Blog(u)eros:
Para este verano, estemos pendientes de los siguientes blogs:
http://ipicyt-udla.blogspot.com y http://cnse-nanoudla.blogspot.com/
En donde nuestros compañeros nanos estarán compartiendo sus historias, aprendizajes y experiencias día a día...
stay tuned!
El blog de nanotecnología y materiales avanzados de la Universidad de las Américas Puebla
jueves, 15 de mayo de 2008
Hola Nanos!!!!
Como a algunos de ustedes los voy a ver hasta dentro de 3 meses, queria desearles lo mejor en su verano en San Luis, echenle muchas ganas y aprovechen su estancia allá.
Espero que tengan una muy buena experiencia en San Luis y que la compartan en el blog.
Se que no es necesario decirles que se porten bien porque ustedes siempre lo hacen :).
Jorge, también a ti te deseo lo mejor en el verano, se que vas a meter materias y espero que te vaya bien.
Los voy a extrañar a todos!!!
Cuidense mucho.
lunes, 12 de mayo de 2008
Aleaciones ultraligeras
- Cuales son las desventajas de las aleaciones ultraligeras?
Tienen una temperatura baja de funcionamiento, algunas aleaciones son propensas al oxido, también algunas son moderadas a la corrosión dependiendo la impurezas que tenga, alto costo y moderada fuerza de la aleación.
- Cuales otros materiales pueden ser usados y de que depende?
Las aleaciones consisten principalmente en Mg y Be, y puede tener pequeñas impurezas como son: Ca, Al, Li, Cu, o alguna tierra rara, para que las impurezas puedan ser utilizadas se deben de respetar las reglas que vimos, como son el tamaño de atomo parecido, electronegatividad, etc. Dependiendo de las impurezas, a aleación tendrá un nombre, estos son algunos ejemplos: AZ9ID, AM60B, AS21X1, AS41XB.
- Se puede usar calcio o estroncio en vez de magnesio?
Si se puede utilizar Ca en lugar del estroncio, pero no en el del Mg, porque el calcio actúa como impureza y la matriz del material debe de ser principalmente de Mg o Be. Si se sustituye el Ca, ya tendrá otras propiedades distintas a las aleaciones ultraligeras.
- Existe un limite en la relacion de porosidad, funcionalidad y cuanto se puede evitar con dopaje?
Para el dopaje se ve con el diagrama de fases, dependiendo la fase que quieras es el limite que tu le das.
La porosidad puede cambiar dependiendo el método de síntesis de tu material, su limite depende de la tecnología empleada.
- El limite en cuanto al peso en resistencia en el automovil?
Como?
- Que metales no pueden ser usados para aleaciones ultraligeras?
Los que no respeten las reglas de Humphry Davy
- Se ven afectadas sus propiedades electricas al hacer una aleaciòn ultraligera?
Si, depende del tipo de impurezas será su densidad de corriente.
- Superan las aleaciones ultraligeras a los plasticos?
Actualmente van a la par, ya que los dos tienen un peso muy bajo y resistencia parecida.
- Por que los nanotubos hacen mas ligeras las aleaciones?
No lo menciono el articulo.
- Que metales se ocupan mas para hacer aleaciones ligeras?
Ya lo mencione, Mg, Li, Be, Cu, Ca, Sr, Tierras raras
- Cual es el futuro de las aleaciones livianas?
Ahorita se esta investigando para hacer la producción mas barata, una vez que sea barato, se podrá ahorrar combustible, ya que se disminuirá el peso en automóviles, aviones, etc, aunque actuamelmente ya se han estado utilizando algunos componentes con este tipo de aleaciones.
- Hay otros materiales aparte de nanotubos que puedan mejorar las propiedades de aleaciones de Mg? No lo encontré, posiblemente sean las nanoparticulas, fullerenos, nanoalambes, etc.
- Para que se buscarìa hacer aleaciones mas ligeras?
Para disminuir el peso y ahorrar energía.
- Los automoviles hechos con aluminio presentan la misma resistencia a los impactos?
El aluminio entra en aleaciones ligeras. No ultraligeras
- Estas aleaciones no presentan mayor probabilidad de fallas o fracturas?
Como todas las aleaciones están propensas a este tipo de fallas, ya sea por su estructura cristalina, tamaño de grano, o algunas de las condiciones que se someta el material, presión, temperatura, etc.
- Aparte de la densidad hay alguna diferencia mecanica con las demas aleaciones?
Ahorita presentan poca resistencia ante la corrosión, también resisten menor temperatura.
- Por que nanotubos multicapa y no una sola?
Porque el experimento se hizo con nanotubos multicapa, el articulo no menciona los nanotubos de monocapa, pero me imagino que se está trabajando en eso.
Tienen una temperatura baja de funcionamiento, algunas aleaciones son propensas al oxido, también algunas son moderadas a la corrosión dependiendo la impurezas que tenga, alto costo y moderada fuerza de la aleación.
- Cuales otros materiales pueden ser usados y de que depende?
Las aleaciones consisten principalmente en Mg y Be, y puede tener pequeñas impurezas como son: Ca, Al, Li, Cu, o alguna tierra rara, para que las impurezas puedan ser utilizadas se deben de respetar las reglas que vimos, como son el tamaño de atomo parecido, electronegatividad, etc. Dependiendo de las impurezas, a aleación tendrá un nombre, estos son algunos ejemplos: AZ9ID, AM60B, AS21X1, AS41XB.
- Se puede usar calcio o estroncio en vez de magnesio?
Si se puede utilizar Ca en lugar del estroncio, pero no en el del Mg, porque el calcio actúa como impureza y la matriz del material debe de ser principalmente de Mg o Be. Si se sustituye el Ca, ya tendrá otras propiedades distintas a las aleaciones ultraligeras.
- Existe un limite en la relacion de porosidad, funcionalidad y cuanto se puede evitar con dopaje?
Para el dopaje se ve con el diagrama de fases, dependiendo la fase que quieras es el limite que tu le das.
La porosidad puede cambiar dependiendo el método de síntesis de tu material, su limite depende de la tecnología empleada.
- El limite en cuanto al peso en resistencia en el automovil?
Como?
- Que metales no pueden ser usados para aleaciones ultraligeras?
Los que no respeten las reglas de Humphry Davy
- Se ven afectadas sus propiedades electricas al hacer una aleaciòn ultraligera?
Si, depende del tipo de impurezas será su densidad de corriente.
- Superan las aleaciones ultraligeras a los plasticos?
Actualmente van a la par, ya que los dos tienen un peso muy bajo y resistencia parecida.
- Por que los nanotubos hacen mas ligeras las aleaciones?
No lo menciono el articulo.
- Que metales se ocupan mas para hacer aleaciones ligeras?
Ya lo mencione, Mg, Li, Be, Cu, Ca, Sr, Tierras raras
- Cual es el futuro de las aleaciones livianas?
Ahorita se esta investigando para hacer la producción mas barata, una vez que sea barato, se podrá ahorrar combustible, ya que se disminuirá el peso en automóviles, aviones, etc, aunque actuamelmente ya se han estado utilizando algunos componentes con este tipo de aleaciones.
- Hay otros materiales aparte de nanotubos que puedan mejorar las propiedades de aleaciones de Mg? No lo encontré, posiblemente sean las nanoparticulas, fullerenos, nanoalambes, etc.
- Para que se buscarìa hacer aleaciones mas ligeras?
Para disminuir el peso y ahorrar energía.
- Los automoviles hechos con aluminio presentan la misma resistencia a los impactos?
El aluminio entra en aleaciones ligeras. No ultraligeras
- Estas aleaciones no presentan mayor probabilidad de fallas o fracturas?
Como todas las aleaciones están propensas a este tipo de fallas, ya sea por su estructura cristalina, tamaño de grano, o algunas de las condiciones que se someta el material, presión, temperatura, etc.
- Aparte de la densidad hay alguna diferencia mecanica con las demas aleaciones?
Ahorita presentan poca resistencia ante la corrosión, también resisten menor temperatura.
- Por que nanotubos multicapa y no una sola?
Porque el experimento se hizo con nanotubos multicapa, el articulo no menciona los nanotubos de monocapa, pero me imagino que se está trabajando en eso.
domingo, 11 de mayo de 2008
Respuestas a las preguntas de las membranas polimericas biodegradables para la liberacion controlada de farmacos.
1. Que otros ejemplos hay de membranas?
Ejemplos de membranas poliméricas son el PLGA poly-lactic-co-glycolic acid y PCL
2. Qué tipo de farmacos se pueden utilizar?
Algunos fármacos que se han utilizado para los sistemas de liberacion controlada de fármacos son:
· Clonidine
· Estradiol
· Etofenamate
· Fentanyl
· Nicotine
Casi todos los fármacos se pueden utilizar para este sistema, solo se tiene que introducir dentro de un dispositivo con membrana polimérica.
3. Como pueden utilizarse las membranas en el area de botánica?
En mi investigación no me tope con algún ejemplo de cómo se puede utilizar para el area de botánica, pero según estuve investigando encontré unos artículos que incluye el uso de las membranas poliméricas en botánica.
El primer artículo habla de un sistema electrónico que ha sido desarrollado con membranas poliméricas aplicadas en un conductor solido de plata, este dispositivo fue implantado en muestras de miel comercial obtenida de regiones de Portugal, estas muestras fueron analizadas independientemente para obtener su perfil biológico mediante el dispositivo de membranas poliméricas.
El otro artículo trata de un tema similar, lo dejo a su disposición.
http://www.springerlink.com/content/c75u523238615072/
http://www.freepatentsonline.com/4715143.html
4. Cuales son las propiedades de las membranas para que puedan ser capaces de liberar fármacos?
Algunas características de los polímero para liberar fármacos:
· Biocompatilibidad
· Biodegradabilidad
· Amplio rango de propiedades mecánicas
· Fácil de procesar y transformar
5. Como funciona la membrana polimérica en el glaucoma?
Dispositivos poliméricos son usados para controlar la presión alta intraocular, de otra forma conocido como glaucoma.
Estos dispositivos consisten esencialmente en pequeños tubos que transportan “aqueos humor” (que normalmente mantiene la presión intraocular y fluye dentro y fuera del ojo regulándolo de manera correcta), de una cámara anterior a una artificialmente creada entre el “sclera” y otros tejidos que rodean el globo del ojo, después el “aqueous humor” es absorbido en la sangre.
6. Existen aplicaciones enfocadas al tratamiento de enfermedades neuronales?
Existen investigaciones hacia en area neurológica, pero hasta este momento no se ha publicado por ningún laboratorio algún fármaco que ya se haya logrado constatar su eficacia en humanos, esto lo digo según en el libro de Biomedical Nanostructures.
7. Existen membranas nano estructuradas para humanos y en que areas del cuerpo?
Si, las membranas nano estructuradas son para uso tanto en medicina para humanos, veterinaria y agricultura.
8. Solo se implantan o de que otra manera se introduce en el cuerpo?
Se pueden o implantar en el cuerpo, o ingerirlas por medio de capsulas.
9. Cuál es el precio de las membranas para glaucoma o anticonceptivos?
El precio es de 3,000 a 5,000 pesos el uso del Norplant como anticonceptivo, Implanon 5,000 pesos o mas (anticonceptivo como el Norplant)
El uso de Ocusert para el glaucoma está fuertemente regulado, hay paginas en internet para comprarlo sin prescripción médica y su precio es de 300 USD el más barato, lo busque como akarpine que es uno de sus nombres comerciales.
10. Que paises son los mas avanzados en estas investigaciones?
Más que países son laboratorios que se encuentran a la vanguardia con estas investigaciones, los laboratorios que ya tienen fármacos en el mercado con este sistema son:
· Boehringer-ingelheim (2)
· Besins-iscovesco
· Bayer
· Janssen
· Yamanouchi (2)
· Parke-davis
· Ciba-geigy (4)
· Marion
· Lederle
· Key pharmaceuticals
· Entre otros
El que más tiene fármacos en el Mercado es ciba-geigy es una empresa farmacéutica alemana
11. De que material son las membranas?
Son diferentes materiales que se pueden utilizar para algunos ejemplos son PLGA y PLC
12. Porque mecanismo se lleva a cabo la liberacion?
El mecanismo se conoce como dispositivos de membrana polimerica.
Consiste en que el fármaco está rodeado por una delgada membrana polimérica y funciona ya que la membrana extiende el tiempo de liberacion del fármaco dentro del cuerpo y tiene un rango limitado de acción.
13. Algunos tipos de polimerizacion se usan en las membranas?
Polimerización por adición o condensación
Una polimerización es por adición si la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos. La polimerización es por condensación si la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como agua o HCL gaseoso. La polimerización por condensación genera subproductos. La polimerización por adición no.
Polimerización por crecimiento.
En la polimerización por crecimiento de cadena los monómeros pasan a formar parte de la cadena de uno en uno. Primero se forman dímeros, después trímeros, a continuación tetrámeros, etc. La cadena se incrementa de uno en uno, monómero a monómero.
14. Cual es el mejor polimero en la liberacion de farmacos?
Dentro de los pólimero están los naturales, semisintericos y sinteticos.
Dentro de los polímeros naturalez destacan el alginato, el dextrano, el quitosano; de los polímeros semisinteticos están etilcelulosa y acetobutirato; de los polímeros sinteticos están poliepsiloncapolactona, poli(acido láctico) y los copolimeros para uso en fármacos.
15. Como se prueba la porosidad de un material?
La porosidad se puede probar por la siguiente fórmula:
%P = ((PoS − Po) * 100) / Po
Donde:
Po = Peso del objeto
PoS = Peso del objeto después de haber sido sumergido en agua
%P = La porosidad del objeto expresado en tanto por ciento
16. Cuál es el mecanismo o proceso que sigue una membrana para entrar en el organismo, liberar fármacos y degradarse?
El dispositivo de membrana polimérica se inserta en el cuerpo vía oral o intramuscular, La velocidad de liberación del agente activo encapsulado puede controlarse en virtud de la selección del polímero, como los que ya mencione en la pregunta 14, la degradación esta en virtud igual del polímero utilizado, algunos polímeros pueden tardar hasta 5 años en terminar su efecto como el caso del anticonceptivo Norplant.
17. Hoy en día cuales son los avances registrados en el suministro de fármacos
La industria farmacéutica paso de ser muy pequeña con boticarios ha grandes compañías multinacionales, los principales avances se han dado con el desarrollo de vacunas, el descubrimiento de los anticonceptivos, existen campos de investigación nuevos como medicamentos para la diabetes y el VIH.
La técnica más moderna para mejorar la eficacia de los fármacos es el uso de las moléculas nano estructuradas, ya que tienen más beneficios de localización de los virus y mayor alcance y tiempo de distribución.
18. Aplicaciones de altos costos?
El costo de investigación de este sistema juega un papel importante, ya que las compañías farmacéuticas no desean arriesgar su dinero sin tener resultados favorables y no poder redituar la inversión al momento de sacar un nuevo fármaco al mercado.
Toda la inversión en investigación y desarrollo para el sistema de liberacion controlada si ha sido exitosa en el público por esto las compañías farmacéuticas siguen investigando estos nuevos sistemas
19. Que tamaño son las membranas?
46-75 nm
20. De que tamaño deben ser los poros o el ancho de la membrana?
7 nm
Bibliografía:
Ratner Buddy D. et al, Bio Materials Science, Academic Press.
Gonsalves Kenneth et al, Biomedical Nanostructures, Editorial Wiley, Edición 2007.
http://www.ffyb.uba.ar/farmacotecnia%20I/Microencapsulacion.htm
Ratner Buddy D. et al, Bio Materials Science, Academic Press.
Ejemplos de membranas poliméricas son el PLGA poly-lactic-co-glycolic acid y PCL
2. Qué tipo de farmacos se pueden utilizar?
Algunos fármacos que se han utilizado para los sistemas de liberacion controlada de fármacos son:
· Clonidine
· Estradiol
· Etofenamate
· Fentanyl
· Nicotine
Casi todos los fármacos se pueden utilizar para este sistema, solo se tiene que introducir dentro de un dispositivo con membrana polimérica.
3. Como pueden utilizarse las membranas en el area de botánica?
En mi investigación no me tope con algún ejemplo de cómo se puede utilizar para el area de botánica, pero según estuve investigando encontré unos artículos que incluye el uso de las membranas poliméricas en botánica.
El primer artículo habla de un sistema electrónico que ha sido desarrollado con membranas poliméricas aplicadas en un conductor solido de plata, este dispositivo fue implantado en muestras de miel comercial obtenida de regiones de Portugal, estas muestras fueron analizadas independientemente para obtener su perfil biológico mediante el dispositivo de membranas poliméricas.
El otro artículo trata de un tema similar, lo dejo a su disposición.
http://www.springerlink.com/content/c75u523238615072/
http://www.freepatentsonline.com/4715143.html
4. Cuales son las propiedades de las membranas para que puedan ser capaces de liberar fármacos?
Algunas características de los polímero para liberar fármacos:
· Biocompatilibidad
· Biodegradabilidad
· Amplio rango de propiedades mecánicas
· Fácil de procesar y transformar
5. Como funciona la membrana polimérica en el glaucoma?
Dispositivos poliméricos son usados para controlar la presión alta intraocular, de otra forma conocido como glaucoma.
Estos dispositivos consisten esencialmente en pequeños tubos que transportan “aqueos humor” (que normalmente mantiene la presión intraocular y fluye dentro y fuera del ojo regulándolo de manera correcta), de una cámara anterior a una artificialmente creada entre el “sclera” y otros tejidos que rodean el globo del ojo, después el “aqueous humor” es absorbido en la sangre.
6. Existen aplicaciones enfocadas al tratamiento de enfermedades neuronales?
Existen investigaciones hacia en area neurológica, pero hasta este momento no se ha publicado por ningún laboratorio algún fármaco que ya se haya logrado constatar su eficacia en humanos, esto lo digo según en el libro de Biomedical Nanostructures.
7. Existen membranas nano estructuradas para humanos y en que areas del cuerpo?
Si, las membranas nano estructuradas son para uso tanto en medicina para humanos, veterinaria y agricultura.
8. Solo se implantan o de que otra manera se introduce en el cuerpo?
Se pueden o implantar en el cuerpo, o ingerirlas por medio de capsulas.
9. Cuál es el precio de las membranas para glaucoma o anticonceptivos?
El precio es de 3,000 a 5,000 pesos el uso del Norplant como anticonceptivo, Implanon 5,000 pesos o mas (anticonceptivo como el Norplant)
El uso de Ocusert para el glaucoma está fuertemente regulado, hay paginas en internet para comprarlo sin prescripción médica y su precio es de 300 USD el más barato, lo busque como akarpine que es uno de sus nombres comerciales.
10. Que paises son los mas avanzados en estas investigaciones?
Más que países son laboratorios que se encuentran a la vanguardia con estas investigaciones, los laboratorios que ya tienen fármacos en el mercado con este sistema son:
· Boehringer-ingelheim (2)
· Besins-iscovesco
· Bayer
· Janssen
· Yamanouchi (2)
· Parke-davis
· Ciba-geigy (4)
· Marion
· Lederle
· Key pharmaceuticals
· Entre otros
El que más tiene fármacos en el Mercado es ciba-geigy es una empresa farmacéutica alemana
11. De que material son las membranas?
Son diferentes materiales que se pueden utilizar para algunos ejemplos son PLGA y PLC
12. Porque mecanismo se lleva a cabo la liberacion?
El mecanismo se conoce como dispositivos de membrana polimerica.
Consiste en que el fármaco está rodeado por una delgada membrana polimérica y funciona ya que la membrana extiende el tiempo de liberacion del fármaco dentro del cuerpo y tiene un rango limitado de acción.
13. Algunos tipos de polimerizacion se usan en las membranas?
Polimerización por adición o condensación
Una polimerización es por adición si la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos. La polimerización es por condensación si la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como agua o HCL gaseoso. La polimerización por condensación genera subproductos. La polimerización por adición no.
Polimerización por crecimiento.
En la polimerización por crecimiento de cadena los monómeros pasan a formar parte de la cadena de uno en uno. Primero se forman dímeros, después trímeros, a continuación tetrámeros, etc. La cadena se incrementa de uno en uno, monómero a monómero.
14. Cual es el mejor polimero en la liberacion de farmacos?
Dentro de los pólimero están los naturales, semisintericos y sinteticos.
Dentro de los polímeros naturalez destacan el alginato, el dextrano, el quitosano; de los polímeros semisinteticos están etilcelulosa y acetobutirato; de los polímeros sinteticos están poliepsiloncapolactona, poli(acido láctico) y los copolimeros para uso en fármacos.
15. Como se prueba la porosidad de un material?
La porosidad se puede probar por la siguiente fórmula:
%P = ((PoS − Po) * 100) / Po
Donde:
Po = Peso del objeto
PoS = Peso del objeto después de haber sido sumergido en agua
%P = La porosidad del objeto expresado en tanto por ciento
16. Cuál es el mecanismo o proceso que sigue una membrana para entrar en el organismo, liberar fármacos y degradarse?
El dispositivo de membrana polimérica se inserta en el cuerpo vía oral o intramuscular, La velocidad de liberación del agente activo encapsulado puede controlarse en virtud de la selección del polímero, como los que ya mencione en la pregunta 14, la degradación esta en virtud igual del polímero utilizado, algunos polímeros pueden tardar hasta 5 años en terminar su efecto como el caso del anticonceptivo Norplant.
17. Hoy en día cuales son los avances registrados en el suministro de fármacos
La industria farmacéutica paso de ser muy pequeña con boticarios ha grandes compañías multinacionales, los principales avances se han dado con el desarrollo de vacunas, el descubrimiento de los anticonceptivos, existen campos de investigación nuevos como medicamentos para la diabetes y el VIH.
La técnica más moderna para mejorar la eficacia de los fármacos es el uso de las moléculas nano estructuradas, ya que tienen más beneficios de localización de los virus y mayor alcance y tiempo de distribución.
18. Aplicaciones de altos costos?
El costo de investigación de este sistema juega un papel importante, ya que las compañías farmacéuticas no desean arriesgar su dinero sin tener resultados favorables y no poder redituar la inversión al momento de sacar un nuevo fármaco al mercado.
Toda la inversión en investigación y desarrollo para el sistema de liberacion controlada si ha sido exitosa en el público por esto las compañías farmacéuticas siguen investigando estos nuevos sistemas
19. Que tamaño son las membranas?
46-75 nm
20. De que tamaño deben ser los poros o el ancho de la membrana?
7 nm
Bibliografía:
Ratner Buddy D. et al, Bio Materials Science, Academic Press.
Gonsalves Kenneth et al, Biomedical Nanostructures, Editorial Wiley, Edición 2007.
http://www.ffyb.uba.ar/farmacotecnia%20I/Microencapsulacion.htm
Ratner Buddy D. et al, Bio Materials Science, Academic Press.
sábado, 10 de mayo de 2008
Aquí están las respuestas a sus preguntas sobre los SENSORES CERÁMICOS
- Se puede tener el efecto piezoeléctrico en otros tipos de materiales (metales, polímeros)?
Se puede tener siempre y cuando sea una estructura cristalina tipo perovskita muy uniforme y que tengan cargas los átomos, es decir, esta algo difícil, ese es un tipo de estructura característica de cerámicas.
- Se puede llegar a tener sensores poliméricos o metálicos a partir de los fundamentos piezoeléctricos?
A partir de los fundamentos piezoeléctricos creo que sería difícil, por el tipo de estructura que debería tener el material y las características en cuanto a carga de los átomos que lo componen, sin embargo, no creo que sea algo imposible.
- Como funcionan teóricamente los detectores ultrasísmicos?
En ningún momento mencione algún detector ultrasísmico, gracias por la atención…. Pero imagino que podría ser un sensor cerámico, por que como lo expuse, este tipo de sensores utilizan una parte cerámica con características cristalinas que les permiten, al someterlos a una presión externa, presentar diferencias de potencial medibles y cuantificables y de esta manera calcular la presión que se les está aplicando.
- Que limita su uso extendido?
Otra vez, creo que no me pusieron atención, ya que dije completamente lo opuesto, este tipo de sensores presentan un uso muy extendido.
- Algunos ejemplos de cerámicas piezoelectrónicas?
Curazo (SiO2), BaTiO3, comúnmente es Pb Zr0.52Ti0.48O3 y el Pb0.83La0.17(Zr0.3Ti0.7)0.9575O3
- Como se puede mejorar o ampliar las ventajas en cuanto a las propiedades de las cerámicas piezoelectrónicas?
Mejorando las características de la estructura cristalina tipo perovskita y las cargas en los iones de la cerámica.
- Son mejores los sensores cerámicos que otro tipo?
Creo que si, por que detectan variaciones muy pequeñas y de hecho pueden interactuar con lo que están midiendo, es decir, pueden corregir las variaciones indeseadas.
- Como son las aplicaciones en interferometría?
Como todos sabemos, la interferometría es una técnica óptica utilizada en astronomía que emplea la interferencia de las ondas de luz para medir con gran precisión longitudes de onda de la luz misma mediante la combinación de luz.
Básicamente, este tipo de mediciones se basan en mover espejos una distancia muy precisa y pequeña, ya que la longitud de las ondas electromagnéticas no es precisamente grande.
Así que como se imaginaran, el principal uso es debido a la mayor precisión mecánica que se tiene al utilizar estos sensores. Indirectamente se utilizan para la medición de la longitud de ondas electromagnéticas, medición de distancias, medición de índices de refracción (difracción de rayos X), pero como les digo, es indirectamente, porque estos sensores son parte de un sistema más complejo.
- Cual es la influencia del diámetro modificado y el potencial eléctrico que genera?
El desplazamiento de los sensores cerámicos es función del campo eléctrico E aplicado, del material utilizado y la longitud L del cerámico entonces el desplazamiento DL puede ser estimado por medio de la siguiente ecuación: DL= +-E*dij*L0, Donde L0=la longitud del ceramico, E=intensidad del campo electrico, dij=coeficiente piezoelectrico de deformacion unitaria.
- Como se construyen esos sensores?
Pones un cerámico con propiedades piezoeléctricas y le conectas unos electrodos, después esos electrodos los conectas a algún dispositivo medidor de voltaje, como un multimetro o una tarjeta a tu lap y puedes ver las variaciones.
- Como se sintetizan?
Lo único que se sintetiza es el material cerámico, con alguna de las técnicas vistas en clase.
- Contra quien compiten los sensores?
no entendí tu pregunta.
- Que tan viable seria la utilización de los sensores cerámicos?
esta pregunta tampoco la entendí, pero porque creo que fue lo único que explique de manera basta: los sensores cerámicos YA SE UTILIZAN y dije que también presentan excelentes características, por eso es que están presentes en un gran número de aplicaciones, HAN SIDO MUY VIABLES.
- Que otros materiales cerámicos podrían utilizarse?
Como ya lo mencione en preguntas anteriores y en la presentación, es cuestión de maximizar la estructura cristalina.
- Aparte de la simulación de cómo trabajan las células que otros usos hay específicamente en la medicina?
Creo que te confundiste con lo que dije, en ningún momento mencione tal barbaridad de que los sensores simulan como trabajan las células :S yo dije que tenían aplicaciones en micro manipulación, penetración de células, pero nunca simulación.
- Que sistemas podemos sustituir por sensores cerámicas?
Cualquiera que necesite de gran precisión, y que se quiera controlar de manera externa.
- Que materiales nanoestructurados se sugieren para sensores cerámicos?
Igual que las preguntas anteriores, cualquier material que maximice la estructura FCC con cargas iónicas.
Se puede tener siempre y cuando sea una estructura cristalina tipo perovskita muy uniforme y que tengan cargas los átomos, es decir, esta algo difícil, ese es un tipo de estructura característica de cerámicas.
- Se puede llegar a tener sensores poliméricos o metálicos a partir de los fundamentos piezoeléctricos?
A partir de los fundamentos piezoeléctricos creo que sería difícil, por el tipo de estructura que debería tener el material y las características en cuanto a carga de los átomos que lo componen, sin embargo, no creo que sea algo imposible.
- Como funcionan teóricamente los detectores ultrasísmicos?
En ningún momento mencione algún detector ultrasísmico, gracias por la atención…. Pero imagino que podría ser un sensor cerámico, por que como lo expuse, este tipo de sensores utilizan una parte cerámica con características cristalinas que les permiten, al someterlos a una presión externa, presentar diferencias de potencial medibles y cuantificables y de esta manera calcular la presión que se les está aplicando.
- Que limita su uso extendido?
Otra vez, creo que no me pusieron atención, ya que dije completamente lo opuesto, este tipo de sensores presentan un uso muy extendido.
- Algunos ejemplos de cerámicas piezoelectrónicas?
Curazo (SiO2), BaTiO3, comúnmente es Pb Zr0.52Ti0.48O3 y el Pb0.83La0.17(Zr0.3Ti0.7)0.9575O3
- Como se puede mejorar o ampliar las ventajas en cuanto a las propiedades de las cerámicas piezoelectrónicas?
Mejorando las características de la estructura cristalina tipo perovskita y las cargas en los iones de la cerámica.
- Son mejores los sensores cerámicos que otro tipo?
Creo que si, por que detectan variaciones muy pequeñas y de hecho pueden interactuar con lo que están midiendo, es decir, pueden corregir las variaciones indeseadas.
- Como son las aplicaciones en interferometría?
Como todos sabemos, la interferometría es una técnica óptica utilizada en astronomía que emplea la interferencia de las ondas de luz para medir con gran precisión longitudes de onda de la luz misma mediante la combinación de luz.
Básicamente, este tipo de mediciones se basan en mover espejos una distancia muy precisa y pequeña, ya que la longitud de las ondas electromagnéticas no es precisamente grande.
Así que como se imaginaran, el principal uso es debido a la mayor precisión mecánica que se tiene al utilizar estos sensores. Indirectamente se utilizan para la medición de la longitud de ondas electromagnéticas, medición de distancias, medición de índices de refracción (difracción de rayos X), pero como les digo, es indirectamente, porque estos sensores son parte de un sistema más complejo.
- Cual es la influencia del diámetro modificado y el potencial eléctrico que genera?
El desplazamiento de los sensores cerámicos es función del campo eléctrico E aplicado, del material utilizado y la longitud L del cerámico entonces el desplazamiento DL puede ser estimado por medio de la siguiente ecuación: DL= +-E*dij*L0, Donde L0=la longitud del ceramico, E=intensidad del campo electrico, dij=coeficiente piezoelectrico de deformacion unitaria.
- Como se construyen esos sensores?
Pones un cerámico con propiedades piezoeléctricas y le conectas unos electrodos, después esos electrodos los conectas a algún dispositivo medidor de voltaje, como un multimetro o una tarjeta a tu lap y puedes ver las variaciones.
- Como se sintetizan?
Lo único que se sintetiza es el material cerámico, con alguna de las técnicas vistas en clase.
- Contra quien compiten los sensores?
no entendí tu pregunta.
- Que tan viable seria la utilización de los sensores cerámicos?
esta pregunta tampoco la entendí, pero porque creo que fue lo único que explique de manera basta: los sensores cerámicos YA SE UTILIZAN y dije que también presentan excelentes características, por eso es que están presentes en un gran número de aplicaciones, HAN SIDO MUY VIABLES.
- Que otros materiales cerámicos podrían utilizarse?
Como ya lo mencione en preguntas anteriores y en la presentación, es cuestión de maximizar la estructura cristalina.
- Aparte de la simulación de cómo trabajan las células que otros usos hay específicamente en la medicina?
Creo que te confundiste con lo que dije, en ningún momento mencione tal barbaridad de que los sensores simulan como trabajan las células :S yo dije que tenían aplicaciones en micro manipulación, penetración de células, pero nunca simulación.
- Que sistemas podemos sustituir por sensores cerámicas?
Cualquiera que necesite de gran precisión, y que se quiera controlar de manera externa.
- Que materiales nanoestructurados se sugieren para sensores cerámicos?
Igual que las preguntas anteriores, cualquier material que maximice la estructura FCC con cargas iónicas.
Efectos cuanticos en nanocritales de silicio
Investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (National Renewable Energy Laboratory o NREL) del Departamento de Energía de los EEUU, en colaboración con Innovalight, afirman haber encontrado un nuevo e importante efecto llamado MEG (Multiple Exciton Generation) que tiene lugar de forma eficaz en los nanocristales de silicio. El resultado es la formación de más de un electrón por fotón absorbido.
El silicio es el material semiconductor predominante actualmente en las celdas solares y representa el 93% del mercado de las celdas fotovoltaicas. Hasta este descubrimiento, las investigaciones apuntaban a que el efecto MEG tenía lugar únicamente en nanocristales (o puntos cuánticos) de materiales semiconductores que no se utilizan actualmente en las células solares presentes en el mercado, y que contienen materiales dañinos para el medioambiente (como el plomo). Los nuevos resultados abren la puerta a una posible aplicación de este efecto para mejorar considerablemente la eficacia de conversión de las células solares basadas en silicio, dado que la mayoría de la energía del sol se convierte en electricidad.
Se trata de un paso fundamental para hacer que la energía solar sea más competitiva frente a las fuentes de energía convencionales.
En un trabajo publicado el 24 de julio en la versión en línea de la revista Nano Letters Journal editada por la American Chemical Society, un equipo del NREL señaló que los nanocristales de silicio o puntos cuánticos obtenidos de Innovalight pueden producir más de un electrón a partir de fotones individuales de luz solar con longitudes de onda inferiores a 420nm. Según el equipo cuando las células solares fotovoltaicas de hoy en día absorben un fotón de luz solar, alrededor del 50% de la energía incidentese pierde en forma de calor. El efecto MEG permite convertir parte de esta energía (la que se pierde en forma de calor) en más electricidad. Fuente: http://www.smalltimes.com/display_article/301732/109/ONART/none/RD/Quantum-effect-found-in-silicon-nanocrystals/
El silicio es el material semiconductor predominante actualmente en las celdas solares y representa el 93% del mercado de las celdas fotovoltaicas. Hasta este descubrimiento, las investigaciones apuntaban a que el efecto MEG tenía lugar únicamente en nanocristales (o puntos cuánticos) de materiales semiconductores que no se utilizan actualmente en las células solares presentes en el mercado, y que contienen materiales dañinos para el medioambiente (como el plomo). Los nuevos resultados abren la puerta a una posible aplicación de este efecto para mejorar considerablemente la eficacia de conversión de las células solares basadas en silicio, dado que la mayoría de la energía del sol se convierte en electricidad.
Se trata de un paso fundamental para hacer que la energía solar sea más competitiva frente a las fuentes de energía convencionales.
En un trabajo publicado el 24 de julio en la versión en línea de la revista Nano Letters Journal editada por la American Chemical Society, un equipo del NREL señaló que los nanocristales de silicio o puntos cuánticos obtenidos de Innovalight pueden producir más de un electrón a partir de fotones individuales de luz solar con longitudes de onda inferiores a 420nm. Según el equipo cuando las células solares fotovoltaicas de hoy en día absorben un fotón de luz solar, alrededor del 50% de la energía incidentese pierde en forma de calor. El efecto MEG permite convertir parte de esta energía (la que se pierde en forma de calor) en más electricidad. Fuente: http://www.smalltimes.com/display_article/301732/109/ONART/none/RD/Quantum-effect-found-in-silicon-nanocrystals/
Papel como fuente de energia
Cientificos estadounidenses han desarrollado una nueva fuente de energía a partir de papel impregnado con nanotubos de carbono. Los investigadores afirman que este papel, que se puede doblar, enrollar, etc.; se podría utilizar en dispositivos electrónicos flexibles. La fuente de energía (supercondensador y batería híbrida) ha sido desarrollada por investigadores del Rensselaer Polytechnic Institute, de Troy, Nueva York. Un condensador es como una batería, salvo por el hecho de que, en lugar de depender de una reacción química para almacenar y liberar energía, permite que la carga eléctrica se acumule en una serie de discos conductores separados por un aislante. Los condensadores convencionales no pueden almacenar mucha energía, pero los investigadores han empezados a investigar con “supercondensadores”, en los que utilizan nanotubos de carbono como electrodos. La amplia superficie de estos nanotubos puede almacenar una cantidad de carga relativamente elevada. Para lograr que los supercondensadores de nanotubos sean flexibles, Victor Pushparaj y sus colegas cultivaron primero los nanotubos sobre un sustrato de silicio por medio de una reacción química de deposición de vapor. A continuación, disolvieron una mezcla de cloruro y celulosa vegetal y la extendieron entre los nanotubos. Tras despegar el conjunto del sustrato de silicio, lo dejaron sobre un trozo de papel de unas cuantas decenas de micrómetros de grosor, de modo que los nanotubos de carbono se adhirieron a un lado.Para crear el supercondensador, se pegaron dos hojas de este papel con los nanotubos hacia fuera, recubriendo ambas caras con papel de aluminio como en los colectores actuales. Al aplicar una corriente, el papel almacenó la carga, sirviendo los nanotubos de electrodos y la celulosa de aislante. Posteriormente, los investigadores utilizaron un método similar para crear una batería flexible. Utilizaron un trozo de papel con nanotubos de carbono como cátodo y evaporaron una capa de litio sobre la otra cara para que hiciese de ánodo. Una vez más lo envolvieron con papel de aluminio, que sirvió como colector de corriente. Por último, distribuyendo por capas los supercondensadores y las baterías de ion-litio, crearon un dispositivo híbrido en el que se podrían utilizar las baterías para cargar los supercondensadores. Sin embargo, los supercondensadores y baterías del experimento no todavía no tienen la suficiente densidad de energía como para competir con las baterías convencionales, por lo que Pushparaj señala que el próximo paso será desarrollar diferentes fórmulas de celulosa y electrolitos que incrementen su capacidad de almacenamiento. Para Joel Schindall, ingeniero eléctrico del MIT, en Boston, EEUU, este trabajo constituye un "desarrollo prometedor", aunque señala que todavía hay que superar algunas dificultades de coste y fiabilidad. Fuente: http://technology.newscientist.com/article.ns?id=dn12480&feedId=online-news_rss20
Tejidos de nanotubos
Los nanotubos de carbono tejidos para formar largas fibras similares a hilos podrían llegar incluso a superar a los materiales a prueba de balas más resistentes del mercado, pero se ha comprobado que convertir los nanotubos en este tipo de materiales supone todo un reto. Ahora, según un articulo publicado en Technology Review, un equipo de investigadores afirma haber mejorado el método de elaboración de estas fibras. Según ellos, pueden sacarlas de un horno caliente más rápido, lograr una mejor alineación de los nanotubos y mejorar considerablemente su resistencia. Aunque, de momento, las fibras de nanotubos se pueden hacer solo en pequeños lotes –y, según los expertos, solo de corta longitud— se muestran muy prometedoras para el desarrollo de materiales elásticos ultraresistentes, con posibles aplicaciones que van desde chalecos antibala a perforaciones petrolíferas.Alan Windle, profesor de ciencias de los materiales de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, fabricó y probó las nuevas fibras de nanotubos junto con investigadores del Natick Soldier Research Development Center, de Massachusetts, EEUU. Windle y sus colegas tiraron de las fibras de nanotubos, observando que las más débiles se rompían a tensiones de alrededor de 1 gigapascal, lo que las equipara al acero. Las fibras de nanotubos de carbono con los mejores resultados se rompieron a unos 6 gigapascales, lo que supera la resistencia de algunos materiales utilizados en los chalecos antibala, como el Kevlar. Estas nanofibras igualaron las resistencias más elevadas, registradas para dos de los materiales más fuertes del mercado, Zylon y Dyneema, también utilizados en chalecos antibala. Una única fibra de nanotubos extremadamente resistente rompió las estadísticas, llegando a los 9 gigapascales de tensión (mucho más que cualquier otro material) antes de romperse."Estamos complacidos con los resultados, pero no sorprendidos", señala Windle. "Se sabe que las propiedades de los nanotubos a título individual son cinco veces mejores", añade, "lo que hace que sea optimista. Todavía se puede mejorar mucho".Para elaborar las fibras, los investigadores utilizaron un método descubierto por el equipo de Windle en el 2004, según el cual un horno vaporiza carbono y produce un raudal de nanotubos. Cuando estos nanotubos son capturados en el aire y tejidos y enrollados en una bobina, forman una fibra compuesta por miles de millones de moléculas alineadas a lo largo del nanotubo.Modificando la temperatura del horno y ajustando la velocidad a la que suelta la fibra, los investigadores optimizaron el proceso, obteniendo fibras 0,3 veces más resistentes que las elaboradas por otros grupos de investigación. Según los investigadores la mejora se debe principalmente a que con el nuevo método, los nanotubos se alinean mejor y se unen entre sí con más fuerza. También añadieron un paso para hacer las fibras más densas. La principal aplicación posible es, según Windle, la de los chalecos antibala, pero si estas fibras valen o no para dicha función "no se sabrá hasta que hagamos suficientes fibras para elaborar un tejido y disparar una bala contra él", añade. Otra pasibilidad sería su uso en perforaciones petrolíferas. fuente: http://www.technologyreview.com/Nanotech/19730/
Mejoramiento de la biocompatibilidad mediante hielo
Según un artículo publicado en NewScientist.com, una serie de cálculos precisos sugiere que unas capas de hielo de unos cuantos nanómetros de grosor podrían permanecer congeladas a la temperatura del cuerpo humano cuando se encuentran sobre láminas de diamante con una capa superficial de sodio. Según el equipo de la Universidad de Harvard que ha realizado el estudio, estos recubrimientos de hielo podrían hacer más biocompatibles los implantes médicos endurecidos con diamante.Los recubrimientos de diamante se encuentran en un número cada vez mayor de implantes médicos resistentes al desgaste, como las prótesis, las válvulas de corazón artificiales y las piezas de recambio de las articulaciones. Sin embargo, el diamante puede producir coagulación, al atraer a las proteínas coagulantes y, además, a menudo su dureza da lugar a una mayor abrasión de los tejidos que con otros materiales. Alexander Wissner-Gross y Efthimios Kaxiras han calculado que estos problemas se podrían superar enlazando una capa de átomos de sodio a la superficie de diamante. Esta capa de sodio mantendría una capa de hielo de unos 2 nanómetros de grosor a 37ºC (temperatura del cuerpo humano), proporcionando una “barrera” con respecto al diamante que es biológicamente compatible. De este modo, el hielo disminuiría los efectos negativos del diamante, ofreciendo una interfaz biocompatible de moléculas de agua.Los investigadores han llegado a su descubrimiento por medio de una simulación informática basada en “dinámica molecular”. En concreto, simularon el movimiento de átomos de agua sobre una superficie de sodio-diamante a diferentes temperaturas y durante largos períodos de tiempo. Los cálculos indican que la capa de hielo puede permanecer congelada a temperaturas elevadas gracias a las interacciones dipolo entre las moléculas de agua y la superficie.Según los autores del estudio la principal aplicación de este descubrimiento podría ser la elaboración de recubrimientos para implantes médicos de diamante, como las articulaciones protésicas, con el fin de hacerlos más biocompatibles. "La capa de hielo estabilizada por el diamante podría proteger los tejidos de la abrasión y evitar la coagulación de la sangre en la superficie de diamante", señala Wissner-Gross."La capacidad de crear una capa hidrofílica sobre un diamante duro o sustrato similar es un avance importante", señala David Martin, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Michigan y científico jefe de Biotectix, una empresa que fabrica recubrimientos poliméricos para dispositivos biomédicos. Sin embargo, Martin advierte que el nuevo método podría no resolver el principal problema de estos dispositivos, que es que las propiedades mecánicas de los implantes son incmpatibles con las de los tejidos biológicos blandos. "El recubrimiento de hielo será extremadamente fino y plano y su mecánica, vista por una célula, no será muy diferente de la del objeto sin recubrimiento", añadió. Para mas informacion: http://technology.newscientist.com/article.ns?id=dn12585&feedId=online-news_rss20
Eficientes celdas solares
Según un artículo publicado en ScienceDaily.com, un nuevo material, conocido como nano flakes, podría revolucionar la transformación de energía solar en electricidad. De ser así, incluso los hogares más modestos podrían utilizar la energía solar y ahorrar dinero en un futuro.Si las futuras celdas solares del investigador Martin Aagesen cumplen sus expectativas, tanto nuestra economía como el medioambiente se beneficiarán de su investigación. Menos de un 1% de la electricidad del mundo proviene del sol, debido a la dificultad de transformar la energía solar en electricidad, pero el descubrimiento de Martin Aagesen podría suponer un enorme avance de cara a impulsar el aprovechamiento de la energía solar."Creemos que los nano flakes tienen el potencial para convertir hasta un 30% de la energía solar en electricidad, es decir, el doble de lo que convertimos hoy en día", señala Martin Aagesen, Doctor del Nano-Science Center y el Niels Bohr Institute de la Universidad de Copenhagen. Durante el trabajo de su tesis de doctorado, Martin descubrió un nuevo material. "Descubrí una estructura cristalina perfecta. Es una visión muy extraña. A pesar de ser una estructura cristalina perfecta, pudimos observar que además absorbía toda la luz. Podría llegar a ser la célula solar perfecta", señala Aagesen. Para mayor informacion: Según un artículo publicado esta semana es ScienceDaily.com, un nuevo material, conocido como nano flakes, podría revolucionar la transformación de energía solar en electricidad. De ser así, incluso los hogares más modestos podrían utilizar la energía solar y ahorrar dinero en un futuro.Si las futuras células solares del investigador Martin Aagesen cumplen sus expectativas, tanto nuestra economía como el medioambiente se beneficiarán de su investigación. Menos de un 1% de la electricidad del mundo proviene del sol, debido a la dificultad de transformar la energía solar en electricidad, pero el descubrimiento de Martin Aagesen podría suponer un enorme avance de cara a impulsar el aprovechamiento de la energía solar."Creemos que los nano flakes tienen el potencial para convertir hasta un 30% de la energía solar en electricidad, es decir, el doble de lo que convertimos hoy en día", señala Martin Aagesen, Doctor del Nano-Science Center y el Niels Bohr Institute de la Universidad de Copenhagen. Durante el trabajo de su tesis de doctorado, Martin descubrió un nuevo material. "Descubrí una estructura cristalina perfecta. Es una visión muy extraña. A pesar de ser una estructura cristalina perfecta, pudimos observar que además absorbía toda la luz. Podría llegar a ser la célula solar perfecta", señala Aagesen. Para mayor informacion: http://www.sciencedaily.com/releases/2007/12/071218105420.htm
Transistores de nanotubos flexibles e imprimibles
Según un artículo publicado en physorg.com, científicos de la Universidad de Massachusetts Lowell y Brewer Science, Inc. han utilizado nanotubos de carbono como base para el desarrollo de transistores de lámina delgada de alta velocidad impresos en láminas de plástico flexibles. Su método puede permitir la impresión de circuitos electrónicos de gran superficie en casi cualquier sustrato flexible a un bajo coste y en cantidades industriales. Entre las aplicaciones de esta electrónica flexible se encuentran el papel electrónico, las etiquetas de identificación por radiofreciencia (RFID) para realizar seguimientos de bienes y personas, y las “pieles inteligentes”, materiales y recubrimientos que gracias a una serie de circuitos electrónicos pueden indicar cambios en la temperatura o la presión en aviones u otros aparatos. Los circuitos impresos en plástico no son algo nuevo. Numerosos investigadores han creado este tipo de circuitos a temperatura ambiente utilizando varios polímeros semiconductores, y muchos grupos de investigación de todo el planeta continúan trabajando para perfeccionar el proceso y el producto. No obstante, el problema de estos polímeros es que los electrones viajan demasiado despacio a través de ellos, lo cual limita la velocidad de los dispositivos a apenas unos kHz, señala el profesor de la UMass Lowell, Xuejun Lu. Esto es muy poco, teniendo en cuenta que los ordenadores modernos, por ejemplo, desarrollan velocidades de hasta más de un gigahertzio. Los investigadores estudiaron el uso de nanotubos de carbono como medio para obtener transistores de alta velocidad, logrando unos resultados muy prometedores. Sin embargo, uno de los métodos para depositar los nanotubos sobre el plástico que consiste en “cultivarlos” con calor, requiere unas temperaturas muy elevadas, de unos 900°C, lo cual supone un gran obstáculo para la fabricación de dispositivos electrónicos. Por otra parte, los transistores hechos de nanotubos de carbono individuales o láminas de nanotubos de carbono de baja densidad pueden transportar tan solo una pequeña cantidad de corriente, mientras que las láminas de alta densidad (de más de 1.000 nanotubos por micrómetro cuadrado) son mejores, pero la mayoría no disponen de la calidad suficiente, al contener “hollín” que recubre las paredes de los nanotubos y ralentiza el flujo de transporte. Para resolver estos problemas, Brewer Science, Inc. desarrolló una disolución de nanotubos de carbono de calidad electrónica. Los investigadores depositaron una diminuta gota de dicha disolución sobre una l´mina transparente de plástico a temperatura ambiente utilizando una jeringa, un método similar al de la impresión por inyección de tinta. “Nuestras disoluciones de calidad electrónica contienen nanotubos de carbono ultrapuros sin utilizar ningún surfactante y la movilidad de transporte de nuestro transistor impreso es mucho más elevada que la de dispositivos similares desarrollados por otros grupos: exhibe una velocidad de 312 megahertzios y puede transportar una corriente elevada”, señala el Dr. Xuliang Han, ingeniero de investigación senior de Brewer Science.
Para mas informacion: http://www.physorg.com/news119009155.html
Nano-medicina para detener tumores
Una nueva nanopartícula formulada para llevar un fármaco directamente a los vasos sanguíneos que alimentan los tumores podría ayudar a sortear los efectos secundarios asociados con la quimioterapia. Esta tecnología, desarrollada por investigadores de la Universidad de Washington, en Saint Louis, es la última innovación en el floreciente campo de la administración de fármacos dirigidos para el tratamiento del cáncer.Varios fármacos basados en nanopartículas han sido aprobados ya para combatir el cáncer y muchos otros están ya en la fase de ensayos clínicos con humanos. Pero estas llamadas estrategias "de primera generación" tienden a depender de mecanismos pasivos o que suceden de forma natural para dirigirse hacia los tumores. Las últimas iniciativas se han centrado en el diseño de sofisticados sistemas de nanoadministración multifunción, que se pueden adaptar para usarlos con múltiples fármacos y objetivos. El equipo de la Universidad de Washington se centró en un fármaco fúngico llamado fumagillin, que detiene la angiogénesis (o formación de nuevos vasos sanguíneos, un factor fundamental para el desarrollo de los tumores) bloqueando la proliferación de células endoteliales que revisten las paredes de los vasos sanguíneos. El Fumagillin es un potente agente quimioterapéutico, pero la dosis necesaria para eliminar los tumores con éxito causa unos efectos secundarios neurológicos intolerables. Se trata de un problema habitual de la quimioterapia, los fármacos suficientemente potentes como para eliminar los tumores son también lo suficientemente fuertes como para dañar el tejido sano, por lo que a menudo el tratamiento es tan peligroso como la enfermedad. Para dirigir el fumagillin directamente hacia los vasos sanguíneos que alimentan el desarrollo de un tumor, los investigadores adoptaron una plataforma de nanopartículas desarrollada, previamente, para la obtención de imágenes de los vasos sanguíneos. Las nanopartículas, de unos 250nm de diámetro, tienen unos centros de líquido inertes y una superficie grasa enlazada con dos tipos de moléculas (una para dirigirla y otra para la formación de imágenes). La molécula que la dirige está diseñada para encajar en una proteína presente en concentraciones elevadas en las células endoteliales que recubren las paredes de los nuevos vasos sanguíneos, mientras que la molécula de formación de imágenes es una sustancia metálica que aparece en una resonancia magnética. Para adaptar el sistema al tratamiento del cáncer, añadieron fumagillin a la cubierta grasa de las nanopartículas. Al inyectarlas en el torrente sanguíneo, las nanopartículas permanecen intactas, evitando que los tejidos sanos absorban su tóxica carga, pero cuando llegan a los vasos sanguíneos que alimentan el tumor, las moléculas que las dirigen se adhieren a la superficie de las proliferantes células endoteliales. Una vez fijadas, las cubiertas grasas de las partículas se fusionan con las membranas lipídicas de las células y liberan el fármaco y la molécula de formación de imágenes. Como se describe en un trabajo publicado recientemente en la revista FASEB, los investigadores utilizaron la resonancia magnética para obtener imágenes de los tumores en conejos antes del tratamiento y tres horas después. Luego, diseccionaron los tumores para confirmar su tamaño. Los conejos que recibieron las nanopartículas completas (con la molécula para dirigirlas, la molécula de formación y imágenes y el fármaco) mostraron los mejores resultados. Tras el tratamiento, sus tumores quedaron considerablemente más pequeños que los de los conejos a los que se administraron las nanopartículas sin la molécula para dirigirlas o sin el fumagillin. Al liberar la carga directamente en el tumor, las nanopartículas permitieron a los investigadores reducir la dosis de fumagillin en un factor de 1.000, de modo que ninguno de los ratones mostró ningún efecto secundario neurotóxico detectable.
para mas informacion http://www.technologyreview.com/Nanotech/20552/
Nanocubo de Pt abarata y eficienta las celdas de combustible de H
Un equipo dirigido por Shouheng Sun, profesor de química de Brown, ha resuelto un dilema similar al del cubo de Rubik pero utilizando platino, un metal precioso codiciado por su capacidad para potenciar una reacción química en las celdas de H. El equipo ha demostrado que dar al platino una forma de cubo mejora considerablemente su eficacia en una fase del funcionamiento de las celdas de H conocida como reacción de reducción del oxígeno. Los resultados de Sun se han publicado en línea en la revista Angewandte Chemie. El platino ayuda a reducir la barrera energéticaen la fase de oxidación de una pila de combustible. También resulta de utilidad en el otro extremo de la pila de combustible, conocida como cátodo. Ahí, se sabe que el platino ayuda en la reducción del oxígeno, un proceso en el que los electrones arrancados a los átomos de hidrógeno se unen a los átomos de oxígeno para crear una carga eléctrica. La reacción es importante porque sólo produce agua. Este subproducto (en lugar del dióxido de carbono que origina el calentamiento global) es una de las principales razones por las que las pilas de hidrógeno son un campo de investigación tentador tanto para los fabricantes de coches como para los políticos.Sin embargo, los científicos se han encontrado con dificultades a la hora de maximizar el potencial del platino en la reacción de reducción del oxígeno. Las barreras giran principalmente en torno a la forma y la superficie del área. Lo que Sun ha descubierto es que moldeando el platino en forma de cubo a nanoescala potencia su catálisis, es decir, impulsa la velocidad de una reacción química. “Por primera vez, podemos controlar la morfología de la partícula para hacerla más similar a un cubo”, señaló Sun. “Anteriormente se tenía un control muy limitado sobre este proceso. Ahora hemos demostrado que se puede hacer de forma uniforme y coherente”.Durante sus experimentos, Sun, junto con el estudiante de postgrado Chao Wang e ingenieros de la empresa japonesa Hitachi Maxwell Ltd., crearon formas cúbicas y poliédricas de diferentes tamaños añadiendo acetilacetonato de platino (Pt(acac)2) y cantidades traza de pentacarbonilo de hierro (Fe(CO)5) en rangos de temperatura específicos.. El equipo observó que los cubos eran más eficaces como catalizadores, debido en gran parte a su estructura de superficie y su resistencia a ser absorbidos por el sulfato en la disolución de la pila de combustible.El próximo paso, según Sun, será construir una pila de combustible con una membrana electrolítica polimérica y en ella probar los nanocubos de platino como catalizadores.
Mas informacion en http://www.sciencedaily.com/releases/2008/04/080418090427.htm
Posible alternativo al petroleo
Según un artículo publicado en la versión en línea de NewScientist, un nuevo método para fabricar plásticos a partir de azúcar podría ayudar a reducir la dependencia que todos los países tienen del petróleo. La técnica, publicada en su versión íntegra en la revista Science (vol. 312, pág. 1933), permitiría a la industria elaborar plásticos a partir de jarabe de glucosa rico en fructosa (HFCS) u otros materiales vegetales.Empresas y organizaciones de investigación de todo el mundo están experimentando con plásticos basados en vegetales en una apuesta por reducir las emisiones de dióxido de carbono y el uso de petróleo a medida que las reservas de éste último disminuyen. Y un grupo de investigadores, dirigido por el ingeniero químico James Dumesic, de la Universidad de Wisconsin, Madison, ha desarrollado un modo eficaz de convertir la fructosa en un precursor de polímero. Los investigadores se interesaron por una sustancia química llamada 5-Hidroximetilfurfural (HMF), que se puede convertir fácilmente en ácido 2-furancarboxílico (FDCA). Su estructura es similar a la de un precursor, basado en el petróleo, del tipo de plástico utilizado habitualmente en las botellas plásticas.Hasta ahora había resultado difícil y caro obtener HMF en cantidad, debido a que éste, a medida que se iba produciendo, reaccionaba con la fructosa que quedaba en la solución y producía un residuo inútil. Sin embargo, este grupo de investigadores “deshidrataron” la fructosa añadiendo un ácido para eliminar las moléculas de agua y, a continuación, para evitar que el HMF recién formado reaccionase con la fructosa restante, añadieron un disolvente, que se enlaza al HMF y flota sobre el agua, evitando que éste entre en contacto con la fructosa restante. También se añadieron otras sustancias químicas para evitar reacciones secundarias problemáticas.El resultado fue una reacción que convirtió el 90% de la fructosa en una disolución de HMF. Una vez completada la reacción, se forzó la evaporación del disolvente, obteniendo el HMF para convertirlo en plástico.
miércoles, 7 de mayo de 2008
Evento de Comercialización de Nanotecnología en México
Me envío esta información un colega suyo (Aldo R. Cabello, estudiante de Nano) y creo que es bueno compartirlo:
Esto lo enconcontre hace poco para hacer mi tarea y me parece algo muy importante para todo estudiante con gustos afines a la nanotecnologia y/o estudios.
Se va a realizar por primera vez este congreso tan importante en nuestro pais luego de ya varios años tener sedes por diversas ciudades del mundo.
La fundacion ofrece becas y empleos para futuros profesionistas; me parece muy interesante la posibilidad de asistir. Ojala le agrade, la pagina es: http://www.mancef.org/ y http://mancef-coms2008.org/
Sin mas por el momento.
Aldo R. Cabello
Saludos.
lunes, 5 de mayo de 2008
Respuestas a Preguntas de METALES NANOESTRUCTURADOS
Ok, aquí todas las preguntas contestadas con respecto a mi exposición, cabe mencionarles que muchas de sus preguntas fueron referidas a los materiales nanoestructurados en general pero mi tema habló exclusivamente sobre Metales Nanoestructurados, sin embargo he tratado de responderles a todos aun cuando las preguntas no se refieren a metales n_n
-¿Qué tan costosas son las técnicas para hacer materiales nanoestructurados?
Las cantidades producidas son limitadas, y se está aún lejos de optimizaciones y de posibles economías de escala. Los costos son, por lo tanto y por ahora, elevados.Existe sin embargo un elevado potencial de optimización de los procesos que debería aprovecharse actuando de manera integrada según dos directivas principales:- La investigación de los procesos buscando, en particular, simplificar las tecnologías productivas y los métodos de observación y control, favoreciendo además las economías de escala, y- El desarrollo de las aplicaciones, también para facilitar las economías de escala, mediante acciones eficaces de promoción y de asistencia al usuario potencial en las operaciones necesarias para el empleo seguro y económico de los productos nanoestructurados (proyectos, procesos intermedios y finales, controles, verificaciones).
- ¿Cuàles son los metales más usados?
Oro, Plata, Platino, Tungsteno, Cobre, Zinc, entre otros.
- ¿Es factible que metales nanoestructurados sustituyan en aplicaciones de otros metales?
Claro! El hecho de poder manipular sus propiedades hace a los metales nanoestructurados adecuados para sustituir funciones que ahora desempeñan metales convencionales y que poseen cortos periodos de vida material.
- ¿Què materiales nanoestructurados ya son comerciales?
Pigmentos, colorantes, barnices y tintas. El uso de nano partículas llevaría a notables mejoras en la calidad en las industrias textiles, del vestido, impresiones gráficas y películas fotográficas.
Cosméticos. Los pigmentos a base de nanopolvos desarrollados por varias empresas , presentan una elevada capacidad de absorción de rayos ultravioletas, lo que los hace ventajosos para las cremas protectoras
Pastas abrasivas. Las pastas basadas en nanopartículas resultan ventajosas para pulir superficies que requieren una planaridad rigurosa y una terminación de altísima calidad (por ejemplo las obleas de silicio usadas en la industria electrónica
Farmacología. Los fármacos bajo formas de nanopolvos hacen posible la utilización de sustanciasde baja solubilidad, duplicando así los productos químicos disponibles en el campo farmacológico. Además, el uso de nanopartículas permitiría acciones puntuales, en particular sobre los tumores, impracticables con partículas más grandes.
Piezas monolíticas. Obtenidas mediante la compactación de nanopolvos, he mencionado ya algunos ejemplos de propiedades singulares como la resistencia mecánica más elevada en materiales metálicos dentro de mi exposición.
Los llamados "metales duros", utilizados desde hace mucho tiempo en las máquinas herramientas para el trabajado mecánico, están constituidos por integración de partículas.
- ¿Tendrà algun uso el material con granos demasiados pequeños?
Sí ya que podemos controlar según el tamaño de los granos las propiedades que brinda el material, si poseemos un 70 % de nano granos y un 30% de microgramos es posible conformar un material muy duro, en cambio si hacemos un material con sus granos a tamaño nanométrico aproximadamente de 10 nm este será superclásico a temperaturas no muy elevadas para creación de piezas muy complejas, entonces según las propiedades que se desean se puede controlar el támaños de los granos.
- ¿Còmo se producen las nanoparticulas?
Por técnicas generalmente Top Down, es decir… a partir de un material macroscópico, se irradia con energía para generar depósitos de nanopolvos o nanopartículas, una técnica muy usada para ellos es la ablación láser o también por síntesis química influida por pH.
- ¿Es posible sustituir el silicio por metal en la fotonica?
Posiblemente no sustituirlo completamente, sin embargo se pueden aprovechar algunas propiedades de los metales a escalas tan pequeñas como el llamado Plasmón Superficial para hacer mas eficientes algunos procesos de transmisión de datos debido a que la luz viaja mucho más rápido que los electrones.
- ¿El efecto Hall-Pech inverso se puede deber a interacciones electrostáticas?
Aun no se encuentra la razón real de esta inversión del efecto Hall-Petch, se cree que la deformación deja de ser interfacial y comienza a ser intergranular permitiendo a los granos resbalar entre ellos, y a escalas tan pequeñas es posible que las interacciones electrostáticas entre granos sea una razón del resbalamiento y que a su vez dichas interacciones dificultan un deslizamiento que propicie el quebrantamiento de este.
- ¿Què arreglos funcionales se pueden sacar con las formas regulares?
Las formas regulares ó simétricas de las nanopartículas se dan sólo a un número determinado de átomos, las formas simétricas usualmente encontradas en nanopartículas de unos cuantos átomos son las siguientes:
Octaedro truncado.
Cubo octaedro.
Tetrakaidecaedro
Bipirámide pentagonal
Decaedro de ino
Decaedro de Marx
Icosaedro
Y las Amorfas que no poseen simetría visible, generalmente la forma que adquiere la nano partícula, ayuda a saber cuántos átomo tiene, y de esta forma saber su tamaño aproximado, y con esta información idear una aplicación factible, por ejemplo algunos tamaños específicos de nanopartículas sirven de catalizadores para algunos procesos químicos.
- ¿Los materiales nanoestructurados que pueden llevar aparte de granos y nanoparticulas?
Dentro de los METALES, pueden ser, nanopartículas, nanoestructura de granos, recubrimientos delgados, inclusive suspensiones coloidales, en realidad para los materiales en general si poseen alguna de sus dimensiones menor a 100nm ya se considera un material nanoestructurado.
- ¿Cuàntos tipos de materiales nanoestructurados hay?
Todo material que posee alguna de sus 3 dimensiones en un tamaño menor o igual a 100nm se considera nanoestructurado, dentro de los METALES nanoestructurados es posible encontrar:
Nanoestructura de granos (piezas consolidadas).
Clústers y nanopartículas.
Capas delgadas.
Nano polvos.
Catalizadores (entre ellos las nanoparticulas)
Sin mencionar todos los materiales utilizados como sensores, capilares, adherentes, polímeros conductores etc. que no pertenecieron a mi tema.
- ¿Què materiales son los más beneficiados con la nanotecnología?
Los materiales son muchos, la mejora de las propiedades en cerámicas, metales, polímeros, y la posible mezcla entre sus propiedades… sin embargo el objetivo hoy en día es crear nuevos materiales desde sus estructuras atómicas y moleculares que permitan obtener propiedades macroscópicas que los materiales encontrados en la naturaleza no proporcionen, la ciencia de los materiales entonces se encarga de mejorar y crear nuevos.
- ¿Cuàl es la diferencia entre un àtomo y un clúster de varios átomos?
El átomo individual es la mínima unidad con peso atómico, número atómico, constituidos por protones, electrones y neutrones como todos sabemos, sin embargo el átomo individual es difícilmente aislable ya que las unidades más pequeñas en los elementos metálicos a condiciones de nuestro planeta aparecen en pequeños clústers de varios átomos, esto debido al principio de mínima energía el cual dice que los clústers son pequeñas conformaciones que van desde unos cuantos átomos unidos hasta nanopartículas de poco más de 100 nm debido a que buscan su estabilidad energética en formas definidas y aislables.
-¿Qué tan costosas son las técnicas para hacer materiales nanoestructurados?
Las cantidades producidas son limitadas, y se está aún lejos de optimizaciones y de posibles economías de escala. Los costos son, por lo tanto y por ahora, elevados.Existe sin embargo un elevado potencial de optimización de los procesos que debería aprovecharse actuando de manera integrada según dos directivas principales:- La investigación de los procesos buscando, en particular, simplificar las tecnologías productivas y los métodos de observación y control, favoreciendo además las economías de escala, y- El desarrollo de las aplicaciones, también para facilitar las economías de escala, mediante acciones eficaces de promoción y de asistencia al usuario potencial en las operaciones necesarias para el empleo seguro y económico de los productos nanoestructurados (proyectos, procesos intermedios y finales, controles, verificaciones).
- ¿Cuàles son los metales más usados?
Oro, Plata, Platino, Tungsteno, Cobre, Zinc, entre otros.
- ¿Es factible que metales nanoestructurados sustituyan en aplicaciones de otros metales?
Claro! El hecho de poder manipular sus propiedades hace a los metales nanoestructurados adecuados para sustituir funciones que ahora desempeñan metales convencionales y que poseen cortos periodos de vida material.
- ¿Què materiales nanoestructurados ya son comerciales?
Pigmentos, colorantes, barnices y tintas. El uso de nano partículas llevaría a notables mejoras en la calidad en las industrias textiles, del vestido, impresiones gráficas y películas fotográficas.
Cosméticos. Los pigmentos a base de nanopolvos desarrollados por varias empresas , presentan una elevada capacidad de absorción de rayos ultravioletas, lo que los hace ventajosos para las cremas protectoras
Pastas abrasivas. Las pastas basadas en nanopartículas resultan ventajosas para pulir superficies que requieren una planaridad rigurosa y una terminación de altísima calidad (por ejemplo las obleas de silicio usadas en la industria electrónica
Farmacología. Los fármacos bajo formas de nanopolvos hacen posible la utilización de sustanciasde baja solubilidad, duplicando así los productos químicos disponibles en el campo farmacológico. Además, el uso de nanopartículas permitiría acciones puntuales, en particular sobre los tumores, impracticables con partículas más grandes.
Piezas monolíticas. Obtenidas mediante la compactación de nanopolvos, he mencionado ya algunos ejemplos de propiedades singulares como la resistencia mecánica más elevada en materiales metálicos dentro de mi exposición.
Los llamados "metales duros", utilizados desde hace mucho tiempo en las máquinas herramientas para el trabajado mecánico, están constituidos por integración de partículas.
- ¿Tendrà algun uso el material con granos demasiados pequeños?
Sí ya que podemos controlar según el tamaño de los granos las propiedades que brinda el material, si poseemos un 70 % de nano granos y un 30% de microgramos es posible conformar un material muy duro, en cambio si hacemos un material con sus granos a tamaño nanométrico aproximadamente de 10 nm este será superclásico a temperaturas no muy elevadas para creación de piezas muy complejas, entonces según las propiedades que se desean se puede controlar el támaños de los granos.
- ¿Còmo se producen las nanoparticulas?
Por técnicas generalmente Top Down, es decir… a partir de un material macroscópico, se irradia con energía para generar depósitos de nanopolvos o nanopartículas, una técnica muy usada para ellos es la ablación láser o también por síntesis química influida por pH.
- ¿Es posible sustituir el silicio por metal en la fotonica?
Posiblemente no sustituirlo completamente, sin embargo se pueden aprovechar algunas propiedades de los metales a escalas tan pequeñas como el llamado Plasmón Superficial para hacer mas eficientes algunos procesos de transmisión de datos debido a que la luz viaja mucho más rápido que los electrones.
- ¿El efecto Hall-Pech inverso se puede deber a interacciones electrostáticas?
Aun no se encuentra la razón real de esta inversión del efecto Hall-Petch, se cree que la deformación deja de ser interfacial y comienza a ser intergranular permitiendo a los granos resbalar entre ellos, y a escalas tan pequeñas es posible que las interacciones electrostáticas entre granos sea una razón del resbalamiento y que a su vez dichas interacciones dificultan un deslizamiento que propicie el quebrantamiento de este.
- ¿Què arreglos funcionales se pueden sacar con las formas regulares?
Las formas regulares ó simétricas de las nanopartículas se dan sólo a un número determinado de átomos, las formas simétricas usualmente encontradas en nanopartículas de unos cuantos átomos son las siguientes:
Octaedro truncado.
Cubo octaedro.
Tetrakaidecaedro
Bipirámide pentagonal
Decaedro de ino
Decaedro de Marx
Icosaedro
Y las Amorfas que no poseen simetría visible, generalmente la forma que adquiere la nano partícula, ayuda a saber cuántos átomo tiene, y de esta forma saber su tamaño aproximado, y con esta información idear una aplicación factible, por ejemplo algunos tamaños específicos de nanopartículas sirven de catalizadores para algunos procesos químicos.
- ¿Los materiales nanoestructurados que pueden llevar aparte de granos y nanoparticulas?
Dentro de los METALES, pueden ser, nanopartículas, nanoestructura de granos, recubrimientos delgados, inclusive suspensiones coloidales, en realidad para los materiales en general si poseen alguna de sus dimensiones menor a 100nm ya se considera un material nanoestructurado.
- ¿Cuàntos tipos de materiales nanoestructurados hay?
Todo material que posee alguna de sus 3 dimensiones en un tamaño menor o igual a 100nm se considera nanoestructurado, dentro de los METALES nanoestructurados es posible encontrar:
Nanoestructura de granos (piezas consolidadas).
Clústers y nanopartículas.
Capas delgadas.
Nano polvos.
Catalizadores (entre ellos las nanoparticulas)
Sin mencionar todos los materiales utilizados como sensores, capilares, adherentes, polímeros conductores etc. que no pertenecieron a mi tema.
- ¿Què materiales son los más beneficiados con la nanotecnología?
Los materiales son muchos, la mejora de las propiedades en cerámicas, metales, polímeros, y la posible mezcla entre sus propiedades… sin embargo el objetivo hoy en día es crear nuevos materiales desde sus estructuras atómicas y moleculares que permitan obtener propiedades macroscópicas que los materiales encontrados en la naturaleza no proporcionen, la ciencia de los materiales entonces se encarga de mejorar y crear nuevos.
- ¿Cuàl es la diferencia entre un àtomo y un clúster de varios átomos?
El átomo individual es la mínima unidad con peso atómico, número atómico, constituidos por protones, electrones y neutrones como todos sabemos, sin embargo el átomo individual es difícilmente aislable ya que las unidades más pequeñas en los elementos metálicos a condiciones de nuestro planeta aparecen en pequeños clústers de varios átomos, esto debido al principio de mínima energía el cual dice que los clústers son pequeñas conformaciones que van desde unos cuantos átomos unidos hasta nanopartículas de poco más de 100 nm debido a que buscan su estabilidad energética en formas definidas y aislables.
domingo, 4 de mayo de 2008
Respuestas de mi tema: Polímeros biodegradables para el soporte de tejidos y orgános
¿Què nuevos materiales se usan actualmente?
Los polifofoésteres y polifofacenos están sindo estudiados recientemente para aplicaciones de ingeniería tisular, al igual que los hidrogeles debido a su habilidad para llenar irregularidades presentes en los tejidos. Ejemplos de estos últimos son el polietilenglicol pero presenta la desventaja de no ser tan degradable por lo que se está tratando de formar copolimeros con PLA y PGA. También se está usando PPF (poli(propilen fumarate)) y polímeros derivados de la tirosina. Además materiales como nanocomposites que son materiales orgánicos-inorgánicos que se componene de polímeros sintéticos o macromoléculas naturales tales como la nano hidroxiapatita.
Uno de los isómeros D o L es tóxico, ¿por qué se usa en materiales biocompatibles?
El isómero que se usa como material para soporte de tejidos es el L pero también se usa la mezcla racémica DL. Sólo el isómero L es asimilable por el cuerpo humano y aunque no hay evidencia de que el isómero D sea tóxico no se usa como material biocompatible.
Uno de los isómeros D o L es tóxico, ¿por qué se usa en materiales biocompatibles?
El isómero que se usa como material para soporte de tejidos es el L pero también se usa la mezcla racémica DL. Sólo el isómero L es asimilable por el cuerpo humano y aunque no hay evidencia de que el isómero D sea tóxico no se usa como material biocompatible.
Se pueden utilizar para cirugías no invasivas?
Generalmente una cirugía hecha sobre tejidos dañados siempre implica el uso de otros materiales tales como implantes metálicos o cerámicos además de que requiere ciertos cuidados especiales, corriendo el riego de dañar otras partes del cuerpo. Precisamente una de las ventajas del uso de los polímeros biodegradables es que no transfieren la carga adicional sobre el área dañada permitiendo así la reparación de los tejidos y eliminando la necesidad de una segunda operación para retirar el implante. El PLA por ejemplo es actualmente utilizado en aplicaciones que no requieran altas prestaciones mecánicas como clavos para la unión de ligamentos y reparación de meniscos, suturas, tornillos y clavos para la fijación de fracturas y cirugía maxilofacial, liberación de fármacos y stents para cirugía cardiovascular.
Cuànto tarda el cuerpo en eliminarlas por completo?
Polímero Tiempo de eliminación (meses)
Poliácido D-Láctico 12-16
Poliácido L-Láctico 18-24
Copolímero de ácido glicólico y láctico 6-12
Policaprolactona 18-24
Poliglicol 2-4
Polihidroxibutirato 18-24
Poliésteres de fosfato 12-24
Poliortoésteres 12-24
Polianhidridos de alcanos 0.2-4
Polianchidridos aromáticos 6-12
Gelatina 0.2-1
Celulosa oxidada 0.2-1
Colágeno 0.2-1
Pseudopoliaminoácidos 2-24
Poliiminocarbonatos 4-12
Polifosfacenos 6-18
Polipropilenfumarato 12-24
Còmo se sintetizan los polimeros biodegradables?
El poli (ácido glicólico) PGA se puede sintetizar por policondensación del ácido glicólico. EL PGA de elevado peso molecular se puede obtener mediante la polimerización de apertura de anillo del derivado dímero cíclico del ácido glicólico.
Por su parte el PLA puede ser sintetizado directamente en ácido poliláctico, pero se puede alcanzar un mayor peso molecular si primero se transforma el ácido en un diester cíclico conocido como “polilactide”. Generalmente se lleva a cabo la polimerización por apertura de anillo del diester cíclico. Diferentes compuestos metálicos, organometálicos e inorgánicos de Zn y estaño han sido usados como iniciadores.
En caso de un mal uso de estos polímeros en el cuerpo, ¿Existen métodos para combatir la toxicidad o mal funcionamiento del polímero?
Antes de implantar un polímero biodegradable se realizan diversas pruebas de toxicidad así que por esa parte no habría problema. Y en muy pocos casos se ha reportado efectos negativos en el uso de polímeros biodegradables, de cualquier forma el cuerpo los ataca favoreciendo su degradación.
Como se controla el tiempo que tarda en biodegradarse el polimero?
La degradación dependerá de diversos factores tales como:
Permeabilidad al agua y solubilidad, lugar de implantación, esterilización, peso molecular, Aditivos, factores químico-fisicos, tipos de enlaces, mecanismo de hidrólisis (no catalítico, auto-catalítico, enzimático), morfología (amorfa, cristalina), dimensiones (tamaño, forma, superficie, volumen).
A que se debe que estos polimeros sean biodegradables?
La degradación se debe a la presencia de enlaces que son inestables cuando son sometidos a ciertos factores externos tales como la hidrólisis. Los grupos funcionales con esta característica comúnmente son los esters, anhídridos, ortoesteres y amidas.
Es posible utilizarlos en lugar de polímeros convencionales y disminuir la contaminación?
El uso de los polímeros biodegradables mencionados para el soporte de tejidos se enfoca en aplicaciones médicas. Sin embargo existen otro tipo de polímeros degradables que son derivados de la misma familia de poliésteres usados actualmente en otras áreas de la industria de empacamiento y envasado. Por ejemplo, los poliésteres basados en dioles y diácidos tales como el BIONOLLE® son usados para la creación de bolsas de basura y compostaje, envases para cosméticos y alimentos. Derivados del alcohol polivinílco PVA también es usado en biomedicina por su degradabilidad pero también ha sido usado por empresas como Du Pont que comercializa PVA con el nombre de ELVANOL ® mismo que posee propiedades emulsificantes, de adhesión y formación de fibras.
Que es lo que los hace biocompatibles?
En cuanto a la forma que deben adoptar para poder ser implantados dentro del cuerpo, lo polímeros biodegrables presentan la ventaja de ser fácilmente moldeables y por la tanto la biocompatibilidad aumenta.
Todos los órganos pueden ser reparados o reemplazados con materiales biocompatibles?
Sólo pueden ser usados en implantes sobre tejidos suaves de sistemas como el cardiovascular, respiratorio, digestivo, genitourinario y el nervioso.
La degradaciòn por enzimas, son enzimas del cuerpo, se insertan o solo con actividad localizada?
Normalmente los enzimas se difunden con relativa facilidad a través de las paredes y se adhieren a la superficie del implante polimérico. Enzimas como A-carboxipeptidasa, y otras hidrolasas, esterasas y peptidasas aceleran elproceso degradativo en la superficie del polímero. Debe considerarse que su efecto es sólo superficial, ya que el volumen molecular de los enzimas no permite que se difundan al interior del implante a no ser que su morfología sea muy porosa.
Requieren complementación con medicamentos, el reemplazo con un tejido sintético?
Generalmente, cuando se ha realizado el implante de un polímero biodegradable se requiere de un seguimiento médico posterior pero no necesariamente se requiere de un determinado medicamento.
Generalmente una cirugía hecha sobre tejidos dañados siempre implica el uso de otros materiales tales como implantes metálicos o cerámicos además de que requiere ciertos cuidados especiales, corriendo el riego de dañar otras partes del cuerpo. Precisamente una de las ventajas del uso de los polímeros biodegradables es que no transfieren la carga adicional sobre el área dañada permitiendo así la reparación de los tejidos y eliminando la necesidad de una segunda operación para retirar el implante. El PLA por ejemplo es actualmente utilizado en aplicaciones que no requieran altas prestaciones mecánicas como clavos para la unión de ligamentos y reparación de meniscos, suturas, tornillos y clavos para la fijación de fracturas y cirugía maxilofacial, liberación de fármacos y stents para cirugía cardiovascular.
Cuànto tarda el cuerpo en eliminarlas por completo?
Polímero Tiempo de eliminación (meses)
Poliácido D-Láctico 12-16
Poliácido L-Láctico 18-24
Copolímero de ácido glicólico y láctico 6-12
Policaprolactona 18-24
Poliglicol 2-4
Polihidroxibutirato 18-24
Poliésteres de fosfato 12-24
Poliortoésteres 12-24
Polianhidridos de alcanos 0.2-4
Polianchidridos aromáticos 6-12
Gelatina 0.2-1
Celulosa oxidada 0.2-1
Colágeno 0.2-1
Pseudopoliaminoácidos 2-24
Poliiminocarbonatos 4-12
Polifosfacenos 6-18
Polipropilenfumarato 12-24
Còmo se sintetizan los polimeros biodegradables?
El poli (ácido glicólico) PGA se puede sintetizar por policondensación del ácido glicólico. EL PGA de elevado peso molecular se puede obtener mediante la polimerización de apertura de anillo del derivado dímero cíclico del ácido glicólico.
Por su parte el PLA puede ser sintetizado directamente en ácido poliláctico, pero se puede alcanzar un mayor peso molecular si primero se transforma el ácido en un diester cíclico conocido como “polilactide”. Generalmente se lleva a cabo la polimerización por apertura de anillo del diester cíclico. Diferentes compuestos metálicos, organometálicos e inorgánicos de Zn y estaño han sido usados como iniciadores.
En caso de un mal uso de estos polímeros en el cuerpo, ¿Existen métodos para combatir la toxicidad o mal funcionamiento del polímero?
Antes de implantar un polímero biodegradable se realizan diversas pruebas de toxicidad así que por esa parte no habría problema. Y en muy pocos casos se ha reportado efectos negativos en el uso de polímeros biodegradables, de cualquier forma el cuerpo los ataca favoreciendo su degradación.
Como se controla el tiempo que tarda en biodegradarse el polimero?
La degradación dependerá de diversos factores tales como:
Permeabilidad al agua y solubilidad, lugar de implantación, esterilización, peso molecular, Aditivos, factores químico-fisicos, tipos de enlaces, mecanismo de hidrólisis (no catalítico, auto-catalítico, enzimático), morfología (amorfa, cristalina), dimensiones (tamaño, forma, superficie, volumen).
A que se debe que estos polimeros sean biodegradables?
La degradación se debe a la presencia de enlaces que son inestables cuando son sometidos a ciertos factores externos tales como la hidrólisis. Los grupos funcionales con esta característica comúnmente son los esters, anhídridos, ortoesteres y amidas.
Es posible utilizarlos en lugar de polímeros convencionales y disminuir la contaminación?
El uso de los polímeros biodegradables mencionados para el soporte de tejidos se enfoca en aplicaciones médicas. Sin embargo existen otro tipo de polímeros degradables que son derivados de la misma familia de poliésteres usados actualmente en otras áreas de la industria de empacamiento y envasado. Por ejemplo, los poliésteres basados en dioles y diácidos tales como el BIONOLLE® son usados para la creación de bolsas de basura y compostaje, envases para cosméticos y alimentos. Derivados del alcohol polivinílco PVA también es usado en biomedicina por su degradabilidad pero también ha sido usado por empresas como Du Pont que comercializa PVA con el nombre de ELVANOL ® mismo que posee propiedades emulsificantes, de adhesión y formación de fibras.
Que es lo que los hace biocompatibles?
En cuanto a la forma que deben adoptar para poder ser implantados dentro del cuerpo, lo polímeros biodegrables presentan la ventaja de ser fácilmente moldeables y por la tanto la biocompatibilidad aumenta.
Todos los órganos pueden ser reparados o reemplazados con materiales biocompatibles?
Sólo pueden ser usados en implantes sobre tejidos suaves de sistemas como el cardiovascular, respiratorio, digestivo, genitourinario y el nervioso.
La degradaciòn por enzimas, son enzimas del cuerpo, se insertan o solo con actividad localizada?
Normalmente los enzimas se difunden con relativa facilidad a través de las paredes y se adhieren a la superficie del implante polimérico. Enzimas como A-carboxipeptidasa, y otras hidrolasas, esterasas y peptidasas aceleran elproceso degradativo en la superficie del polímero. Debe considerarse que su efecto es sólo superficial, ya que el volumen molecular de los enzimas no permite que se difundan al interior del implante a no ser que su morfología sea muy porosa.
Requieren complementación con medicamentos, el reemplazo con un tejido sintético?
Generalmente, cuando se ha realizado el implante de un polímero biodegradable se requiere de un seguimiento médico posterior pero no necesariamente se requiere de un determinado medicamento.
Desde cuando empezaron a utilizarse
Fue hasta la Segunda Guerra Mundial que se produce un rápido avance en la ciencia de los polímeros, principalmente enfocado a las aplicaciones médicas. El poli (metilmetacrilato) (PMMA) fue uno de los primeros polímeros utilizados como material biomédico, aplicándose como material para reparar la córnea humana. Los primeros polímeros degradables desarrollados y los más comúnmente utilizados son los obtenidos a partir del ácido poliglicólico (PGA) y del ácido poliláctico (PLA), los cuales han encontrado una multitud de usos en la industria médica, comenzando con las suturas biodegradables que fueron aprobadas en 1960.
Cuanta investigación se requiere para llevar esta tecnología a todos?
Según lo que me aclaraste Robert, tu pregunta se refiere a qué es lo que se tiene que hacer para que el uso de polímeros biodegradables sea confiable, pero como ya lo explicó Josué, se deben hacer un determinado número de pruebas de toxicidad, así como los efectos inflamatorios e inmunógenos. El tiempo que se tardan en hacer las pruebas no lo encontré.
Fue hasta la Segunda Guerra Mundial que se produce un rápido avance en la ciencia de los polímeros, principalmente enfocado a las aplicaciones médicas. El poli (metilmetacrilato) (PMMA) fue uno de los primeros polímeros utilizados como material biomédico, aplicándose como material para reparar la córnea humana. Los primeros polímeros degradables desarrollados y los más comúnmente utilizados son los obtenidos a partir del ácido poliglicólico (PGA) y del ácido poliláctico (PLA), los cuales han encontrado una multitud de usos en la industria médica, comenzando con las suturas biodegradables que fueron aprobadas en 1960.
Cuanta investigación se requiere para llevar esta tecnología a todos?
Según lo que me aclaraste Robert, tu pregunta se refiere a qué es lo que se tiene que hacer para que el uso de polímeros biodegradables sea confiable, pero como ya lo explicó Josué, se deben hacer un determinado número de pruebas de toxicidad, así como los efectos inflamatorios e inmunógenos. El tiempo que se tardan en hacer las pruebas no lo encontré.
¿Cómo controlamos el tiempo de vida de los materiales degradables?
(Explicado anteriomente)
(Explicado anteriomente)
¿Cómo se mide la biocompatibilidad?
Con respecto a las pruebas de biocompatibilidad como la de citotoxicidad que es una de las pruebas más comúnmente usadas en evaluaciones in vitro para medir biocompatibilidad.
1° Se investiga el material utilizando una serie de ensayos de citotoxicidad in vitro.
2° Se determina que el material no es citotóxico in vivo, por medio de su implantación en el tejido subcutáneo o el músculo y se evalúa la reacción tisular local.
3° La reacción in vivo del tejido blanco versus el material de prueba se debe evaluar en sujetos humanos o animales (30). Los resultados de las pruebas de citotoxicidad in vitro pueden no correlacionarse altamente con los obtenidos in vivo. Sin embargo, se puede asegurar que, si un material de prueba induce constantemente una fuerte reacción citotóxica en las pruebas de cultivo celular, es muy probable que también ejerza toxicidad en el tejido vivo.
Con respecto a las pruebas de biocompatibilidad como la de citotoxicidad que es una de las pruebas más comúnmente usadas en evaluaciones in vitro para medir biocompatibilidad.
1° Se investiga el material utilizando una serie de ensayos de citotoxicidad in vitro.
2° Se determina que el material no es citotóxico in vivo, por medio de su implantación en el tejido subcutáneo o el músculo y se evalúa la reacción tisular local.
3° La reacción in vivo del tejido blanco versus el material de prueba se debe evaluar en sujetos humanos o animales (30). Los resultados de las pruebas de citotoxicidad in vitro pueden no correlacionarse altamente con los obtenidos in vivo. Sin embargo, se puede asegurar que, si un material de prueba induce constantemente una fuerte reacción citotóxica en las pruebas de cultivo celular, es muy probable que también ejerza toxicidad en el tejido vivo.
jueves, 1 de mayo de 2008
LA NANOTECNOLOGÍA Y EL DEPORTE
Los últimos avances en la investigación sobre nanotecnología podrán afectar de forma importante el mundo del deporte. Según un artículo en USA TODAY, la empresa NanoDynamics proyecta vender una pelota de golf que promete reducir de forma dramática los giros y movimientos a los que puedan estar sujetas las pelotas durante un partido de golf. La empresa dice que ha descubierto cómo alterar los materiales en una pelota de golf a nivel molecular para que el peso dentro se mueva menos mientras gira la pelota. Cuánto menos se mueva, más recto va la pelota.
"Se trata de controlar a través de la Física cómo se gira la pelota" según el consejero delegado de NanoDynamics, Keith Blakely.
Desde hace tiempo los avances tecnológicos influyen en el deporte. En cascos de bicicleta, ropa deportiva. Un ejemplo de cómo los avances científicos pueden influir en el deporte es el ténis. Hasta hace unas décadas, las raquetas de ténis estaban hechas de madera. En los años ochenta las mejores raquetas se fabricaban con grafito. Conforme los materiales se hacían más firmes y más ligeros, en el juego empezaba a predominar la velocidad y los saques potentes.
Ahora parece que la nanotecnología empieza a afectar a los deportes. Hasta el momento en el mercado hay pocos productos deportivos hechos con técnicas de la nanotecnología. Una empresa japonesa fabrica una pelota de bolos a la que no le afectan los imperfectos de la superificie y que se queda en el centro de la pista. La empresa Wilson utiliza la nanotecnología para fabricar pelotas de ténis que tardan mucho más en desinflarse, y varias empresas están desarrollando palos de golf fabricados con nanotecnogía.
Se prevé que a partir de ahora la nanotecnología empezará a tener un impacto muy significativo en muchos deportes porque a través de avances nanotecnológicos es posible de fabricar productos deportivos más fuertes y más ligeros que nunca.
"Se trata de controlar a través de la Física cómo se gira la pelota" según el consejero delegado de NanoDynamics, Keith Blakely.
Desde hace tiempo los avances tecnológicos influyen en el deporte. En cascos de bicicleta, ropa deportiva. Un ejemplo de cómo los avances científicos pueden influir en el deporte es el ténis. Hasta hace unas décadas, las raquetas de ténis estaban hechas de madera. En los años ochenta las mejores raquetas se fabricaban con grafito. Conforme los materiales se hacían más firmes y más ligeros, en el juego empezaba a predominar la velocidad y los saques potentes.
Ahora parece que la nanotecnología empieza a afectar a los deportes. Hasta el momento en el mercado hay pocos productos deportivos hechos con técnicas de la nanotecnología. Una empresa japonesa fabrica una pelota de bolos a la que no le afectan los imperfectos de la superificie y que se queda en el centro de la pista. La empresa Wilson utiliza la nanotecnología para fabricar pelotas de ténis que tardan mucho más en desinflarse, y varias empresas están desarrollando palos de golf fabricados con nanotecnogía.
Se prevé que a partir de ahora la nanotecnología empezará a tener un impacto muy significativo en muchos deportes porque a través de avances nanotecnológicos es posible de fabricar productos deportivos más fuertes y más ligeros que nunca.
GEL ANTIHEMORRAGIAS
Ya existe un líquido biodegradable que puede detener el sangrado de cualquier herida. Cientificos del Instituto Tecnológico de Massachussets y de la universidad de Hong Kong emplearon péptidos (moléculas de aminoácidos) para formar un gel de nanofibras protectoras que se comprimen al aplicarse en una herida abierta. La habilidad de este liquido para detener el sngradi fue descubierta por accidente, cuando se experimentaban formas de regenerar células cerebrales en hamsters. El gel tarda quince segundos en secarse y detener el flujo. Aunque no se sabe con exactitud cómo trabaja, no es tóxico ni representa problemas alérgicos para el paciente, además de que puede usarse en un ambiente húmedo. Esta “nanosolución” podría ser empleada para atender a víctimas de accidentes de tránsito o en el campo de batalla, y ser de gran ayuda en el área quirúrgica, especialmente en operaciones de hígado o el cerebro. Los estudios sólo se han realizado con animales de laboratorio, así que tendremos que esperar tres años más para su prueba en humanos y asegurar su efectividad.
TRAJES ESPACIALES
Los futuros trajes espaciales se podrían autoreparar
Según un artículo publicado el 27 de julio de 2006 en NewScientist.com, los futuros trajes espaciales podrían reparar sus propios agujeros, generar electricidad y eliminar gérmenes, gracias a los nuevos “materiales inteligentes”. Estos trajes podrían estar listos para el 2018, año en el que la NASA espera volver a la Luna.
La empresa ILC Dover LP, ubicada en Delaware, EEUU, que ha fabricado los trajes espaciales para la NASA desde la misión del Apollo en la década de los 60, ya ha estado probando estos nuevos tejidos inteligentes y los ha descrito, la semana pasada, en la 36th International Conference on Environmental Systems (ICES) celebrada en Norfolk, Virginia, EEUU.
El motivo de que estos trajes espaciales se puedan autoreparar de debe a su capa más interna, la que proporciona el cierre hermético del traje, que está rellena de un espeso gel polimérico. El gel, similar al caucho, se encuentra encerrado entre dos finas capas de poliuretano, de modo que si se produce un agujero en cualquiera de estas dos capas, el gel rebosa para sellarlo. En pruebas realizadas en la cámara de vacío, el gel reparó agujeros de hasta 2mm de grosor.
En caso de que se produjera un agujero de mayor tamaño, el propio material alertaría inmediatamente al astronauta indicándole la localización del mismo. El motivo es que el material contiene una capa por la que atraviesan cables con electricidad. Un agujero de gran tamaño rompería los circuitos dentro de la zona dañada y los sensores incorporados avisarían al ordenador central, afirma David Cadogan, director de InFlex, el programa de materiales inteligentes de ILC Dover.
Los trajes también serán capaces de proporcionar energía a los sensores por medio de unas células solares flexibles cosidas a la capa más externa. Varias de estas células ya se encuentran disponibles en el mercado y la empresa está realizando pruebas para ver cuáles de ellas funcionan mejor sobre un material inteligente en el espacio.
El material también mantiene a raya a los microbios gracias a unas capas de poliéster recubierto de plata que libera iones de plata y elimina las bacterias. Las capas de polietileno también sirven de protección para los astronautas, ya que al contener gran cantidad de hidrógeno bloquean las radiaciones.
La empresa, que ya ha probado estas características en varios materiales sin decidirse todavía por un diseño final, espera que la NASA los utilice cuando vuelva a enviar a los astronautas a la Luna.
El equipo de investigación de Cadogan también está diseñando un hábitat hinchable con materiales inteligentes que se podría utilizar como estación espacial o base en la Luna.
Según un artículo publicado el 27 de julio de 2006 en NewScientist.com, los futuros trajes espaciales podrían reparar sus propios agujeros, generar electricidad y eliminar gérmenes, gracias a los nuevos “materiales inteligentes”. Estos trajes podrían estar listos para el 2018, año en el que la NASA espera volver a la Luna.
La empresa ILC Dover LP, ubicada en Delaware, EEUU, que ha fabricado los trajes espaciales para la NASA desde la misión del Apollo en la década de los 60, ya ha estado probando estos nuevos tejidos inteligentes y los ha descrito, la semana pasada, en la 36th International Conference on Environmental Systems (ICES) celebrada en Norfolk, Virginia, EEUU.
El motivo de que estos trajes espaciales se puedan autoreparar de debe a su capa más interna, la que proporciona el cierre hermético del traje, que está rellena de un espeso gel polimérico. El gel, similar al caucho, se encuentra encerrado entre dos finas capas de poliuretano, de modo que si se produce un agujero en cualquiera de estas dos capas, el gel rebosa para sellarlo. En pruebas realizadas en la cámara de vacío, el gel reparó agujeros de hasta 2mm de grosor.
En caso de que se produjera un agujero de mayor tamaño, el propio material alertaría inmediatamente al astronauta indicándole la localización del mismo. El motivo es que el material contiene una capa por la que atraviesan cables con electricidad. Un agujero de gran tamaño rompería los circuitos dentro de la zona dañada y los sensores incorporados avisarían al ordenador central, afirma David Cadogan, director de InFlex, el programa de materiales inteligentes de ILC Dover.
Los trajes también serán capaces de proporcionar energía a los sensores por medio de unas células solares flexibles cosidas a la capa más externa. Varias de estas células ya se encuentran disponibles en el mercado y la empresa está realizando pruebas para ver cuáles de ellas funcionan mejor sobre un material inteligente en el espacio.
El material también mantiene a raya a los microbios gracias a unas capas de poliéster recubierto de plata que libera iones de plata y elimina las bacterias. Las capas de polietileno también sirven de protección para los astronautas, ya que al contener gran cantidad de hidrógeno bloquean las radiaciones.
La empresa, que ya ha probado estas características en varios materiales sin decidirse todavía por un diseño final, espera que la NASA los utilice cuando vuelva a enviar a los astronautas a la Luna.
El equipo de investigación de Cadogan también está diseñando un hábitat hinchable con materiales inteligentes que se podría utilizar como estación espacial o base en la Luna.
BIOSENSORES BASADOS EN NANOESTRUCTURAS
Biosensores basados en nanoestructuras resonantes que detectan múltiples genes
Utilizando estructuras resonantes (cantilevers) a nanoescala en dispositivos de microfluidos, un equipo de investigadores europeos ha desarrollado un biosensor portátil capaz de detectar secuencias genéticas específicas. Un dispositivo de este tipo se podría utilizar para detectar la presencia de cambios genéticos asociados al cáncer en la cabecera de la cama del paciente o en el despacho del médico. El trabajo se ha publicado en la revista Sensors and Actuators B: Chemical.
La doctora Laura Lechuga, del Centro Nacional español de Microelectrónica, dirigió el equipo que ha desarrollado este nuevo sensor, que integra 20 nanoestructuras resonantes, 20 lásers emisores de superficie y un conjunto de circuitos de detección de luz en el interior de un único dispositivo de microfluidos. Cada nanoestructura resonante está recubierta con una secuencia corta de ácidos nucleicos complementaria al gen al que va dirigida y cada estructura resonante está radiada por su propio láser.
Fuente: Nanotechnology Now
Relacionados:
Biosensores inalámbricos
Utilizando estructuras resonantes (cantilevers) a nanoescala en dispositivos de microfluidos, un equipo de investigadores europeos ha desarrollado un biosensor portátil capaz de detectar secuencias genéticas específicas. Un dispositivo de este tipo se podría utilizar para detectar la presencia de cambios genéticos asociados al cáncer en la cabecera de la cama del paciente o en el despacho del médico. El trabajo se ha publicado en la revista Sensors and Actuators B: Chemical.
La doctora Laura Lechuga, del Centro Nacional español de Microelectrónica, dirigió el equipo que ha desarrollado este nuevo sensor, que integra 20 nanoestructuras resonantes, 20 lásers emisores de superficie y un conjunto de circuitos de detección de luz en el interior de un único dispositivo de microfluidos. Cada nanoestructura resonante está recubierta con una secuencia corta de ácidos nucleicos complementaria al gen al que va dirigida y cada estructura resonante está radiada por su propio láser.
Fuente: Nanotechnology Now
Relacionados:
Biosensores inalámbricos
RESONADORES BASADOS EN CMOS-MEMS
Vectron y Discera colaboran en el desarrollo de nuevos temporizadores de MEMS
Discera y Vectron International, líderes mundiales en soluciones innovadoras de temporización y control de frecuencia, han anunciado en “Electronica” que trabajarán conjuntamente para hacer que los osciladores de MEMS sean una realidad para los fabricantes de dispositivos electrónicos.
Los resonadores basados en CMOS-MEMS son una tecnología verdaderamente rompedora que permite a las empresas de electrónica eliminar los obstáculos de coste y escalabilidad con los que se encuentran actualmente los consumidores. La tecnología de los MEMS permite superar algunos de los problemas existentes en la actualidad y, al mismo tiempo, abre una puerta a futuras aplicaciones (antes imposibles) por medio de la tecnología de microfabricación. Los MEMS prometen revolucionar casi todas las categorías de productos reuniendo la microelectrónica del silicio con la tecnología del micromecanizado. Utilizando osciladores CMOS en los MEMS, los fabricantes de dispositivos electrónicos de consumo, unidades de disco duro y otros dispositivos contarán con una serie de beneficios entre los que se incluyen una menor necesidad de espacio físico, unos tiempos de espera más cortos, una construcción más robusta y menos gasto de energía. Además, esta tecnología puede avanzar para soportar aplicaciones de alta precisión.
“Creemos que los osciladores de MEMS son una parte importante en el futuro del mercado de control de frecuencias”, afirma Ed Grant, vicepresidente de operaciones y productos de Vectron en Norteamérica. “Aunque la promesa de los osciladores de MEMS ha estado ahí durante años, ningún vendedor ha sido capaz de demostrar su fiabilidad ni su manufacturabilidad. Creemos que Discera sí está en posición de cumplir esta promesa. Esperamos trabajar conjuntamente con Discera utilizando nuestras habilidades complementarias para crear productos destacados en el sector”.
La tecnología del resonador PureSilicon de Discera es un componente fundamental que se puede utilizar para crear dispositivos electrónicos de consumo pequeños, de bajo coste y totalmente integrados, así como productos de telecomunicaciones como los osciladores, filtros y componentes RF. Los productostemporizadores basados en los resonadores CMOS-MEMS PureSilicon de Discera ofrecen ventajas significativas en cuanto a tamaño, potencia y coste, junto con una calidad y una fiabilidad excepcionales. Durante Electronica, Discera mostrará su tecnología en el stand de Vectron (Hall B5, stand 237). Discera mostrará la salida de vídeo de una cámara estándar cuyo tradicional oscilador de cristal ha sido reemplazado con un oscilador de MEMS de Discera.
“Estamos muy contentos de trabajar con Vectron”, afirma Venkat Bahl, vicepresidente de marketin de Discera, Inc. “Trabajar con Vectron, un líder en el sector, le da un enorme impulso al campo de los osciladores de MEMS en general y a Discera en particular. Ambas compañías están bien posicionadas en el mercado y pueden aprovecharse mutuamente de los puntos fuertes de la otra con el fin de crear y fortalecer una posición dominante en el mercado”.
Discera y Vectron International, líderes mundiales en soluciones innovadoras de temporización y control de frecuencia, han anunciado en “Electronica” que trabajarán conjuntamente para hacer que los osciladores de MEMS sean una realidad para los fabricantes de dispositivos electrónicos.
Los resonadores basados en CMOS-MEMS son una tecnología verdaderamente rompedora que permite a las empresas de electrónica eliminar los obstáculos de coste y escalabilidad con los que se encuentran actualmente los consumidores. La tecnología de los MEMS permite superar algunos de los problemas existentes en la actualidad y, al mismo tiempo, abre una puerta a futuras aplicaciones (antes imposibles) por medio de la tecnología de microfabricación. Los MEMS prometen revolucionar casi todas las categorías de productos reuniendo la microelectrónica del silicio con la tecnología del micromecanizado. Utilizando osciladores CMOS en los MEMS, los fabricantes de dispositivos electrónicos de consumo, unidades de disco duro y otros dispositivos contarán con una serie de beneficios entre los que se incluyen una menor necesidad de espacio físico, unos tiempos de espera más cortos, una construcción más robusta y menos gasto de energía. Además, esta tecnología puede avanzar para soportar aplicaciones de alta precisión.
“Creemos que los osciladores de MEMS son una parte importante en el futuro del mercado de control de frecuencias”, afirma Ed Grant, vicepresidente de operaciones y productos de Vectron en Norteamérica. “Aunque la promesa de los osciladores de MEMS ha estado ahí durante años, ningún vendedor ha sido capaz de demostrar su fiabilidad ni su manufacturabilidad. Creemos que Discera sí está en posición de cumplir esta promesa. Esperamos trabajar conjuntamente con Discera utilizando nuestras habilidades complementarias para crear productos destacados en el sector”.
La tecnología del resonador PureSilicon de Discera es un componente fundamental que se puede utilizar para crear dispositivos electrónicos de consumo pequeños, de bajo coste y totalmente integrados, así como productos de telecomunicaciones como los osciladores, filtros y componentes RF. Los productostemporizadores basados en los resonadores CMOS-MEMS PureSilicon de Discera ofrecen ventajas significativas en cuanto a tamaño, potencia y coste, junto con una calidad y una fiabilidad excepcionales. Durante Electronica, Discera mostrará su tecnología en el stand de Vectron (Hall B5, stand 237). Discera mostrará la salida de vídeo de una cámara estándar cuyo tradicional oscilador de cristal ha sido reemplazado con un oscilador de MEMS de Discera.
“Estamos muy contentos de trabajar con Vectron”, afirma Venkat Bahl, vicepresidente de marketin de Discera, Inc. “Trabajar con Vectron, un líder en el sector, le da un enorme impulso al campo de los osciladores de MEMS en general y a Discera en particular. Ambas compañías están bien posicionadas en el mercado y pueden aprovecharse mutuamente de los puntos fuertes de la otra con el fin de crear y fortalecer una posición dominante en el mercado”.
Nanotubos Peptídicos
Los nanotubos peptídicos dan lugar a nanocables coaxiales Según un artículo publicado el 15 de agosto de 2006 en nanotechweb.org, investigadores de la Universidad de Tel Aviv y de la Universidad Hebrea de Jerusalén, ambas en Israel, han desarrollado nanocables coaxiales utilizando nanotubos peptídicos autoensamblables como plantilla. El equipo recubrió los nanotubos peptídicos con oro y rellenó sus núcleos con plata.“Estudios anteriores de nuestro equipo y de otros demostraban la excelente capacidad de las biomoléculas para servir como plantillas en la fabricación de nanocables metálicos”, comentó Ehud Gazit, de la Universidad de Tel Aviv, para nanotechweb.org. “En esta ocasión, fuimos más allá llevando el concepto a la práctica y demostramos la capacidad de los nanotubos péptidos para permitir la fabricación de nanocables metálicos coaxiales multicapa”. Gazit y Deborah Shalev, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y sus colegas utilizaron péptidos de difenilalanina como base para los nanotubos peptídicos autoensamblables. Mientras investigaban la formación de fibras amiloides a partir de proteínas, un factor clave en enfermedades como el Alzheimer, la diabetes de tipo 2 o la enfermedad de priones, descubrieron que algunos péptidos se pueden autoensamblar en nanotubos. Los investigadores, que presentaron su trabajo en Nano Letters, rellenaron los nanotubos peptídicos con plata, utilizando una disolución reductora de nitrato de plata en el interior de los poros vacíos del tubo. Para recubrir el exterior de los nanotubos con oro utilizaron péptidos de unión. Estos últimos contenían un motivo de difenilalanina para enlazarse a la superficie del nanotubo peptídico y un residuo de cisteína con un grupo tiol capaz de enlazarse a las nanopartículas de oro. Por medio de estos péptidos de unión, el equipo logró unir nanopartículas de oro de 1,4nm de diámetro a la superficie de los nanotubos. Las nanopartículas de oro actuaron, entonces, como sitios de nucleación para la deposición sin corriente eléctrica de iones metálicos. De este modo, el equipo creó un recubrimiento de oro alrededor del nanotubo de unos 20 nanómetros de grosor. Las estructuras metal-aislante-metal resultantes deberían ofrecer ventajas para el apantallamiento de interferencias electromagnéticas.
Nanopartículas para desbloquear arterias
Las nanopartículas podrían deshacer las placas formadas en los vasos sanguíneos
Según un artículo publicado el 16 de agosto de 2006 en Nanotechweb.org, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, del Philips Medical Systems, del Bristol-Myers Squibb Medical Imaging y del Reactor de Investigaciones de la Universidad de Missouri, todos ellos en los EEUU, han utilizado nanopartículas para administrar un fármaco dirigido a las placas que se pueden formar en el flujo sanguíneo y que bloquean las arterias. Esta técnica debería permitir utilizar cantidades menores del fármaco fumagillin, que se utiliza para deshacer las placas y puede tener efectos secundarios desagradables.
Las placas ateroscleróticas se forman debido a una acumulación de colesterol, células inflamatorias y tejido fibroso en el interior de la arteria. Si la placa se rompe, sus fragmentos podrían desplazarse por el cuerpo y bloquear el riego sanguíneo al corazón o al cerebro, pudiendo causar un infarto o una apoplejía.
Las placas desarrollan su propia fuente de riego para crecer; para ello, generan pequeños vasos sanguíneos en la pared de la arteria que se comunican con la placa. Fumagillin actúa contra las placas restringiendo el crecimiento de estos nuevos vasos sanguíneos.
“Previamente habíamos comentado que podíamos visualizar las placas con nuestra tecnología de nanopartículas, pero por primera vez hemos demostrado que las nanopartículas también pueden dirigir un fármaco a una localización enferma en un organismo vivo”, afirma Patrick Winter de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington.
El equipo unió nanopartículas paramagnéticas al fármaco fumagillin y a un componente que se pega a las células de los nuevos vasos sanguíneos en desarrollo, lo que hizo que las nanopartículas se concentrasen en el lugar deseado.
Las partículas se podían visualizar por resonancia magnética (MRI), lo que permitió a los médicos comprobar que el fármaco había llegado a la localización deseada, medir la cantidad que finalmente había llegado y hacer un seguimiento del progreso del tratamiento.
“El fármaco fumagillin puede tener efectos secundarios neurocognitivos y dañar el cerebro en dosis elevadas” afirma Winter. “La capacidad de las nanopartículas para concentrar el fármaco en el sitio enfermo permite reducir la dosis. Esto podría abrir las puertas a muchos fármacos que no han sido aprobados por causar demasiados efectos secundarios a elevadas dosis. Podría valer la pena volver sobre estos fármacos y averiguar si combinados con nanopartículas podrían ser eficaces en menores dosis, lo que los haría clínicamente útiles”.
Winter y sus colegas, cuyo trabajo se publicó en Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, utilizaron una dosis de fumagillin 50.000 veces menor que la utilizada en un estudio anterior y, a pesar de ello, el tratamiento redujo el crecimiento de los nuevos vasos sanguíneos de las placas en un 60-80%.
“Ahora queremos estudiar las primeras fases de la enfermedad, en las que los pacientes no necesitan todavía una intervención inmediata para prevenir problemas cardíacos graves”, afirma Winter. “Creemos que las nanopartículas combinadas con fumagillin se podrían incorporar en un protocolo que incluya estatinas para la reducción de lípidos o cambios dietéticos”.
Fuente: Nanotechweb
Artículos relacionados con Nanopartículas:
Nanopartículas
Nanopartículas para detectar cáncer
Riesgos con nanopartículas
Según un artículo publicado el 16 de agosto de 2006 en Nanotechweb.org, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, del Philips Medical Systems, del Bristol-Myers Squibb Medical Imaging y del Reactor de Investigaciones de la Universidad de Missouri, todos ellos en los EEUU, han utilizado nanopartículas para administrar un fármaco dirigido a las placas que se pueden formar en el flujo sanguíneo y que bloquean las arterias. Esta técnica debería permitir utilizar cantidades menores del fármaco fumagillin, que se utiliza para deshacer las placas y puede tener efectos secundarios desagradables.
Las placas ateroscleróticas se forman debido a una acumulación de colesterol, células inflamatorias y tejido fibroso en el interior de la arteria. Si la placa se rompe, sus fragmentos podrían desplazarse por el cuerpo y bloquear el riego sanguíneo al corazón o al cerebro, pudiendo causar un infarto o una apoplejía.
Las placas desarrollan su propia fuente de riego para crecer; para ello, generan pequeños vasos sanguíneos en la pared de la arteria que se comunican con la placa. Fumagillin actúa contra las placas restringiendo el crecimiento de estos nuevos vasos sanguíneos.
“Previamente habíamos comentado que podíamos visualizar las placas con nuestra tecnología de nanopartículas, pero por primera vez hemos demostrado que las nanopartículas también pueden dirigir un fármaco a una localización enferma en un organismo vivo”, afirma Patrick Winter de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington.
El equipo unió nanopartículas paramagnéticas al fármaco fumagillin y a un componente que se pega a las células de los nuevos vasos sanguíneos en desarrollo, lo que hizo que las nanopartículas se concentrasen en el lugar deseado.
Las partículas se podían visualizar por resonancia magnética (MRI), lo que permitió a los médicos comprobar que el fármaco había llegado a la localización deseada, medir la cantidad que finalmente había llegado y hacer un seguimiento del progreso del tratamiento.
“El fármaco fumagillin puede tener efectos secundarios neurocognitivos y dañar el cerebro en dosis elevadas” afirma Winter. “La capacidad de las nanopartículas para concentrar el fármaco en el sitio enfermo permite reducir la dosis. Esto podría abrir las puertas a muchos fármacos que no han sido aprobados por causar demasiados efectos secundarios a elevadas dosis. Podría valer la pena volver sobre estos fármacos y averiguar si combinados con nanopartículas podrían ser eficaces en menores dosis, lo que los haría clínicamente útiles”.
Winter y sus colegas, cuyo trabajo se publicó en Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, utilizaron una dosis de fumagillin 50.000 veces menor que la utilizada en un estudio anterior y, a pesar de ello, el tratamiento redujo el crecimiento de los nuevos vasos sanguíneos de las placas en un 60-80%.
“Ahora queremos estudiar las primeras fases de la enfermedad, en las que los pacientes no necesitan todavía una intervención inmediata para prevenir problemas cardíacos graves”, afirma Winter. “Creemos que las nanopartículas combinadas con fumagillin se podrían incorporar en un protocolo que incluya estatinas para la reducción de lípidos o cambios dietéticos”.
Fuente: Nanotechweb
Artículos relacionados con Nanopartículas:
Nanopartículas
Nanopartículas para detectar cáncer
Riesgos con nanopartículas
Arterias artificiales (Josué)
- ¿Qué es un catéter?
Se utiliza en medicina y es un dispositivo tubular de unos 2mm de diámetro que puede ser introducido dentro de un tejido o vena, permiten la inyección de fármacos, el drenaje de líquidos o bien el acceso de otros instrumentos médicos, los más usuales son de metal o plástico.
- ¿Tiene algún efecto negativo la angioplastia?
En realidad es procedimiento muy común, es procedimiento puramente mecánico en el cual el catéter se inserta a través de una arteria de poco riesgo (para reducir el problema de hemorragia), hasta la parte afectada, y ahí se infla un pequeño globo o se instala un stent. Aunque es un método invasivo no son comunes las complicaciones o problemas en las paredes de la arteria, no requiere una gran intervención ni permanecer un periodo postoperatorio en el hospital.
- ¿Ocupan algún proceso especial de síntesis las venas/arterias poliméricas?
No, en se utilizan procesos similares de procesado de plásticos, lo único diferente es la implantación iónica, para modificar sus propiedades, no requieren procesos especiales.
- ¿Influye el tipo de sangre?
No, no influye, ya que los materiales utilizados no tienen hemo-reactividad ni interactúan con los procesos de reconocimiento entre anticuerpos, como en el caso de una transfusión de sangre donde se debe de comprobar la compatibilidad que pueden causar serios problemas.
- ¿Cual es el tiempo de duración de las venas artificiales dentro del organismo?
Estos implantes tienen tiempos muy variados que van desde meses cuando solo son soporte y se retiran o degradan, hasta permanentes como las que son de poli etileno y desarrollan el tejido endotelial de una vena, con lo que se simula su comportamiento.
- ¿Cual es la composición del hidrogel usado para venas artificiales?
Son de disintos materiales y los aproximaciones se han enfocado ha tejido epitelial y oseo, pero los desarrollos en venas son en lo que se pueda formar por antiogénesis los vasos capilares, terminaciones delgadas en venas y arterias, que es un proceso natural al formarse un corte. De acuerdo al monómero se pueden clasificar en:
1) Monómero con sustituyentes laterales no ionizables: en esta categoría pueden incluirse la acrilamida, la N-vinilpirrolidona, el metacrilato de 2-hidroxietilo.
2) Monómeros con grupos funcionales ionizables: como, por ejemplo, los ácidos acrílicos, metacrílicos, itacónico, sulfónicos y aminas; de los cuales se obtienen hidrogeles que absorben gran cantidad de agua y tienen pobres propiedades mecánicas.
3) Monómeros switeriónicos o sales internas: el sustituyente lateral consiste en dos grupos cargados y unidos a la cadena principal. Su característica primordial es que para el polímero entrecruzado el hinchamiento de la red es mayor en disolución salina que en agua.
- ¿Las aplicaciones son próximas o serán a largo plazo?
Las aplicaciones ya existen en la actualidad, pero el mejoramiento y los nuevos desarrollos los que van a beneficiar este tipo de técnicas para las arterias y venas.
- ¿Qué tipo de materiales son biocompatibles y por qué?
Biocompatibles son los materiales que pueden implantarse en un ser viviente, especialmente el ser humano, en realidad son muy pocos los materiales biocompatibles que son aceptados por todo cuerpo, de allí que no pueda clasificarse un material como tal de forma definitiva, aunque para secciones específicas del cuerpo son los que permiten sustituir o mejorar funciones de tejidos u organismos, sin afectar o dañar de alguna otra forma el cuerpo.
- ¿Qué otro uso puede tener la implantación iónica en el cuerpo humano?
Esta se puede utilizar en casi cualquier material para modificar sus propiedades y comportamientos dependiendo del medio, donde se va a realizar el implante, adecúa el implante a las circunstancias.
- ¿Cómo se sabe cuando un material es biocompatible?
Se realizan pruebas en el proceso siguiente.
Pruebas iniciales: son enyasos in vitro e in vivo de citotoxicidad, hemólisis, prueba de Ames (potencial de mutación), prueba de Styles (transformación celular), toxicidad sistémica vía oral, toxicidad sistémica vía peritoneal e inhalación aguda.
Pruebas secundarias: En base a las pruebas iníciales se realizan más pruebas en animales pequeños (in vivo) para estudiar su potencial inflamatorio e inmunógeno, se prueba para irritación de mucosa, toxicidad dérmica, implantes subcutáneo, en hueso e intramuscular. Después de estas pruebas los materiales que siguen presentado las características deseadas se realizan las pruebas de uso que sirven para identificar sus efectos en el área donde ya están implantados.
- ¿Cuál es la diferencia entre una arteria artificial y una natural?
Realmente las diferencias actuales con los tratamientos adecuados son pocas, y muchas de las características de las venas y arterias, o como en la de más desarrollo con tejido endotelial, pero en general las propiedades mecánicas únicas no han sido totalmente igualadas debido a que el arreglo interno del tejido es circunferencial lo que no se tiene.
- ¿Cómo se plantaría un stent o que mejores alternativas existen?
El stent se implanta mediante la inserción con el catéter y se expande dentro de la arteria, y como estructura de soporte es la mejor forma ya que la capacidad de doparlos fortalece la estructura de la arteria, otra opción es inflar un pequeño globo pero esto solo es momentáneo, ya que se debe de desinflar para restaurar el flujo.
- ¿Qué problemas existirían por la posible toxicidad de los materiales?
Existirían problemas desde rechazo hasta un daño permanente del tejido u órgano, pero esto no sucede por todas las pruebas que se realizan a su previa inserción y en el proceso se limita su reactividad, materiales inertes como titanio.
- ¿El cuerpo no presenta rechazo a esos materiales?
Si se presenta, porque es un cuerpo extraño, por lo cual se utilizan tratamientos inmunosupresores aparte de anticoagulantes para mejorar el funcionamiento del dispositivo.
- ¿Las arterias ya se usan en humanos?
Si ya se utilizan en humanos, no de los nuevos tipos con las propiedades de tejido endotelial y con nuevas propiedades para emular las arterias, estás pruebas se siguen realizando en animales.
- ¿Cómo influye la polaridad en los materiales?
Pues si son polares pueden reaccionar con otros elementos de la sangre, lo que podría favorecer la trombosis, taponamiento de la vena o arteria, por lo cual se requiere que el material sea lo más inerte posible, un material polar afecta e lumen, reduce el flujo y propicia que se adhieran basura, partes indeseadas, lo que no sucede aunque sea polar es cuando se crea el tejido endotelial como recubrimiento.
- ¿Estos materiales requieren alguna sustitución, chequeo o se degradan a lo largo del tiempo?
Si como para cualquier prótesis requiere de revisiones periódicas, algunas dependiendo del tratamiento puede requerir de sustituirse después de un plazo, y como esta explicado los existen los biodegradables, que realizan su función y poco a poco se van disolviendo.
LA ULTIMA Y NOS VAMOS A SAN LUIS....
......O A NEW YORK SEGUN CORRESPONDA.
SUPERALEACIONES
Que tanto afectan los defectos en las propiedades de una superaleacion?
Como sabemos todos los defectos disminuyen las propiedades de las aleaciones y en el caso de las superaleaciones estas deben cumplir con propiedades mas especificas como la resistencia a mayores temperaturas, y dependiendo de la magnitud de los defectos pueden ya no considerarse superaleaciones.
- Que aleaciones aparte de la aplicacion X750 son conocidas?
Bueno la aleación x-750 solo se utiliza como protección al calor de algunas partes de los aviones, pero existen varias aleaciones con usos específicos en esta página viene varios artículos de los usos que les dan en la nasa. http://www.nasa.gov/centers/glenn/home/index.html
- Hay procesos para eliminar los puntos blancos?
Estos defectos son muy difíciles de localizar debido a que se ven reflejados hasta el producto final posiblemente por densidad se podrían separar los clusters y la escoria que se formaron.
- Habra superaleaciones a base de oro/plata?
No debido a que estos no son tan duros, pero si pueden formar parte de superaleaciones y mejorar las propiedades.
- En que consiste la eleccion de los metales para formar superconductores?
Ulises supongo que te refieres a la elección de los metales para superaleaciones, y seria la afinidad a la difusión entre estos, así como los tamaños de cada uno.
- Que significa equiaxial?
que se encuentran en el mismo plano
- Las superaleaciones son usadas exclusivamente para aeronaves?
No, existen otras aplicaciones como recubrimientos y en las estructuras de las cámaras de combustión de las turbinas de gas, tubos y dispersores de calor.
- Que hacen los freakels a los metales en sus propiedades?
Las freckels o dark spots afectan el empaquetamiento de los cristales, se introducen y pueden desplazar a los atomos de la celda.
- Como es la disposiciòn de las superaleaciones, arreglo cristalino?
Josué como antes mencione en las superaleaciones en base Ni: la fase γ’ tiene una estructura cubica primitiva, en donde los átomos de níquel están centradas en las caras y el heteroátomo (Al o Ti) en las esquinas del cubo. Mientras que la fase γ tiene una estructura centrada en las caras (FCC) y los átomos están dispersos al azar (de AL, Ti o Ni).
- Como se conocen las propiedades de cada fase?
En base al diagrama de fases ternario o cuaternario dependiendo de la superalecion.
- Como evitamos los defectos?
Verificando la pureza de los componentes y controlando el proceso de fabricación.
- Por que no se puede exceder la relacion Ti 1: Ni 10?
Es una de las características de las superaleaciones en base Ni ya si se excede podría presentar propiedades diferentes a las esperadas por la mayoría de Ni.
- Como se generan los puntos blancos?
En la parte de solidificación la escoria y los clusters que se formaron no se disuelven y solidifican al mismo tiempo.
SUPERALEACIONES
Que tanto afectan los defectos en las propiedades de una superaleacion?
Como sabemos todos los defectos disminuyen las propiedades de las aleaciones y en el caso de las superaleaciones estas deben cumplir con propiedades mas especificas como la resistencia a mayores temperaturas, y dependiendo de la magnitud de los defectos pueden ya no considerarse superaleaciones.
- Que aleaciones aparte de la aplicacion X750 son conocidas?
Bueno la aleación x-750 solo se utiliza como protección al calor de algunas partes de los aviones, pero existen varias aleaciones con usos específicos en esta página viene varios artículos de los usos que les dan en la nasa. http://www.nasa.gov/centers/glenn/home/index.html
- Hay procesos para eliminar los puntos blancos?
Estos defectos son muy difíciles de localizar debido a que se ven reflejados hasta el producto final posiblemente por densidad se podrían separar los clusters y la escoria que se formaron.
- Habra superaleaciones a base de oro/plata?
No debido a que estos no son tan duros, pero si pueden formar parte de superaleaciones y mejorar las propiedades.
- En que consiste la eleccion de los metales para formar superconductores?
Ulises supongo que te refieres a la elección de los metales para superaleaciones, y seria la afinidad a la difusión entre estos, así como los tamaños de cada uno.
- Que significa equiaxial?
que se encuentran en el mismo plano
- Las superaleaciones son usadas exclusivamente para aeronaves?
No, existen otras aplicaciones como recubrimientos y en las estructuras de las cámaras de combustión de las turbinas de gas, tubos y dispersores de calor.
- Que hacen los freakels a los metales en sus propiedades?
Las freckels o dark spots afectan el empaquetamiento de los cristales, se introducen y pueden desplazar a los atomos de la celda.
- Como es la disposiciòn de las superaleaciones, arreglo cristalino?
Josué como antes mencione en las superaleaciones en base Ni: la fase γ’ tiene una estructura cubica primitiva, en donde los átomos de níquel están centradas en las caras y el heteroátomo (Al o Ti) en las esquinas del cubo. Mientras que la fase γ tiene una estructura centrada en las caras (FCC) y los átomos están dispersos al azar (de AL, Ti o Ni).
- Como se conocen las propiedades de cada fase?
En base al diagrama de fases ternario o cuaternario dependiendo de la superalecion.
- Como evitamos los defectos?
Verificando la pureza de los componentes y controlando el proceso de fabricación.
- Por que no se puede exceder la relacion Ti 1: Ni 10?
Es una de las características de las superaleaciones en base Ni ya si se excede podría presentar propiedades diferentes a las esperadas por la mayoría de Ni.
- Como se generan los puntos blancos?
En la parte de solidificación la escoria y los clusters que se formaron no se disuelven y solidifican al mismo tiempo.
::S U P E R C O N D U C T I V I D A D:: E N:: C E R Á M I C A S::
- ¿Se estudian a otros elementos de la tabla periódica en cuanto a superconductividad además de los mostrados? No. Los elementos que mostré son aquellos que presentan, bajo las especificaciones necesarias, el fenómeno de superconductividad. Los muestro a continuación:
- ¿ Por qué los polímeros o los metales no son superconductores?
La tabla anterior muestra metales que presentan superconductividad. En cuanto a los polímeros, existen actualmente polímeros superconductores utilizados principalmente en aplicaciones electrónicas.
- ¿Dónde se pueden utilizar?
En especial los polímeros su usan para incrementar velocidad en electrónica, mientras que los superconductores tienen aplicaciones Los imanes superconductores son algunos de los electroimanes más poderosos conocidos. Se utilizan en los trenes maglev, en máquinas para la resonancia magnética nuclear en hospitales y en el direccionamiento del haz de un acelerador de partículas. También pueden utilizarse para la separación magnética, en donde partículas magnéticas débiles se extraen de un fondo de partículas menos o no magnéticas, como en las industrias de pigmentos. - ¿Pueden sustituir a los metales superconductores?
Precisamente, las cerámicas superconductoras presentan una temperatura crítica mayor que muchos metales. Principalmente por esta razón, este tipo de materiales logra ser un potencial sustituto de algunos metales. No obstante, el cambio no sería por completo, puesto que aún teniendo las cerámicas superconductoras una facilidad mayor de procesamiento (incluyendo su refrigeración), éstos tendrían que ser ampliamente conocidos y procesados a gran escala para, en algún momento, sustituir los metales.
sdfasdf - ¿Cuáles son los procesos para sustituir lantano por Ytrio?
Por el mismo proceso de fabricación y los elementos empleados, el lantano es sustituido por el ytrio. La fabricación de estos nuevos superconductores cerámicos basados en la perovskita es relativamente fácil, pueden sintetizarse en cualquier laboratorio que esté moderadamente equipado. El primer paso es mezclar y calentar los ingredientes. Se combinan óxidos de los metales itrio (Y), bario (Ba) y cobre con ácido cítrico y etilen-glicol. La mezcla ya caliente se mete en un horno, donde se cuece a unos 800° C, con lo que se vaporizan los componentes líquidos, cristalizando el material restante en forma de polvos negros. El polvo es comprimido en un horno especial que genera aproximadamente 150 kilogramos por centímetro cuadrado de presión. El bloque resultante se enfría gradualmente durante varias horas. Una vez enfriado el material se sumerge en un gaño de nitrógeno líquido para probar la superconductividad. Si no se mide resistencia en el material probablemente se produjo superconductividad, pero si el material presenta efecto de Meissner, entonces este fenómeno se produjo por completo. - ¿Se puede usar algun otro metal en vez de Ytrio?
Si Maynez; es posible utilizar otro metal, sin embargo es necesario que cumplan con una estructura que permita superconductividad, tal como una coordinacion parecida a la del Ytrio o Lantano. - ¿Se podrán usar las cerámicas superconductoras para el desarrollo de nuevas tecnologías de diversas áreas?
Por supesto Maynez. Como has de recordar, mencioné aplicaciones que abarcan diversas áreas tecnológicas, tales como la utilidad en resonancia magnética nuclear, incluyendo análisis químico y técnica de tomografía para el área de medicina. Además, la manufactura de trenes que levitan, transmisión de potencia sin pérdida de energía, coberturas magnéticas, computadoras ultra rápidas, motores compactos potentes de gran eficacia e imanes para fusión nuclear. Se utilizan imanes fuertes para eliminar impurezas de alimentos y materias primas; por ejemplo, las impurezas magnéticas del caolín (china clay) decoloran el producto manufacturado si no se eliminan.
Los generadores eléctricos producen energía al girar un imán dentro de una bobina; esto origina una corriente eléctrica en la misma. Las uniones de Josephson se utilizan en los dispositivos superconductores de interferencia cuántica (SQUIDA, Superconducting Quantum Interference Devices). Éstos consisten en un circuito cerrado de alambre superconductor con una unión de Josephson (RF SQUID) o dos (DC SQUID) integradas. Este dispositivo es en extremo sensible a cambios de en el campo magnéticos y puede medir voltajes tan pequeños como 10-18 V, corrientes de 10-18 A y campos magnéticos de 10-14. Los SQUID se utilizan en la investigación médica para detectar pequeños cambios en el campo magnético del cerebro. Los geólogos utilizan SQUID en la prospección de minerales y de petróleo donde los depósitos pueden causar pequeños cambios locales en el campo magnético de la Tierra.
Muchas de estas aplicaciones requieren de una cerámica en forma de hilo o lámina, lo que necesitará de otro proceso de manufactura más preciso como a través de mezclas en polvo de un superconductor y un polímero que se moldea en forma apropiada, se sinteriza y luego se fija por calor, pero los productos tienden a ser frágiles. - ¿Por qué se tiene que disminuir la temperatura para que se presente la superconductividad?
Esto se explica gracias a la teoría BCS: Es posible comprender el origen de la atracción entre los electrones gracias a un argumento cualitativo simple. En un metal, los electrones cargados negativamente ejercen una atracción sobre los iones positivos que se encuentran en su vecindad. Estos iones al ser mucho más pesados que los electrones, tienen una inercia mucho mayor. Por esta razón, mientras que un electrón pasa cerca de un conjunto de iones positivos, estos iones no vuelven inmediatamente a su posición de equilibrio original. Ello resulta en un exceso de cargas positivas en el lugar por el que el electrón ha pasado. Un segundo electrón sentirá pues una fuerza atractiva resultado de este exceso de cargas positivas. - ¿Qué características debe tener una cerámica superconductora?
Debe presentar aquellas propiedades representativas de los superconductores, como que tienen una resistencia nula y, por tanto, transportan corriente sin pérdida de energía. Además, que expulsan todo flujo magnético de su interior y así son forzados a salir de un campo magnético. - ¿Por qué la superconducción se puede dar en cerámicas?
La propiedad superconductora es totamente conferida a su estructura. Hablando del compuesto de Bednorz y Müller, éste presenta elongación en su estructura, debida a un efecto de Jahn-Teller. Los átomos de cobre y cuatro átomos de oxígeno más cercanos yacen en los planos ab, formando retículos de átomos de cobre y de oxígeno separados por planos de otros átomos. Este retículo planar de los átomos de oxígeno y cobre es el que confiere las propiedades superconductoras al cristal. - ¿Qué hace el Yterbio en la celda?
Es importante mencionar que el Yterbio es una tierra rara que puede formar parte de una cerámica superconductora al relacionarse en muchas ocasiones con el itrio. No obstane, se sabe que todos los compuestos del yterbio deben ser tratados como altamente tóxicos, aunque estudios preliminares parecen indicar que el peligro es limitado. Se sabe sin embargo que los compuestos de iterbio causan irritación en piel y ojos y pueden ser teratogénicos. El polvo de iterbio metálico supone un riesgo de incendio y explosión. - ¿Qué tan operables son para circuitos de tecnología actual?
La operación es bastante buena. Basta mencionar los SQUID (Superconducting Quantum Interference Devices), que logran mediciones de hasta 10exp -18. O bien, las aplicaciones que se mencionan en la séptima pregunta. - ¿Cómo se explica la superconductividad a altas temperaturas?
La búsqueda de una comprensión teórica de la superconductividad de alta temperatura se considera como uno de los problemas más importantes sin resolver en la física. Actualmente sigue siendo un tema de intensa investigación experimental y teórica, con más de 100000 documentos publicados sobre el tema.
Pese a las intensas investigaciones, una explicación satisfactoria sigue eludiendo a los científicos. Una de las razones para ello es que los materiales en cuestión son por lo general muy complejos, con varias capas de cristales (por ejemplo, BSCCO), lo que hace difícil el modelado teórico. Sin embargo, con el rápido ritmo de nuevos descubrimientos en este campo, muchos investigadores son optimistas en una completa comprensión del proceso dentro de la próxima década más o menos. - ¿Puede existir la superconductividad en materiales distintos a las cerámicas?
Sí se llegan a distinguir los siguientes tipos de superconductores:
1. Metales. De baja temperatura. Algunos ejemplos son el aluminio(Al), el
indio (In), el mercurio (Hg), el tantalio (Tl), Vanadio (Va), Pb, Nb...
2. Aleaciones Metálicas. Compuestos de uno o más metales. Algunos
ejemplos son el Nb56Ti44, Nb50Ti50, Nb2Sn, Nb3Sn, PbMo5S6. De Tc
algo mayor, aunque sin alcanzar la alta temperatura.
3. Cerámicas Oxídicas. Sistemas de óxidos superconductores a base de O,
Ba, Pb, Bi y Ta, entre otros.
4. Polímeros. Superconductores orgánicos para artificios microelectrónicos. - ¿Cómo puede incrementarse la temperatura critica?
Los mismos materiales, en este caso cerámicas, son aquellos que elevan la temperatura crítica, convirtiéndolos en materiales superconductores más fiables.
La Teoría BCS fue propuesta por John Bardeen, Leon Cooper, y John Robert Schrieffer en julio de 1957 intentando explicar el fenómeno de la superconductividad. En 1972 los tres recibieron el Premio Nobel de Física gracias a esta teoría. Ésta establece que Es posible comprender el origen de la atracción entre los electrones gracias a un argumento cualitativo simple. En un metal, los electrones cargados negativamente ejercen una atracción sobre los iones positivos que se encuentran en su vecindad. Estos iones al ser mucho más pesados que los electrones, tienen una inercia mucho mayor. Por esta razón, mientras que un electrón pasa cerca de un conjunto de iones positivos, estos iones no vuelven inmediatamente a su posición de equilibrio original. Ello resulta en un exceso de cargas positivas en el lugar por el que el electrón ha pasado. Un segundo electrón sentirá pues una fuerza atractiva resultado de este exceso de cargas positivas.
Así los electrones se agrupan en pares llamados pares de Cooper que ocupan estados de menor energía en la red del sólido. La formación de dichos pares de Cooper depende de la microestructura del material, es decir, de la red cristalina, ya que esta pareja de electrones se mueve de forma acoplada con la red.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)