temperature medie dal 2000 si sono alzate di 1,2 gradi C (2,2 F). Poiché l’aria più calda tende a trattenere più umidità, tale umidità viene estratta dal terreno. Ciò ha intensificato l’essiccazione di suoli già bisognosi di precipitazioni.

Tutto sommato, i ricercatori affermano che l’aumento delle temperature è responsabile di circa la metà del ritmo e della gravità dell’attuale siccità. Se questo riscaldamento globale fosse sottratto dall’equazione, l’attuale siccità si classificherebbe come l’undicesima peggiore rilevata.

Poiché si prevede che le temperature continueranno a salire, è probabile che la siccità continui a perdurare per il prossimo futuro, dicono i ricercatori. Il dottor Benjamin Cook, (4) affiliato a Lamont e al Goddard Institute for Space Studies, dice: «Poiché si sta verificando un riscaldamento climatico, le previsioni vengono sempre più indirizzate verso siccità più lunghe e più gravi. Tuttavia, ci potremmo ritenere fortunati se la variabilità naturale causasse maggiori precipitazioni per un po’ di tempo.»

Per il dottor A. Park Williams è concepibile che la regione possa rimanere arida per secoli. «Non è la mia previsione in questo momento, ma si potrebbe avverare», ha insistito.

Il climatologo Richard Seager (5) del Lamont-Doherty Earth Observatory (Columbia University) fu uno dei primi a prevedere, in un documento del 2007, che i cambiamenti climatici avrebbero portato la regione in un clima più arido nel corso del 21° secolo; ha ipotizzato al momento che il processo potrebbe già essere in corso. Entro il 2015, quando 11 degli ultimi 14 anni avevano visto la siccità, il dottor Benjamin Cook concluse uno studio di follow-up. Egli sostenne che il riscaldamento del clima avrebbe causato la ripetizione delle catastrofiche siccità naturali della preistoria nell’ultimo 21° secolo. Uno studio del 2016, scritto da diversi scienziati del Lamont-Doherty Earth Observatory, ha rafforzato questi risultati. Ora, dice Benjamin Cook, sembra che potrebbero aver sottovalutato. «Sta già accadendo», ha detto.

Gli effetti sono palpabili. I potenti bacini idrici del lago Mead e del lago Powell lungo il fiume Colorado, che riforniscono l’acqua all’agricoltura nella regione, si sono ridotti drasticamente. Le infestazioni di insetti sono devastanti nelle foreste secche. Incendi in California e in aree più ampie degli Stati Uniti occidentali si stanno incrementando. Il 2019 è stato un anno relativamente umido, il che porta a sperare che le cose potrebbero andare meglio, le prime indicazioni mostrano che il 2020 fa ben sperare.

La dottoressa Connie Woodhouse, (6) una scienziata del clima dell’Università dell’Arizona che non è stato coinvolto nello studio, ha dichiarato: «Non c’è motivo di credere che il tipo di variabilità naturale documentata nei registri paleoclimatici non continuerà nel futuro, ma la differenza è che le siccità si verificheranno a temperature più calde. Queste condizioni più calde aggraveranno la siccità, rendendole più forti, più lunghe e più diffuse di quanto non sarebbero state altrimenti.»

La dottoressa Angeline Pendergrass, (7) scienziata dello staff del Centro nazionale americano per la ricerca atmosferica, ha dichiarato che è troppo presto per dire se la regione è al centro di una vera e propria mega siccità, perché lo studio conferma che le oscillazioni del tempo naturale stanno ancora giocando un forte ruolo. «Anche se la variabilità naturale avrà sempre un ruolo importante nella siccità, i cambiamenti climatici peggiorano», ha detto.

Inserito nei dati dei ricercatori, il 20° secolo è stato il secolo più piovoso dell’intero record di 1200 anni. Il dottor Benjamin Cook ha detto: «Il 20° secolo ci ha dato una visione eccessivamente ottimistica di quanta acqua è potenzialmente disponibile. Ciò dimostra che studi come questo non riguardano solo la storia antica. Si tratta di problemi che sono già qui.»

Allo studio hanno partecipato: i co-autori di Edward Cook, Jason Smerdon, Kasey Bolles e Seung Baek, tutti osservatori della Terra di Lamont-Doherty; John Abatzaglou dell’Università dell’Idaho; Andrew Badger e Ben Livneh dell’Università del Colorado, Boulder.Lamont-Doherty Earth Observatory è la sede della Columbia University per la ricerca sulle scienze della Terra. I suoi scienziati sviluppano conoscenze fondamentali sull’origine, l’evoluzione e il futuro del mondo naturale, dall’interno più profondo del pianeta fino ai confini esterni della sua atmosfera, in ogni continente e in ogni oceano, fornendo una base razionale per le difficili scelte che l’umanità deve affrontare. (8)

Il Earth Institute, Columbia University mobilita le scienze, l’istruzione e le politiche pubbliche per realizzare una terra sostenibile. (9)

Riferimenti:

(1) Large contribution from anthropogenic warming to an emerging North American megadrought

(2) A. Park Williams

(3) Oceanic and radiative forcing of medieval megadroughts in the American Southwest

(4) Benjamin Cook

(5) Richard Seager

(6) Connie Woodhouse

(7) Angeline Pendergrass

(8) Lamont-Doherty Earth Observatory

(9) The Earth Institute – Columbia University

Descrizione foto: Zone del Nord America sudoccidentale colpite dalla siccità all’inizio degli anni 2000; i colori più scuri sono più intensi. La casella gialla mostra l’area di studio. Nelle montagne della Catalina, nell’Arizona meridionale, le foreste fanno fatica a tenere il passo con i recenti aumenti dell’attività di siccità e incendi, che dovrebbero continuare a causa dei cambiamenti climatici causati dall’uomo. – Credit: Adapted from Williams et al., Science, 2020.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Climate-Driven Megadrought Is Emerging in Western U.S., Says Study

fonte http://www.ecplanet.com

Batterie ricaricabili di tipo adesivo

Batterie ricaricabili di tipo adesivo

Un team di ricerca congiunto degli enti di ricerca KIER, KAIST, PNU, NTU ha sviluppato un dispositivo di accumulo di energia di tipo adesivo ad alte prestazioni.

Il dottor Kana del laboratorio di conversione dell’energia e materiali di stoccaggio dell’Istituto coreano di ricerca energetica (KIER, presidente Kim Jong-nam), il professor Kim Young-Jin del dipartimento di ingegneria meccanica, Istituto avanzato di scienza e tecnologia della Corea e il professor Kim Seungchul del Dipartimento di Ottica e Ingegneria Meccatronica, Università Nazionale di Pusan, hanno sviluppato congiuntamente micro-supercondensatori (MSCs) ri-attaccabili* utilizzando elettrodi di grafene indotti dal laser. I loro risultati di ricerca sono stati divulgati nel Chemical Engineering Journal* (1).

Con l’aumentare della domanda di dispositivi indossabili più leggeri e più piccoli e gadget IoT altamente funzionali, cresce la necessità di nuove tecnologie per la raccolta, lo stoccaggio e la gestione dell’energia. Oggigiorno dispositivi indossabili e prodotti IoT sono sempre più applicati a vari settori della società. Pertanto, gli scienziati stanno attivamente svolgendo mansioni di ricerca e sviluppo per mettere a punto dispositivi di accumulo di energia con funzioni aggiuntive oltre all’alimentazione.

Prerequisiti dei dispositivi indossabili di accumulo dell’energia dovrebbero includere la possibilità di adattare la loro geometria alle mutevoli forme del corpo umano e dei movimenti pur essendo flessibili, sicuri da usare e offrire una durata eccellente. In passato, le batterie convenzionali non erano flessibili in quanto sviluppate per avere una struttura di base cilindrica, prismatica o a sacchetto e con densità di energia limitate. In pratica, le batterie convenzionali hanno alcune limitazioni se applicate ai prodotti di prossima generazione come dispositivi indossabili o micro-dispositivi che richiedono elevata flessibilità, portabilità e densità di energia areale o volumetriche.

In passato, gli sforzi di ricerca e sviluppo per la creazione di dispositivi di accumulo di energia per dispositivi indossabili sono stati effettuati principalmente su batterie Li thin-film. Tuttavia, queste batterie, che sono fonti di energia ampiamente e commercialmente disponibili per la microelettronica, hanno delle limitazioni: soffrono di brevi cicli di vita; guasti improvvisi; cinetica instabile a bassa temperatura; pongono problemi di sicurezza se associati al litio.

Di recente, il super condensatore ultra sottile a base di film sottile (MSCs) sta guadagnando grande attenzione come dispositivo di accumulo di energia di prossima generazione per sostituire le batterie Li thin-film. In linea di principio, i super condensatori erano semi permanenti da usare e presentavano numerosi vantaggi come densità di potenza elevata (10 volte superiore rispetto alle batterie agli ioni di litio), stabilità, efficienza e velocità di carica / scarica elevate. Tuttavia, il loro ambito di utilizzo era in qualche modo limitato ad alcune aree a causa di una bassa densità di energia per carico (che è stata stimata come 1/10 delle batterie Li thin-film). Rispetto ai supercondensatori, gli MSCs hanno una densità di potenza significativamente maggiore rispetto alle batterie al litio e le densità di energia sono simili o addirittura superiori rispetto ai loro concorrenti. Pertanto, sono considerati un’alternativa ai dispositivi di accumulo di energia ultra-sottili ad alte prestazioni.

Il team di ricerca ha sviluppato con successo super condensatori ultra sottili a base di film sottili (MSCs) flessibili di tipo adesivo aventi una struttura dinamica. Si possono attaccare ovunque su oggetti o superfici utilizzando laser a impulsi ultracorti. Questa tipologia di laser può generare all’istante una forte intensità per produrre elettrodi di grafene altamente dilatati. Impregnando i composti polimerici adesivi all’interno di grafene altamente dilatato, i ricercatori sono riusciti a sviluppare dei MSCs di tipo adesivo con eccellenti prestazioni e durata degli elettrodi capaci di mantenere l’adesività.

La dopamina, una imitazione funzionale della proteina adesiva del mitilo, è stata introdotta come materiale di rivestimento per i MSCs flessibili di tipo adesivo con l’obiettivo di migliorare le prestazioni elettrochimiche. I gruppi catecolici della dopamina forniscono porzioni redox-attive per elettrodi pseudocapacitivi. In tal modo, gli scienziati sono riusciti a sviluppare dispositivi di accumulo di energia flessibile di tipo adesivo con elevate densità di energia volumetrica simili a quelle delle batterie al litio a film sottile con un’eccellente densità di potenza volumetrica, 13 volte maggiore di quella delle loro controparti.

La dottoressa Hana Yoon di KIER, la principale investigatrice di questo studio, ha dichiarato: «I nostri MSCs flessibili, di tipo adesivo, sono facilmente ricollegabili a dispositivi indossabili di prossima generazione e gadget IoT ed ecologici. Si prevede che risolvano molti ostacoli di tecnologie di accumulo di energia al litio.»

Inoltre, il professore di KAIST, Young-jin Kim, un co-ricercatore di questo studio, ha dichiarato: «La tecnologia di modellazione sviluppata da questo studio ha generato grafene dilatato unico con laser a impulsi ultracorti in un periodo di tempo relativamente breve, riducendo al minimo la perdita di materiali. Questa tecnologia ha il potenziale per promuovere applicazioni industriali del grafene indotto da laser in vari settori.»

I ricercatori hanno completato le domande di brevetto sia in patria che all’estero. Il team di ricerca congiunto tra KIER, KAIST, PNU, NTU sta attualmente lavorando a studi di follow-up come leader nella ricerca e sviluppo di materiali e dispositivi di accumulo di energia di prossima generazione.* Gli MSCs sono supercondensatori ultra sottili a base di film sottile che stanno ricevendo molta attenzione in quanto sono più stabili con una potenza e densità di energia più elevate rispetto alle batterie Li thin-film.

* Il Chemical Engineering Journal è considerato una delle migliori riviste internazionali nel settore dell’ingegneria chimica (pubblicato da Elsevier, SCI I.F. 8.355)

Riferimenti:

(1) Attachable micropseudocapacitors using highly swollen laser-induced-graphene electrodes

Descrizione foto: batterie ricaricabili riaccessibili e flessibili disponibili per l’uso in dispositivi flessibili / indossabili di prossima generazione. – Credit: Korea Institute of Energy Research (KIER).

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Development of attachable sticker-type rechargeable batteries

Fonti http://www.ecplanet.com

Farmaci e vaccini per il coronavirus in fase di sviluppo

Farmaci e vaccini per il coronavirus in fase di sviluppo

Nei mesi trascorsi da quando la storia del coronavirus è passata da essere una crisi regionale a una minaccia globale, i grandi e piccoli produttori di farmaci si sono attivati per far avanzare le loro migliori idee per contrastare una pandemia.

Alcuni stanno riproponendo vecchi antivirali. Altri stanno mobilitando tecnologie collaudate e altri ancora stanno avanzando con approcci futuristici alla medicina umana.

Di seguito, vi proponiamo una guida ad alcuni dei tentativi più discussi di curare o prevenire l’infezione da coronavirus, con dettagli su scienza, storia e cronologia di ogni tentativo.

Gilead Sciences

Approccio: trattamento Stadio: 3

Il remdesivir di Gilead, un trattamento endovenoso, è già stato usato per trattare un paziente infetto negli Stati Uniti e sarà presto impiegato in un paio di ampi studi in fase avanzata in Asia. Entro la fine del mese, Gilead arruolerà circa 1.000 pazienti (*) con diagnosi di coronavirus per determinare se dosi multiple di remdesivir possono guarire l’infezione. Gli obiettivi primari sono ridurre la febbre e aiutare i pazienti a uscire dall’ospedale entro due settimane. Il farmaco, che in precedenza aveva fallito in uno studio sul virus Ebola, viene anche studiato in esperimenti più piccoli in Cina e negli Stati Uniti.

(*) Gilead Sciences Initiates Two Phase 3 Studies of Investigational Antiviral Remdesivir for the Treatment of COVID-19 – Clicca qui per la versione PDF.

Moderna Therapeutics

Approccio: vaccino Stadio: 1

Moderna ha stabilito un record nell’industria farmaceutica con mRNA-1273, un candidato al vaccino identificato appena 42 giorni dopo il sequenziamento del nuovo coronavirus. La società sta lavorando con il National Institutes of Health su uno studio su volontari sani che dovrebbe iniziare il mese prossimo. Se mRNA-1273 si dimostra sicuro, le due organizzazioni arruoleranno altre centinaia di pazienti per determinare se il vaccino protegga dalle infezioni. Il prodotto di Moderna è un filamento sintetico di RNA messaggero, o mRNA, progettato per convincere le cellule corporee a produrre anticorpi contro il virus. La società, fondata nel 2010, non ha ancora ottenuto l’approvazione della Food and Drug Administration per nessuno dei suoi medicinali mRNA.

CureVac

Approccio: vaccino Stadio: preclinico

Come Moderna, CureVac utilizza mRNA artificiale per stimolare la produzione di proteine. Proprio come Moderna, (*) ha ottenuto una sovvenzione dalla Coalition no profit per Epidemic Preparedness Innovations per applicare la sua tecnologia al coronavirus. CureVac ha dichiarato di aspettarsi di avere un candidato pronto per i test entro pochi mesi. La società sta inoltre lavorando con CEPI su una tecnologia di produzione mobile di mRNA, che teoricamente consentirebbe agli operatori sanitari di produrre rapidamente vaccini per rispondere sul luogo di un focolaio.

(*) CureVac and CEPI extend their Cooperation to Develop a Vaccine against Coronavirus nCoV-2019 – Clicca qui per la versione PDF.

GlaxoSmithKline

Approccio: vaccino Stadio: preclinico

GlaxoSmithKline, uno dei maggiori produttori mondiali di vaccini, sta prestando la sua tecnologia a un’azienda biotecnologica cinese che sta lavorando a un vaccino contro il coronavirus. Secondo un accordo firmato il mese scorso, GSK sta fornendo i suoi adiuvanti proprietari – composti che aumentano l’efficacia dei vaccini – a Clover Biopharmaceuticals, una società privata con sede a Chengdu. L’approccio di Clover prevede l’iniezione di proteine che stimolano una risposta immunitaria, attivando così il corpo per resistere alle infezioni. La società non ha detto quando prevede di procedere con i test sull’uomo.

Inovio Pharmaceuticals

Approccio: vaccino Stadio: preclinico

Inovio ha trascorso gli ultimi quattro decenni a lavorare per trasformare il DNA in medicina e la società ritiene che la sua tecnologia potrebbe generare rapidamente un vaccino per il nuovo coronavirus. In collaborazione con CEPI, Inovio ha messo a punto un vaccino a base di DNA che ritiene possa generare anticorpi protettivi e impedire ai pazienti di contrarre infezioni. La società ha stretto una partnership con un produttore cinese, (*) Beijing Advaccine Biotechnology, e sta lavorando allo sviluppo preclinico con un candidato chiamato INO-4800. La società prevede di progredire negli studi clinici entro la fine dell’anno.

(*) Inovio Collaborating With Beijing Advaccine To Advance INO-4800 Vaccine Against New Coronavirus In China – Clicca qui per la versione PDF.

Johnson & Johnson

Approccio: vaccino e trattamento Stadio: preclinico

Johnson & Johnson, che in passato ha risposto alle epidemie dei virus Ebola e Zika, sta adottando per il coronavirus un approccio su più fronti. La società da qualche giorno sta sviluppando un vaccino per introdurre ai pazienti una versione disattivata del virus, innescando una risposta immunitaria senza causare infezione. Allo stesso tempo, J&J sta lavorando con l’autorità federale di ricerca e sviluppo biomedica avanzata su potenziali trattamenti per i pazienti che sono già infetti, un processo che include anche la verifica che uno dei suoi farmaci più vecchi possa funzionare contro il coronavirus.

Regeneron Pharmaceuticals

Approccio: trattamento Stadio: preclinico

Regeneron è diventata un’azienda da 50 miliardi di dollari basata sulla sua capacità di fabbricare anticorpi umani partendo da topi geneticamente modificati. Ora sta sfruttando quella tecnologia nella speranza di trattare il coronavirus. La società sta immunizzando i suoi topi generatori di anticorpi con una versione innocua del nuovo coronavirus, generando potenziali trattamenti per l’infezione. Gli anticorpi più potenti che ne risulteranno andranno alla sperimentazione sugli animali e, se tutto procede secondo i piani, Regeneron sarà pronto per i test sull’uomo entro la fine dell’estate. L’ultima volta che Regeneron ha intrapreso questo processo, durante l’epidemia di Ebola del 2015, ha prodotto un cocktail di anticorpi che ha grosso modo raddoppiato i tassi di sopravvivenza dei pazienti trattati.

Sanofi

Approccio: vaccino Stadio: preclinico

Sanofi, che ha sviluppato con successo vaccini per la febbre gialla e la difterite, sta lavorando con BARDA per una risposta al coronavirus. L’approccio di Sanofi prevede l’assunzione di parte del DNA del coronavirus e la miscelazione con materiale genetico proveniente da un virus innocuo, creando una chimera che può innescare il sistema immunitario senza far ammalare i pazienti. Sanofi prevede di avere un vaccino candidato (*) da testare in laboratorio entro sei mesi e potrebbe essere pronto a testare un vaccino sull’uomo tra 12/18 mesi. L’approvazione sarebbe probabilmente tra almeno tre anni, afferma la società. In precedenza, Sanofi aveva messo la sua tecnologia al servizio della SARS, un parente stretto del nuovo virus.

(*) Sanofi announces it will work with HHS to develop coronavirus vaccine – Clicca qui per la versione PDF.

Vir Biotechnology

Approccio: trattamento Stadio: preclinico

Vir Biotechnology, un’azienda focalizzata sulle malattie infettive, ha isolato gli anticorpi delle persone sopravvissute alla SARS, un parente virale del nuovo coronavirus, e sta lavorando per determinare se potrebbero curare l’infezione. In collaborazione con il consulente farmaceutico cinese WuXi Biologics, la Vir con sede a San Francisco è nelle prime fasi di sviluppo e non ha specificato quando prevede di avere prodotti pronti per i test sull’uomo. Il CEO di Vir, il veterano di Biogen George Scangos, sta inoltre coordinando la risposta allo scoppio del coronavirus del gruppo commerciale BIO. (*)

(*) Biotechnology trade group taps former Biogen CEO as its coronavirus czar – Clicca qui per la versione PDF.

Autrice traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Veronica Pesenti / Articolo originale: A detailed guide to the coronavirus drugs and vaccines in development

Foto di pixabay.com

Fonte: ecplanet.com