miércoles, 30 de noviembre de 2011

Sondas de células vivas en la escala nanométrica para diagnosticar el cáncer

Los investigadores en los EE.UU. y el Reino Unido dicen haber inventado una nueva técnica de microscopía, en la que muestranl tejido en imágenes en vivo con velocidad y resolución sin precedentes.

Los investigadores afirman que la técnica podría tener amplias aplicaciones en la medicina, incluyendo el análisis y diagnóstico de cáncer; así difundir y conocer cómo funcionan los medicamentos nuevos.

La técnica consiste en una vibración de la pequeña punta de un microscopio de fuerza atómica de 7 kHz en una célula viva y el análisis de los armónicos  (las vibraciones de alta frecuencia)resultantes para revelar las propiedades mecánicas del tejido celular.

Artículo original: http://physicsworld.com/cws/article/news/47866

A decade of research on nanotechnology risks

In the past decade numerous projects on the risks associated with nanomaterials have been initiated and carried out. In general, they dealt with the subject of how nanomaterials could be used without representing a danger to the environment and human health. However a lack of specialists is preventing further urgently needed studies in the field of nano(eco)toxicology from being undertaken. In addition there are numerous gaps - some quite large -.in our knowledge of this subject. These are the conclusions drawn in two reports recently made public, in both of which Empa nanotoxicologist Harald Krug was significantly involved.

Fuente: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=43976

Levaduras encapsuladas en óxido de grafeno

Una investigación realizada por el Departamento de Química en KAIST (Daejeon, Korea) y la Escuela de NanoBiociencia e Ingeniería Química en UNIST (Ulsan, Korea) ha demostrado un acercamiento para encapsular levaduras con óxido de grafeno a través de un ensmblaje capa por capa. (LbL assembly). El óxido de grafeno, es secuencialmente depositado en cada célula individual de levadura. La funcionalidad de las células es preservada después de realizar este proceso y ha sido demostrado mediante fluorescein diacetate assay (FDA), que es un método microbiológico bien establecido.

Este campo relacionado con la interferencia de nanomateriales en células vivas aún esta en su infancia, pero sus resultados (como por ejemplo en este estudio), podrían ser la base para nuevas aplicaciones en sistemas biológicos para obtener biosensores o dispositivos biomédicos, tomando en cuenta las ventajas de las extraordinarias propiedades físicas del grafeno, combinadas con la versatilidad del autoensamblaje por capas (LbL).

Arma contra Superbacterias



Un equipo de investigadores y científicos de Singapur y los EE.UU. que hizo un gran avance en una partícula microscópica que tiene el potencial para ser una nueva arma contra la superbacteria ha sido reconocido por su "idea de cambiar el mundo".



Las nanopartículas son físicamente atraído hacia las bacterias dañinas en el cuerpo como un imán, y puede prevenir la resistencia a los medicamentos, derribando la pared celular bacteriana y la membrana.



Este modo de ataque es fundamentalmente diferente de los antibióticos y podría ser una nueva arma contra superbacterias.












Grafeno sigue dando de que hablar




Los investigadores del London Centre for Nanotechnology (LCN) han descubierto bandas electrónicas, llamadas "ondas de densidad de carga", en la superficie de las hojas de grafeno que forman un superconductor de grafito. Esta es la primera vez que estas bandas se han visto en el grafeno, y el hallazgo puede tener implicaciones profundas para la explotación de este material recientemente descubierto, que los científicos creen que jugará un papel clave en el futuro de la nanotecnología.


martes, 29 de noviembre de 2011

Nanopartículas de carbono contra el Parkinson

La deficiencia de dopamina afecta directamente al sistema nervioso humano. Analizar la concentración de este neurotransmisor es costoso y requiere aparatos muy avanzados que no suelen estar disponibles en una consulta médica. Ahora un equipo de científicos polacos ha desarrollado un método que permite detectar de forma sencilla y barata la dopamina en soluciones, aun en presencia de sustancias interferentes. Este logro es fruto del proyecto NOBLESSE («Nanotecnología, biomateriales y fuente de energía alternativa para el Espacio Europeo de Investigación (EEI)»), dotado de 3,3 millones de euros en virtud del tema «Regiones del conocimiento» del Séptimo Programa Marco (7PM). Los resultados del trabajo se han publicado en la revista Biosensors and Bioelectronics.

Para obtener el resultado pretendido, los científicos, pertenecientes al Instituto de Química Física de la Academia de las Ciencias de Polonia (IPC PAS, Varsovia), recubrieron un tipo nuevo de electrodos con nanopartículas de carbono depositadas sobre submicropartículas de silicato. Aplicaron los electrodos para determinar la concentración de dopamina en distintas soluciones en presencia de ácido úrico, ácido ascórbico y paracetamol, sustancias que provocan interferencias al tratar de detectar dopamina.

Este adelanto en la detección del neurotransmisor podría facilitar la obtención de tests médicos rápidos y económicos que cualquier médico pudiera utilizar en su consulta. La información facilitada por tales dispositivos permitiría determinar la probabilidad de que determinado paciente sufra patologías del sistema nervioso tan extendidas como la enfermedad de Parkinson.

Los investigadores crearon los electrodos alternando capas de submicropartículas de silicato y nanopartículas de carbono. Según informan, el tamaño de dichas submicropartículas de silicato varía entre los 100 y los 300 nanómetros (unidad de medida equivalente a la milmillonésima parte de un metro). Al no conducir la electricidad, se emplean simplemente como marco que amplía la superficie del electrodo. Las partículas de silicato que conforman la superficie de trabajo, que sí conduce la electricidad, están recubiertas por una capa densa de nanopartículas de carbono cuyo tamaño varía entre los 8 y los 18 nanómetros.

«Las nanopartículas de carbono poseen grupos funcionales de carga negativa, y los silicatos de carga positiva», explicó la doctorando del IPC PAS Anna Celebanska. «Las interacciones electroestáticas que se dan entre ellos son bastante intensas. Pudimos comprobar que, repitiendo la inmersión varias veces, sobre la superficie del electrodo podía obtenerse un "sándwich" de hasta 24 pisos.»

Los científicos emplearon los nuevos electrodos para detectar dopamina en soluciones. Estos electrodos recubiertos de nanopartículas de carbono se colocan en el interior de una solución y a continuación se aplica el potencial eléctrico. Los autores afirman que la dopamina posee actividad electroquímica y que por tanto se puede oxidar ajustando el valor del potencial.

«Los resultados de las pruebas que realizamos fueron positivos», afirmó Celebanska. «Nuestro método es uno de los más sensibles para la detección de la dopamina. Permite detectarla en concentraciones de apenas 10-7 moles por litro incluso en presencia de sustancias que provocan interferencias en concentraciones de hasta 10-3 moles por litro.»

En referencia a los resultados del estudio, el profesor Marcin Opallo [z1]declaró: «Este método lleva aparejado un umbral natural de detección, y eso nos permite determinar de manera concluyente si existe deficiencia de dopamina en el organismo. El sistema aún no es capaz de detectar la magnitud de la deficiencia, pero nos proponemos seguir incrementando la sensibilidad del método.»

Usan nanotecnología para hacer 'invisible' a un objeto

Los nanotubos de carbono son capaces de camuflar objetos en tres dimensiones. Lo acaba de demostrar un grupo de científicos de la Universidad de Michigan (EEUU) al lograr que un relieve microscópico con forma de tanque fuera invisible para un microscopio y tuviera la apariencia de una lámina negra.

Los nanotubos de carbono (Carbon Nanotubes, CNTs) absorben la luz incidente y hacen invisible la estructura al ocultarla por completo. Los detalles de la investigación se publican esta semana en la revista 'Applied Physics Letters'.

Los nanotubos de carbono son estructuras extremadamente resistentes con un grosor de un átomo (como una lámina de grafito enrollada). Fueron descubiertos en Japón en 1991 y poco a poco han ido siendo incorporados a un gran número de aplicaciones tecnológicas, ya que figuran entre los materiales más resistentes que se conocen.

Gran resistencia

Son ligeros, porosos y huecos, y tienen una alta resistencia mecánica. Sus propiedades lo convierten en un material muy adecuado para reforzar la estructura de materiales y desarrollar 'composites' de gran elasticidad y resistencia pero con poco peso. Por ejemplo, las raquetas de tenis de última generación los incorporan para lograr una estructura mucho más resistente y ligera.

Los científicos de Michigan, sin embargo, se han centrado ahora en otra de sus propiedades únicas (su bajo índice de refracción de la luz) para lograr esta nueva aplicación.

El índice de refracción de un material es una medida que indica la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por ese material. Los 'bosques' de nanotubos de carbono tienen una densidad muy baja y un bajo índice de refracción, muy parecido al del aire.

Los investigadores de Michigan utilizaron esta propiedad para ocultar un objeto. El experimento consistó en fabricar con silicio una imagen tridimensional de un tanque. Cuando la imagen era iluminada con luz blanca se podían ver los contornos del tanque. Sin embargo, tras colocar encima de la figura un 'bosque' de nanotubos de carbono la luz era absorbida por este abrigo, de modo que sólo podía observarse una lámina negra.

Debido a que los CNTs absorben la luz en lugar de dispersarla, los recubrimientos fabricados con este material pueden ocultar un objeto en un fondo oscuro, como el espacio profundo.

Aplicaciones en el espacio

Según señalan los científicos que firman este estudio, en casos así, los nanotubos de carbono "actúan como una tela negra mágica que puede ocultar completamente una estructura en tres dimensiones".

Recientemente, tanto la NASA como científicos de otros centros de investigación han propuesto el uso del carbono para desarrollar capas invisibles. Por ejemplo, un estudio en la Universidad de Texas sugería que este material podría usarse en el futuro para camuflar vehículos militares y otros objetos de gran tamaño.

La agencia espacial estadounidense, por su parte, también está investigando las propiedades de los nanotubos de carbono para absorber la luz. Su objetivo es utilizarlos en la fabricación de detectores y componentes de instrumentos en los que la incidencia de luz puede causar problemas. El pasado mes de agosto, un equipo de ingenieros de la NASA anunció durante el encuentro anual 'SPIE Optics and Photonics' que habían sido capaz de producir un material que absorbe, de media, más del 99% de la luz, tanto la infarroja como la ultravioleta.

Los científicos de la NASA creen que este material podría usarse para diseñar equipos que fueran capaces de medir objetos celestes lejanos, como planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro Sistema Solar.

Diseñan un parche con las propiedades del celofán que facilita la absorción de fármacos a través de la piel

SEVILLA


La empresa 'Icon Nanotech S.L.', surgida de la Universidad de Málaga (UMA), junto con los grupos de investigación en Nanotecnología y Síntesis Orgánica y Caracterización de Membranas e Interfases de los Departamentos de Química Orgánica y Física Aplicada I de la misma institución académica, están desarrollando actualmente un parche que facilita la absorción de fármacos a través de la piel, según ha informado este lunes en una nota la 'Fundación Descubre'.

La empresa 'Icon Nanotech S.L.', surgida de la Universidad de Málaga (UMA), junto con los grupos de investigación en Nanotecnología y Síntesis Orgánica y Caracterización de Membranas e Interfases de los Departamentos de Química Orgánica y Física Aplicada I de la misma institución académica, están desarrollando actualmente un parche que facilita la absorción de fármacos a través de la piel, según ha informado este lunes en una nota la 'Fundación Descubre'.

Pese a que hasta el momento existen en el mercado productos parecidos como los parches que liberan nicotina o los anticonceptivos, casos en los que una membrana se deposita encima de un compuesto adhesivo que contiene el principio activo que se pretende utilizar, es decir, que funciona como tirita a la que se le ha pegado un medicamento, en el prototipo de 'Icon Nanotech', "membrana y principio activo forman parte del mismo material y facilita la lenta liberación del fármaco", según ha explicado el responsable de esta investigación, Juan Manuel López Romero.

Para ello, estos investigadores están utilizando las propiedades físicas del celofán, un material derivado de la celulosa con el aspecto de una fina película transparente de gran resistencia, aunque muy fácil de cortar.

Al sumergir una membrana de este material en agua aumenta su tamaño y es capaz de absorber nanopartículas que contienen un activo de un medicamento o producto que se quiere utilizar, es decir el fármaco penetra en la celulosa hinchada por el agua y se adhiere a ella. Cuando el celofán está impregnado se seca quedando como un material compacto del tamaño de una fina película transparente.

"Una vez en contacto con la piel la partícula se va disolviendo poco a poco y va liberando el principio activo que contiene, que puede ser cualquiera que se haya preparado", ha proseguido López Romero. La investigación, con la que ya llevan un año y medio de trabajo, ha pasado ya su fase 'in vitro', es decir, los experimentos con tejidos simulados artificialmente.

De hecho, este expertos ha avanzado que las pruebas que dejan actuar el parche en una situación ideal "han tenido hasta el momento resultados excelentes", por lo que ha proseguido que el siguiente paso será desarrollar esta investigación en muestras de piel, "ya que el producto no es químico, sino físico y tienen que ver cómo se comporta en situaciones reales".

ICON NANOTECH

Icon Nanotech es una empresa, perteneciente a 'Andalucía Biorregión', que desde su creación está en contacto con laboratorios, empresas farmacéuticas, agrícolas y cosméticas a las que realizan estudios de preparación de nanopartículas.

Analizan productos que funcionan en contacto con la piel pero que tienen problemas de absorción, oxidación, de descomposición, de solubilidad y ellos se encargan de encapsular ese principio mejorando sus características. Por ello, pretenden también patentar y comercializar este parche de celofán.

La nanotecnología impulsa al auto más pequeño del mundo


Investigadores holandeses crearon un coche del tamaño de una molécula, que es impulsado mediante un nanomotor

Una imagen generada por computadora del nanovehículo con motor eléctrico (EMPA/Cortesía).
Una imagen generada por computadora del nanovehículo con motor eléctrico (EMPA/Cortesía).
del mundoLONDRES (CNN) — Un diminuto automóvil de tamaño nano que puede propulsarse hacia adelante en respuesta a impulsos eléctricos fue creado por científicos de los Países Bajos.

El vehículo de tracción eléctrica, que es del tamaño de una sola molécula, tiene un chasis y cuatro ruedas con forma de paleta y mide aproximadamente una milmillonésima parte de un auto tradicional.

Su viaje inaugural no fue exactamente épico seis nanómetros y su eficiencia de combustible tampoco fue brillante, ya que necesitó una sacudida de 500 milivoltios por cada media revolución de sus ruedas.

Pero es un hito importante en la investigación de la nanotecnología (la ciencia de manipular la materia a escala molecular), dicen los científicos, ya que demuestra que las moléculas individuales pueden absorber la energía eléctrica externa y convertirla en movimiento dirigido.

“Para construir la nanotecnología del futuro como los nanorrobots, máquinas y transportistas, necesitas algo para impulsarla. Así que existe un gran incentivo para construir motores a nanoescala”, dijo Ben Feringa, profesor de Química Orgánica de la Universidad de Groningen, y uno de los autores de la investigación

“Hay muchos nanosistemas construidos a partir de todo tipo de materiales, pero esto es, hasta donde sabemos, la primera vez que un nanomotor ha sido utilizado para propulsar algo al abastecerlo de combustible”.

El combustible en este caso provino de un microscopio de efecto túnel (STP, por sus siglas en inglés), con su aguja del tamaño de un átomo que actúa como un electrodo y permite que la electricidad fluya desde la punta hacia la superficie debajo del auto, dice Feringa.

“Cuando hay una molécula, la corriente pasa a través de ella y la electricidad excita el motor, lo cual mueve el auto hacia adelante”, dijo Feringa.

El descubrimiento, dicen los científicos, los acerca un paso más a comprender y, finalmente, imitar a los robots moleculares altamente eficientes de la naturaleza.

“En las células vivas, hay una gran variedad de motores de moléculas que están involucrados en casi todos los procesos biológicos importantes, como la división y transporte celular, y la movilidad en los músculos”, dijo Feringa.

El motor sintético más pequeño del mundo fue creado por Alex Zettl, profesor de Física de la Universidad de California en Berkeley en 2003, mientras que el primer auto nano (sin motor) fue construido por James Tour en 2005.

“El equipo de Feringa debe ser felicitado por su excelente trabajo”, dijo Tour, profesor de Química de la Universidad de Rice, Texas.

“Ciertamente impulsará el campo a un mayor nivel de sofisticación con el objetivo final de que las máquinas moleculares sintéticas sean utilizadas para el transporte controlado y en un montaje preparado ex vivo (en un ambiente artificial fuera de un organismo)”, añadió.

Pero aún es pronto y Feringa dice que se siente un poco como los hermanos Wright, comparando el auto nano a su “avión bastante torpe de aspecto primitivo” en comparación con los jets de pasajeros actuales.

“Es muy difícil saber hacia dónde irá el futuro y, finalmente, los sistemas serán diferentes. Pero primero debes encontrar los principios fundamentales. Eso hace que las cosas sean posibles”, dijo.

La investigación, que fue completada en conjunto con científicos de los Laboratorios Federales Suizos para Materiales de Ciencia y Tecnología (Empa), fue publicada en la revista Nature.

Nanotecnología en la palma de tu mano. Fahrenheit

Diseñado por Tapani Jokinen y Jarkko Saunamaki, en colaboración con el Centro de Investigaciones Nokia, el Nokia Human Form es un dispositivo dinámico y flexible para experimentar el uso de la pantalla táctil y la comunicación desde una perspectiva diferente, en donde la tecnología es invisible y la intuición es la protagonista.


Gracias a los avances en la ciencia y la tecnología, el imaginario mundo de la ciencia ficción está cada vez más cercano a la vida real.

Un ejemplo de esto es un nuevo dispositivo de telefonía móvil cuyo diseño no se parece al de un smartphone tradicional, sino a una criatura que acaba de alcanzar el siguiente peldaño en la escala evolutiva: una pequeña medusa que busca instintivamente adaptarse al medio ambiente y que atraviesa por una metamorfosis para convertirse en un ser sensible.

Nos referimos a la última innovación de la compañía finlandesa Nokia, que recientemente presentó un teléfono celular inteligente que rebasa las fronteras de lo que hasta ahora conocemos de estos objetos.

Diseñado por Tapani Jokinen y Jarkko Saunamaki, en colaboración con el Centro de Investigaciones Nokia, el Nokia Human Form es un dispositivo dinámico y flexible para experimentar el uso de la pantalla táctil y la comunicación desde una perspectiva diferente, en donde la tecnología es invisible y la intuición es la protagonista.

Completamente basado en la nanotecnología, el aparato tiene formas ergonómicas que se adaptan a la palma de la mano y que permiten una interacción más placentera entre el teléfono y el usuario.

lunes, 28 de noviembre de 2011

Detente! Tu comida tiene salmonella!



(imagen SEM de la salmonella)

La Universidad de Pensilvania y la Universidad de Alabama desarrollaron un biosensor nanotecnológico para identificar la presencia de la bacteria salmonella antes que la comida llegue al mercado. Este biosensor está diseñado para que funcione en un ambiente en la vida real y que se pueda adaptar a muchas distintas condiciones.

Estos biosensores están basados en nanotubos de carbono y cuando se juntan con anticuerpos para la salmonella se pretende crear un dispositivo para protejer la salud pública.

Leer el artículo entero esta a solo un click de distancia

ngle wall carbon nanotubes enter cells by endocytosis and not membrane penetration

Carbon nanotubes are increasingly being tested for use in cellular applications. Determining the mode of entry is essential to control and regulate specific interactions with cells, to understand toxicological effects of nanotubes, and to develop nanotube-based cellular technologies. We investigated cellular uptake of Pluronic copolymer-stabilized, purified ~145 nm long single wall carbon nanotubes (SWCNTs) through a series of complementary cellular, cell-mimetic, and in vitro model membrane experiments.

SWCNTs localized within fluorescently labeled endosomes, and confocal Raman spectroscopy showed a dramatic reduction in SWCNT uptake into cells at 4°C compared with 37°C. These data suggest energy-dependent endocytosis, as shown previously. We also examined the possibility for non-specific physical penetration of SWCNTs through the plasma membrane. Electrochemical impedance spectroscopy and Langmuir monolayer film balance measurements showed that Pluronic-stabilized SWCNTs associated with membranes but did not possess sufficient insertion energy to penetrate through the membrane. SWCNTs associated with vesicles made from plasma membranes but did not rupture the vesicles.

Conclusion

These measurements, combined, demonstrate that Pluronic-stabilized SWCNTs only enter cells via energy-dependent endocytosis, and association of SWCNTs to membrane likely increases uptake.

Complete article can be found in:

http://www.jnanobiotechnology.com/content/9/1/45

Nanotubos de carbono entran a una célula viva sin dañarla






Carbon nanotube injectors probe living cells without damage










(imagen: nanotubo de carboo con puntos cuánticos, derecha: célula con punto cuántico insertaado)

Para poder investigar más a profundidad lo que ocurre dentro de una célula viva, un grupo de científicos injectaron una carga de puntos cuánticos dentro de una célula viva sin dañar la célula.

Este experimento fue utilizado con la ayuda de un AFM, que puede controlar con mucha precisión el movimiento del nanotubo, asegurando que la célula no sea dañada. En este experimento en particular se injectaron los puntos cuánticos en una célula cancerígena y después de unos 15 minutos se observo la formación de nanoclusters de células fluosecentes.

Esta realización podría llevar a la identificación de las células cancerígenas, y poderlas remover y matar sin matar a las células saludables al mismo tiempo.

Para el artículo completo pícale

Nanobacteria, Are they alive?

Pequeñas partículas llamadas nanobacteria han intrigado a los investigadores desde que se descubrieron hace 20 años, pero ahora se preguntan si siquiera se consideran vivas.

Investigadores argumentan que el tamaño mínimo de una célula viva en la Tierra debe de tener 200 nm de diámetro para poder contener maquinaria interna basada en la replicación del ADN, pero estas nanobacterias pueden llegar a medir tan poco como 80 nm.

Vivas o no, es claro que estas nanobacterias están en todas partes dentro del cuerpo y que muy posiblemente sean la causa de varias condiciones humanas tales como piedras en los riñones hasta atherosclerosis.

Punto final es que no sabemos mucho de estas nanobacterias. Quizá sea una buena idea investigar más a fondo?

Para el artículo completo, haz clic aquí

Producción de películas de 30 pulgadas de grafeno para electrodos transparentes

Una de las técnicas mas utilizadas para la producción de grafeno es la deposición química en fase de vapor (CVD) en la cual se lleva a cabo el crecimiento de capas de este material sobre un sustrato de naturaleza usualmente metalica. Sin embargo, para su uso en electrodos transparentes es necesario que esta capa sea transferida a un sustrato transparente y como una posible solución a este problema Sumio Iijima et al, han presentado una técnica en la cual primero llevan acabo la CVD sobre un sustrato de cobre y mediante rodillos el grafeno es transferido al sustrato objetivo.



Hay tres pasos esenciales en la transferencia de rollo a rollo (fig. 1ª): (i) adhesión del polímero de soporte al grafeno en el papel de cobre, (ii) remover las capas de cobre; y (iii) soltar las capas de grafeno y transferirlo al sustrato final. En el paso de la adhesión, la película de grafeno, crecida en el papel de cobre, es unido a una delgada película de polímero, la cual está recubierta con una capa adhesiva, haciéndolos pasar entre 2 rodillos, en el paso siguiente, las capas de cobre son removidas mediante una reacción electroquímica con una solución acuosa 0.1 molar de persulfato de amonio (NH4)2S2O8. Finalmente las películas de grafeno son transferidas del polímero de soporte en el sustrato final, removiendo las fuerzas que sostienen las películas de grafeno. 

“Figure 1 (Iijima Sumio, et al, 2010)

Iijima Sumio, et al. "Roll-To-Roll Production Of 30-Inch Graphene Films For Transparent Electrodes." Nature Nanotechnology 5.8 (2010): 574-578. Academic Search Complete. Web. 22 Nov. 2011.

domingo, 27 de noviembre de 2011

Nano en celulares


Nokia tiene un proyecto que involucra nanotecnología: se trata de un celular de alta tecnología capaz de producir su propia energía y con capacidades que van más allá de nuestra imaginación. Vean el video, está muy interesante y te hace pensar en todo lo que se puede lograr:



Flexible & Changing Design

Nanotechnology enables materials and components that are flexible, stretchable, transparent and remarkably strong. Fibril proteins are woven into a three dimensional mesh that reinforces thin elastic structures. Using the same principle behind spider silk, this elasticity enables the device to literally change shapes and configure itself to adapt to the task at hand.

A folded design would fit easily in a pocket and could lend itself ergonomically to being used as a traditional handset. An unfolded larger design could display more detailed information, and incorporate input devices such as keyboards and touch pads.

Even integrated electronics, from interconnects to sensors, could share these flexible properties. Further, utilization of biodegradable materials might make production and recycling of devices easier and ecologically friendly.

Self-Cleaning

Nanotechnology also can be leveraged to create self-cleaning surfaces on mobile devices, ultimately reducing corrosion, wear and improving longevity. Nanostructured surfaces, such as “Nanoflowers” naturally repel water, dirt, and even fingerprints utilizing effects also seen in natural systems.

Advanced Power Sources

Nanotechnology holds out the possibility that the surface of a device will become a natural source of energy via a covering of “Nanograss” structures that harvest solar power. At the same time new high energy density storage materials allow batteries to become smaller and thinner, while also quicker to recharge and able to endure more charging cycles.

Sensing The Environment

Nanosensors would empower users to examine the environment around them in completely new ways, from analyzing air pollution, to gaining insight into bio-chemical traces and processes. New capabilities might be as complex as helping us monitor evolving conditions in the quality of our surroundings, or as simple as knowing if the fruit we are about to enjoy should be washed before we eat it. Our ability to tune into our environment in these ways can help us make key decisions that guide our daily actions and ultimately can enhance our health.


Aumentado la eficiencia de celdas solares

Los puntos cuánticos son semiconductores a nanoescala que captan la luz y la convierten en energía eléctrica. Debido a su pequeña escala, los puntos se pueden rociar sobre superficies flexibles, como los plásticos. Esto permite la producción de células solares que son menos costosos que los actuales de silicio basado en la versión. "Nos dimos cuenta de cómo reducir los envoltorios que encapsulan los puntos cuánticos hasta el tamaño más pequeño imaginable - una capa simple de átomos", afirmó el profesor Ted Sargent, autor de la obra y titular de la Cátedra de Investigación Canadiense en Nanotecnología de la Universidad de una Toronto ..

Un desafío crucial para el campo ha sido encontrar un equilibrio entre comodidad y rendimiento. El diseño ideal es aquel que bien los paquetes de los puntos cuánticos entre sí. Cuanto mayor sea la distancia entre los puntos cuánticos, menor es la eficiencia. Hasta ahora, los puntos cuánticos se han cubierto con moléculas orgánicas que separan a las nanopartículas de un nanómetro. En la nanoescala, esto es una larga distancia de los electrones para viajar. Para resolver este problema, los investigadores utilizaron ligandos inorgánicos, sub-átomos de tamaño nanométrico que se unen a las superficies de los puntos cuánticos y ocupan menos espacio. La combinación de embalaje y la carga cerca de electrones eliminación trampa activado para poder moverse con rapidez y sin problemas a través de las células solares, proporcionando así la eficiencia de registro.

"Estamos envueltos en una sola capa de átomos alrededor de cada partícula. Esto nos permitió condensar bien-pasivado puntos cuánticos en un sólido denso", explicó el Dr. Jiang Tang, el primer autor del papel. "Nuestro equipo de Penn State demostró que podría eliminar las trampas de carga - los lugares donde los electrones se atascan - al mismo tiempo de embalaje de los puntos cuánticos en estrecha colaboración, "dijo el profesor John Asbury, un co-autor de la obra.

"Es muy impresionante que el equipo fue capaz de hacer que las células solares con una eficiencia de conversión de energía de hasta un 6% de los puntos cuánticos", afirmó el profesor Michael McGehee de la Universidad de Stanford, un experto de renombre mundial en procesado solución de las células solares orgánicas. "Hay una gran cantidad de superficie en estas películas que podrían haber colgado los bonos que pudieran obstaculizar el funcionamiento de las células solares mediante la creación de estados de trampas".

Puntos del equipo cuántica tuvo la mayor corriente eléctrica y la mayor eficiencia global de conversión de potencia jamás vista en CQD células solares. Los resultados de rendimiento fueron certificados por un laboratorio externo, Newport, que está acreditada por los EE.UU.

"Este trabajo demuestra el poder de los ligandos inorgánicos en la construcción de los dispositivos prácticos", afirmó el profesor Dmitri Talapin de la Universidad de Chicago, pionera en ligandos inorgánicos y química de materiales. "Esta nueva química de la superficie proporciona el camino hacia la eficiente y estable cuánticos células solares de puntos. También debe afectar otros dispositivos electrónicos y optoelectrónicos que utilizar nanocristales coloidales. Ventajas de la utilización de todos los inorgánicos incluyen el transporte mejorado enormemente electrónica y un camino a largo estabilidad a largo plazo. "

Como resultado del potencial de este descubrimiento la investigación, un acuerdo de licencia de tecnología ha sido firmado por la Universidad de Toronto y KAUST, promovido por MaRS Innovación (MI), lo que permitirá la comercialización global de esta nueva tecnología. "El mundo - y el mercado -. Necesitamos innovaciones solares que rompen el compromiso existente entre el rendimiento y el coste medio de nuestra asociación, estamos preparados para convertir la investigación apasionante en innovaciones tangibles que pueden ser comercializados", dijo Sargent.

fuente: http://www.nanomagazine.co.uk/index.php?option=com_content&view=category&id=38&layout=blog&Itemid=159

Large Hadron Collider: ¿Posible máquina del tiempo?

"Nuestra teoría es una posibilidad remota", admitió Weiler, que es un profesor de física en la Universidad de Vanderbilt, "pero no violar las leyes de la física o las limitaciones experimentales".

Uno de los objetivos principales del colisionador es encontrar el esquivo bosón de Higgs: la partícula que los físicos invocan para explicar por qué las partículas como los protones, neutrones y electrones tienen masa. Si el colisionador tiene éxito en la producción del bosón de Higgs, algunos científicos predicen que se creará una segunda partícula, llamado el singlete de Higgs, al mismo tiempo.

Según Weiler y la teoría de Ho, estos maillots deben tener la capacidad de saltar a una nueva dimensión, la quinta donde se puede mover hacia delante o hacia atrás en el tiempo y reaparecer en el futuro o el pasado.

"Uno de los atractivos de este enfoque para viajar en el tiempo es que evita todas las grandes paradojas", dijo Weiler. "Debido a que el tiempo de viaje se limita a estas partículas especiales, no es posible que un hombre viaje en el tiempo y el asesine de uno de sus padres antes de que se nazca, por ejemplo. Sin embargo, si los científicos podrían controlar la producción de singletes de Higgs, que podría ser capaz de enviar mensajes al pasado o al futuro. "

La prueba de la teoría de los investigadores será determinar si sse observan particulas singletes de Higgs y sus productos de desintegración de manera espontánea. Si lo hacen, Weiler y Ho creen que han sido producidos por las partículas que viajan en el tiempo a aparecer antes de que ocurran las colisiones que los produjeron.

La teoría de Weiler y Ho se basa en la teoría-M, una "teoría del todo". Un pequeño grupo de físicos teóricos han desarrollado la teoría-M hasta el punto de que pueda adaptarse a las propiedades de todas las partículas subatómicas y las fuerzas conocidas, incluida la gravedad, pero requiere de 10 u 11 dimensiones en lugar de nuestro familiar de cuatro. Esto ha llevado a la sugerencia de que nuestro universo puede ser como una membrana de cuatro dimensiones o "brana" flotando en un multi-dimensional del espacio-tiempo llamado "a granel".

De acuerdo con este punto de vista, los elementos básicos de nuestro universo están permanentemente pegados a la membrana y por lo tanto no pueden viajar en otras dimensiones. Hay algunas excepciones, sin embargo. Algunos argumentan que la gravedad, por ejemplo, es más débil que otras fuerzas fundamentales, ya que se difunde en otras dimensiones. Otra excepción posible es la propuesta de singlete de Higgs, que responde a la gravedad, pero no a cualquiera de las fuerzas básicas.

Weiler y sus colegas Heinrich Pas y Sandip Pakvasa en la Universidad de Hawai, se le ocurrió una explicación de las anomalías, basándose en la existencia de una partícula hipotética llamada neutrino estéril. En teoría, los neutrinos estériles son mucho menos perceptibles que los neutrinos regulares, ya que interactúan sólo con la fuerza de la gravedad. Como resultado, los neutrinos estériles son otra partícula que no está unido a la membrana y por lo tanto debe ser capaz de viajar a través de dimensiones extra.

Weiler, PAS y Pakvasa propuso que los neutrinos estériles viajar más rápido que la luz tomando atajos a través de dimensiones extra. De acuerdo con la teoría general de la relatividad de Einstein, existen ciertas condiciones en las que viajan más rápido que la velocidad de la luz es equivalente a viajar hacia atrás en el tiempo. Esto llevó a los físicos en el ámbito especulativo de viaje en el tiempo.

Fuente: http://arxiv.org/abs/1103.1373



Nanocompuestos:

La bio-reactor contiene las células madre adultas tomadas de la médula ósea del paciente. El material nanocompuesto de la tráquea tenía un área de gran superficie y su naturaleza porosa permite que sea sembrada por el tejido del paciente.

En efecto, la tráquea se convirtió en la síntesis del propio paciente.

La cirugía se llevó a cabo el 9 de junio y el paciente es dado de alta el viernes. Está claro que todavía es pronto, pero si hace una buena recuperación luego se marca otro paso exitoso pionero en la historia de los trasplantes.

El profesor Macchiarini resumió la importancia de esta nueva técnica.

"El material se puede hacer de forma rápida y que no tienen necesidad de un donante", dijo.

"Esto evita la espera. Además, no hay necesidad de anti-inhibidor de las drogas".

No ha habido trasplantes antes sin los donantes. Varios pacientes han recibido vejigas de reemplazo obtenidas de sus propias células madre. Ha habido artificial corazones mecánicos que han ayudado a órganos que no funcionan.

Hace tres años, el profesor Macchiarini dio a una mujer en España una nueva tráquea que fue sembrada por sus propias células madre. Sino que implicó una tráquea donada que fue despojado de cartílago.

Esta técnica elimina la necesidad de que los donantes y los tejidos se pueden crear con rapidez en el laboratorio.

Alex Seifalian, profesor de Nanotecnología y Medicina Regenerativa de la UCL, cuya investigación es financiada por el Wellcome Trust, tiene grandes planes para su tejido sintético. Me mostró una máquina que, en apenas 20 minutos, puede crear un metro sintética tubo largo.

"Los pulsos de material, como una arteria y lo podemos hacer de diferentes diámetros", dijo. "Tenemos la intención de usarlo para las arterias, estructuras mayores, como la aorta e incluso podría ser usado para crear una piel de la oreja, la nariz o la sustitución."

La siguiente colaboración entre el profesor Seifalian y el cirujano, el profesor Paolo Macchiarini, implica la creación de una tráquea de una niña de 11 meses de edad, de Corea del Sur, que nació con una rara anomalía que impide el crecimiento de su tráquea.

Computación cuántica: cada vez un poco más cerca

¿Recuerdan la pregunta 21 del cuestionario? Bueno, pues aquí hay un poco sobre la investigación que se hace en torno a la computación cuántica.

Físicos de la Universidad Rice, han creado una pequeña "autopista de la electrónica" que algún día podría ser útil para la construcción de un ordenador cuántico, un nuevo tipo de equipo que utilizará las partículas cuánticas en el lugar de los transistores en los microchips digitales que se encuentran hoy en día.

En un artículo reciente en la revista Physical Review Letters, los físicos del arroz Rui Rui-Du y Knez Ivan describe un nuevo método para la toma de un pequeño dispositivo llamado "quantum spin aislante topológico Salón". El dispositivo, que actúa como una autopista de la electrónica, es uno de los bloques de construcción necesarios para crear las partículas cuánticas que almacenar y manipular datos.

Las computadoras de hoy utilizan los bits binarios de datos que son unos o ceros. Los ordenadores cuánticos se utilizan bits cuánticos o "qubits", que puede ser a la vez unos y ceros, al mismo tiempo, gracias a los caprichos de la mecánica cuántica.

Esta peculiaridad le da las computadoras cuánticas una gran ventaja en la realización de determinados tipos de cálculos, dijo Du, profesor de física y astronomía en Rice. Por ejemplo, las tareas de computación intensa como para romper el código, la modelización del clima y la simulación biomédica se pudo completar miles de veces más rápido con las computadoras cuánticas.

"En principio, no necesitamos muchos qubits para crear un equipo poderoso", dijo. "En términos de densidad de información, un microprocesador de silicio con 1 mil millones de transistores sería aproximadamente igual a un procesador cuántico con 30 qubits."

En la carrera para construir ordenadores cuánticos, los investigadores están tomando una serie de enfoques para la creación de qubits. Independientemente del enfoque, un problema común es asegurarse de que la información codificada en qubits no se pierde con el tiempo debido a las fluctuaciones cuánticas. Esto se conoce como "tolerancia a fallos".

El enfoque de Du y Knez son los siguientes que se llama "computación cuántica topológica." Diseños topológicos se espera que sea más tolerante a fallos que otros tipos de ordenadores cuánticos, ya que cada qubit en un ordenador cuántico topológico se hará a partir de un par de partículas cuánticas que tienen prácticamente inmutable identidad compartida. La captura con el enfoque topológico es que los físicos aún tienen que crear y observar una de estas parejas estables de partículas, que son llamados "los fermiones de Majorana" (pronunciado MAH-yor-ah-na FUR-mee-ons).

El escurridizo fermiones de Majorana se propuso por primera vez en 1937, aunque la carrera para crear en un chip se ha hecho más que empezar. En particular, los físicos creen que las partículas se pueden hacer al casarse con un aislante topológico de dos dimensiones - como la creada por Du y Knez - a un superconductor.

Aislantes topológicos son rarezas, aunque la electricidad no puede fluir a través de ellos, puede fluir alrededor de sus bordes externos estrechos. Si un pequeño cuadrado de un aislante topológico está conectado a un superconductor, Knez, dijo, el escurridizo fermiones de Majorana se espera que aparezcan precisamente donde los materiales se encuentran. Si esto resulta cierto, los dispositivos podrían ser utilizados para generar qubits para computación cuántica, dijo.

Knez pasado más de un año de refinar las técnicas para crear aislante topológico de Rice. El dispositivo está hecho de un semiconductor de tipo comercial que se utiliza habitualmente en la fabricación de gafas de visión nocturna. Du dijo que es el primer aislante topológico 2-D hecho de un material que los físicos ya sabe cómo conectar a un superconductor.

"Estamos bien posicionados para el siguiente paso", dijo Du. "Mientras tanto, sólo los experimentos se puede saber si podemos encontrar fermiones de Majorana, y si son buenos candidatos para la creación de qubits estable".

Fuente: http://www.nanonews.tv/documents/sciencepressreleases.html

Los Gamers le ganan a los científicos

Los gamers, personas que comúnmente hemos caracterizado como seres que viven en frente de una pantalla mientras manejan ávidamente un control, han logrado sorprender a la comunidad científica al descubrir la estructura de una enzima. En este caso, el logro no fue de aparatos novedosos como en TEM o el AFM para poder caracterizar y determinar la forma de dicha enzima, sino que más bien se trató del ingenio humano.

Los jugadores han resuelto la estructura de una enzima cuya configuración retrovirus había dejado perplejos a los científicos durante más de una década. Los jugadores lograron su descubrimiento por jugar Foldit, un juego en línea que permite a los jugadores colaborar y competir en la predicción de la estructura de las moléculas de proteína.

Después de que los científicos fracasaron repetidamente para reconstruir la estructura de una enzima-proteína de corte de un virus como el SIDA, llamaron a los jugadores Foldit. Los científicos desafiaron a los jugadores para producir un modelo preciso de la enzima. Lo hicieron en sólo tres semanas.

Esta clase de enzimas, llamadas proteasas retrovirales, tiene un papel fundamental en la forma en que el virus del SIDA prolifera y madura. Una intensa investigación en curso para tratar de encontrar medicamentos contra el SIDA que pueden bloquear estas enzimas, pero los esfuerzos se vieron obstaculizados por no saber exactamente lo que la molécula de proteasa retroviral parece.

"Queríamos ver si la intuición humana podría tener éxito donde habían fracasado los métodos automatizados", dijo el doctor Firas Khatib, de la Universidad de Washington, Departamento de Bioquímica. Khatib es un investigador en el laboratorio de estructura de la proteína del Dr. David Baker, profesor de bioquímica.

Sorprendentemente, los modelos generados por los jugadores fueron lo suficientemente buenos para los investigadores y, en pocos días, determinaron la estructura de la enzima. Sorprendente, la superficie de la molécula se destacó como objetivos probables de los medicamentos que de-activo de la enzima.

"Estas características ofrecen oportunidades interesantes para el diseño de fármacos antirretrovirales, incluyendo medicamentos para el sida", escribieron los autores de un artículo que aparece en 18 de septiembre en la naturaleza Structural & Molecular Biology. Los científicos y los jugadores están listados como co-autores.

Obtener la forma y deforman de proteínas contribuye a la investigación sobre las causas y cura del cáncer, deficiencias inmunitarias de Alzheimer y una serie de otros trastornos, así como a la labor ambiental de los biocombustibles.

Refiriéndose al informe de esta semana de la solución molécula de los jugadores en línea de apertura de nuevas vías para la investigación de fármacos anti-virales, Carter Kimsey, director del programa Nacional de División de Ciencias de la Fundación de la infraestructura biológica, observó: "Después de este descubrimiento, los jóvenes no les debe importar hacer su tarea de ciencias. Este es un enfoque innovador para conseguir los humanos y los modelos de computadora para 'aprender unos de otros en tiempo real. "


Fuente: http://www.nanonews.tv/documents/sciencepressreleases.html

Nanofactories – a future vision

Molecular nanotechnology could allow us to build the products we need with the sort of precision that right now only nature can do.


Mimicking nature is a recurring theme in nanotechnology and molecular nanotechnology, inspired by the natural nanostructures found in our own bodies, offers many exciting potential outcomes.
"Molecular nanotechnology is the expected ability to build our products with molecular-level precision, as nature can do," says Christine Peterson, president of the Foresight Nanotech Institute in California. "It will bring unprecedented quality, energy efficiency and environmental sustainability".
The recent development of an electron-powered molecular "nanocar", by a team led by chemist Ben Feringa at the University of Groningen in the Netherlands, hints at the potential. Further indications that molecular nanotechnology is achievable are being found in the quest for ever-smaller computing.
Many of these efforts attempt to use nature's own method of storing and transferring information – DNA. "DNA computing is the goal of building devices out of DNA that are able to act like computers, initially doing simple calculations but eventually doing everything that a macroscale computer can do," says Peterson.
In October, researchers at Imperial College London built basic computing components using DNA and a common bacterium, while New York University scientists created new, artificial DNA structures capable of encoding and transferring simple information. If scientists can crack techniques such as DNA computing, the next step could be nanomotors that can be controlled to deliver treatments to specific cells or even repair damaged DNA. "We can be confident that human-made nanomachines will be able to repair DNA because we see natural nanomachines doing it now. They just need some help," says Peterson.
One future prospect for molecular-scale nanotechnology is to build nanofactories. "The nanofactory is a proposed compact molecular manufacturing system that could build a diverse selection of large-scale, atomically precise products," explains Robert Freitas Jr, senior research fellow at the Institute for Molecular Manufacturing, also in California. "The products of a nanofactory would be atomically precise, with every atom in exactly the right place, offering the ultimate in quality control. It could make products out of the strongest materials known to man – especially diamond, sapphire, and related ultra-strong ceramics. In manufacturing, it's hard to do better than that."
The first two-dimensional structure to be built atom-by-atom was made from silicon in 2003. However, Freitas says nanofactories are still a long way off. "We expect this will require a 20-year research and development effort and on the order of $1bn (£622m) in funding to achieve."
Benefits and risks
"People are always worried about risk, but on balance the benefits of nanotechnology seem to greatly outweigh the risks," says Freitas. "Responsible developers are always seeking ways to deliver maximum benefits at minimum risk. This is not just good business – it's the right thing to  do."
Vincenzo Balzani, professor of Chemistry at the University of Bologna, says much is down to the scientists involved. "Scientists have a great responsibility. They should refuse to use their science for bad applications." He says it is the political context, rather than nanotechnology itself, that will determine the dangers of tomorrow's discoveries.


World's Lightest Material Is a Metal 100 Times Lighter Than


A team of researchers from UC Irvine, HRL Laboratories and the California Institute of Technology have developed the world's lightest material -- with a density of 0.9 mg/cc -- about one hundred times lighter than Styrofoam™.

Their findings appear in the Nov. 18 issue of Science.

The new material redefines the limits of lightweight materials because of its unique "micro-lattice" cellular architecture. The researchers were able to make a material that consists of 99.99 percent air by designing the 0.01 percent solid at the nanometer, micron and millimeter scales. "The trick is to fabricate a lattice of interconnected hollow tubes with a wall thickness 1,000 times thinner than a human hair," said lead author Dr. Tobias Schaedler of HRL.

The material's architecture allows unprecedented mechanical behavior for a metal, including complete recovery from compression exceeding 50 percent strain and extraordinarily high energy absorption.

"Materials actually get stronger as the dimensions are reduced to the nanoscale," explained UCI mechanical and aerospace engineer Lorenzo Valdevit, UCI's principal investigator on the project. "Combine this with the possibility of tailoring the architecture of the micro-lattice and you have a unique cellular material."