Extraordinaria imagen de una molécula

BBC Ciencia, 28 de agosto de 2009

La imagen incluso muestra los átomos de hidrógeno en la periferia del pentaceno.
Por primera vez científicos lograron captar la imagen de una molécula con un detalle estructural sin precedentes, incluso se pueden ver los enlaces químicos que la mantienen unida.
Los científicos del centro de investigación de IBM en Zurich usaron lo que se conoce como microscopio de fuerza atómica o AFM (en sus siglas en inglés).
Y aunque en el pasado, utilizando técnicas similares, ya se había logrado observar la conformación física de un nanotubo de carbono, ésta es la primera vez que se puede observar la estructura con tanto detalle.
El entendimiento de la estructura molecular a esta escala -afirman los expertos- podría ayudar en el diseño de muchas cosas a escala molecular, en particular materiales electrónicos y hasta medicamentos.
El equipo de científicos -que publica los detalles de su investigación en la revista Science- es el mismo grupo que en julio pasado logró por primera vez medir la carga eléctrica de un átomo único.

Enfoque fino

En ambos casos los investigadores de IBM Zurich utilizaron una versión del AFM que actúa como un pequeñísimo diapasón (la herramienta que se usa para afinar instrumentos musicales).
Con éste, uno de los dientes del diapasón pasa increíblemente cerca a la muestra y el otro un poco más lejos.
Cuando se hace vibrar al diapasón el diente más cercano experimenta un cambio minúsculo en la frecuencia de su vibración, simplemente porque se está acercando a la molécula.
Al comparar las frecuencias de los dos dientes se puede obtener una medición de la distancia desde del diente más cercano con lo cual se puede establecer de forma efectiva un "mapa" de la estructura molecular.
Esta medición requiere de una precisión extrema.
Para evitar los efectos de las moléculas de gas extraviadas y del sacudimiento general a escala atómica que experimentan los objetos a temperatura ambiente, todo el proceso debe mantenerse al alto vacío y a temperaturas extraordinariamente frías.
Sin embargo, como la punta de los dientes del AFM no están bien definidas y no son lo suficientemente agudas a la escala de átomos únicos, esto provocaba que las imágenes se vieran borrosas.
Los investigadores pensaron que podían evitar este efecto eligiendo deliberadamente una pequeña molécula única (de pentaceno) -formada por un átomo de carbono y uno de oxígeno- y formando una punta del AFM lo más aguda y mejor definida posible.
Con átomos periféricos
Los investigadores también lograron medir por primera vez la carga de un átomo único.
Su medición de la molécula de pentaceno utilizando esta punta de monóxido de carbono muestra los enlaces entre los átomos de carbono en cinco anillos unidos, e incluso releva enlaces a los átomos de hidrógeno en la periferia de la molécula.
Tal como explicó a la BBC Leo Gross, quien dirigió la investigación, el equipo planea ahora combinar su capacidad para medir cargas individuales con esta nueva técnica para representar moléculas con un nivel de detalle sin precedentes.
Esto, dice el científico, podrá ayudar en particular al campo de la electrónica molecular, que es un futuro potencial de la electrónica en el que las moléculas individuales actúan como interruptores y transistores.
Aunque el enfoque puede trazar los enlaces etéreos que conectan a los átomos, no puede distinguir entre átomos de diferente tipo.
El equipo intenta ahora usar la nueva técnica junto con otro método similar conocido como microscopía de efecto túnel (STM) -en el que un pequeño voltaje es aplicado a lo largo de la muestra- para determinar si los dos métodos combinados pueden mostrar la naturaleza de cada átomo en las imágenes del AFM.
Esto, dice Leo Gross, ayudaría a todo el campo de la química, en particular la química sintética que se utiliza en el diseño de fármacos.
Los resultados, agrega el científico, serán también de mucho interés para quienes estudian el mundo de la nanotecnología con instrumentos similares.

México 2080. Una profecía geopolítica

(tomado de NEXOS, Julio 2009)

George Friedman

Imaginemos que es el verano de 1900, que vivimos en Londres, entonces la capital del mundo. Europa rige Occidente. Apenas hay un lugar en la tierra que no esté bajo control, directo o indirecto, de alguna capital europea. Europa está en paz y goza de una prosperidad sin precedentes. Los vínculos europeos de inversión y comercio son tan amplios que hay quien sostiene que la guerra es imposible o que, de haberla, se resolvería en cuestión de semanas, ya que los mercados financieros no tolerarían esa tensión por mucho tiempo. El futuro parece nítido: una Europa próspera y pacífica gobernará el mundo.Imaginemos ahora que es el verano de 1920. Europa ha sido desgarrada por una guerra brutal. El imperio austrohúngaro, al igual que el ruso, el alemán y el otomano, han dejado la escena y han muerto millones en una guerra que duró varios años. La guerra terminó con la intervención de un ejército estadunidense de un millón de hombres, que vino tan rápido como se fue. El comunismo domina Rusia pero su futuro no es claro. Países que se han mantenido en la periferia del poder europeo, como Estados Unidos y Japón, surgen como grandes potencias. Todos coinciden, sin embargo, en esto: el tratado de paz impuesto a Alemania garantiza que este país no se repondrá en mucho tiempo.Imaginemos ahora el verano de 1940. Alemania no sólo se ha recuperado sino que ha conquistado Francia y domina Europa. El comunismo ha sobrevivido y la Unión Soviética es aliada ahora de la Alemania nazi. Sólo Gran Bretaña se opone a Alemania. Los observadores coinciden en que la guerra ha terminado. El destino de Europa parece decidido al menos para lo que resta del siglo: Alemania heredará el dominio sobre el mundo.Imaginemos ahora el verano de 1960. Alemania ha sido destruida hace quince años en una guerra. Europa ha sido ocupada, dividida en mitades por la Unión Soviética y Estados Unidos. Los imperios europeos se colapsan, Estados Unidos y la Unión Soviética compiten por el dominio del mundo. Estados Unidos tiene contra la pared a la Unión Soviética y podría aniquilarla en cuestión de horas, dado su abrumador arsenal de armas nucleares. Estados Unidos ha surgido como la superpotencia global. Domina los océanos y con su poder nuclear puede imponer condiciones en todas partes del mundo. Mantener las cosas en punto muerto es a lo más que pueden aspirar los soviéticos, salvo que invadan Alemania y conquisten Europa. Esta es la guerra que el mundo espera y para la que todos se preparan, con un nuevo fantasma en el trasfondo: el peligro de la China maoísta.Imaginemos ahora el verano de 1980. Los Estados Unidos han sido derrotados en una guerra de siete años no por la Unión Soviética, sino por Vietnam del Norte. La gran potencia es vista y se ve a sí misma en retirada. Expulsada de Vietnam, es expulsada también de Irán, cuyos campos petroleros parecen a punto de caer en manos soviéticas. Para contener a la Unión Soviética, Estados Unidos ha hecho una alianza con la China maoísta, luego de una amigable reunión de sus presidentes en Pekín. Esta alianza es vista como la única posibilidad de contener a la poderosa Unión Soviética, que parece la potencia emergente.
Imaginemos ahora el verano del año 2000. La Unión Soviética se ha colapsado. China es todavía comunista en el nombre pero capitalista en los hechos. La OTAN se ha extendido a Europa Oriental e incluso hasta la misma Unión Soviética. El mundo es próspero y pacífico. Las consideraciones geopolíticas son menos importantes que las económicas, y los únicos retos para la estabilidad son focos regionales de tensión como Haití o Kosovo.Llega entonces el 11 de septiembre de 2001, y el mundo se pone de cabeza nuevamente. Alcanzado este punto podemos saber que lo único seguro sobre el futuro es que el sentido común se equivoca siempre al imaginarlo. No hay ciclos mágicos de veinte años; no hay fuerzas simples que definen el camino. Lo que en algún momento de la historia parece sólido, dominante y duradero, cambia con sorprendente rapidez. Las épocas van y vienen. La mirada internacional de hoy es muy distinta de la que habrá dentro de veinte años o de la que había veinte años antes, cuando era difícil imaginar la caída de la Unión Soviética. El análisis político convencional padece una aguda falta de imaginación. Ve como permanentes las nubes pasajeras, y es ciego a los cambios a largo plazo que tienen lugar, sin embargo, ante los ojos del mundo.En los inicios del siglo XX era imposible prever acontecimientos como los que he mencionado. Pero hay ciertas tendencias que hubieran podido anticiparse y que de hecho se previeron. Era claro, por ejemplo, que Alemania, unificada en 1871, era una gran potencia atrapada en una posición insegura (entre Francia y Rusia) y necesitaba redefinir su situación europea y, por tanto, global. La mayoría de los conflictos de la primera mitad del siglo XX giraron en torno al lugar que Alemania intentaba ocupar en Europa. Aunque el momento preciso de las guerras no podía preverse, la probabilidad de la guerra era previsible; de hecho, muchos observadores la pronosticaron. Lo difícil de anticipar era que las guerras del siglo XX serían tan devastadoras como fueron y que, después de ellas, Europa perdería su dominio sobre el mundo. Pero hubo quienes predijeron, en particular después de la invención de la dinamita, que a partir de entonces las guerras serían catastróficas. Si la anticipación tecnológica se hubiera combinado con la anticipación geopolítica, habría podido adivinarse la estremecedora sacudida de Europa. Por lo que hace al surgimiento de Estados Unidos y Rusia como nuevas potencias, desde luego se habían anticipado en el siglo XIX. Tanto Alexis de Tocqueville como Friedrich Nietzsche presintieron el ascenso de estos países. De modo que, con rigor y buena suerte, en los primeros años del siglo XX habrían podido imaginarse sus hechos centrales.En los primeros años del siglo XXI podemos reconocer el rasgo fundamental de la época que se inicia, el equivalente de lo que fue la unificación alemana para el siglo XX. Hechos a un lado los imperios europeos, y lo que queda del antiguo imperio soviético, sólo resta en el escenario una superpotencia con poder abrumador: Estados Unidos. Estados Unidos parece enredar las cosas y cosechar reveses en distintas partes del mundo. Pero no hay que confundir el caos momentáneo con la tendencia de fondo. Económica, militar y políticamente, Estados Unidos es el país más poderoso de la tierra y no hay quien pueda desafiar ese poder. Como la guerra de Estados Unidos con España hace cien años, dentro de cien años la actual guerra entre Estados Unidos y el Islam radical será poco recordada, pese a la conmoción que provoca en nuestros días.Desde la guerra civil de 1862, Estados Unidos ha tenido un extraordinario crecimiento económico. Pasó de ser una nación marginal a ser una economía más grande que los cuatro países ricos que le siguen. Desde el punto de vista militar, pasó de ser una fuerza insignificante a dominar el globo. Desde el punto de vista político, Estados Unidos toca prácticamente todo, a veces con la intención de hacerlo, otras por efecto de su simple presencia internacional. Estas palabras parecen escritas por un fanático proestadunidense, pero lo único que quiero decir en realidad es que el mundo gira de una manera u otra en torno a Estados Unidos. Esto no se debe sólo al poder de Estados Unidos. También a un cambio fundamental sobre la forma en que funciona el mundo. Durante los últimos quinientos años Europa fue el centro del sistema internacional, y sus imperios crearon, por primera vez en la historia, un sistema global. La ruta fundamental era el Atlántico Norte. Quien controlara el Atlántico Norte controlaba el acceso a Europa, y el acceso de Europa al mundo. La geografía básica de la política global estaba encerrada en un espacio.Entonces, a principios de los ochenta del siglo pasado, sucedió algo notable. Por primera vez en la historia el comercio de la cuenca del Pacífico igualó al comercio trasatlántico. Con Europa reducida a una colección de potencias secundarias después de la Segunda Guerra Mundial, y el cambio en los patrones de comercio, el Atlántico Norte dejó de ser la llave de entrada única a todas partes. Ahora el país que controlara el Atlántico Norte y el Pacífico podría controlar, si quería, el sistema de comercio mundial y, por tanto, la economía global. En el siglo XXI todas las naciones con costa en ambos océanos tienen una gran ventaja geopolítica sobre las otras.Dado el costo de construir un poder naval y el enorme costo de desplegarlo en el mundo, la potencia capaz de habitar los dos océanos se vuelve el actor dominante del sistema internacional por la misma razón que Inglaterra dominó el siglo XIX: vivía en el mar y lo controlaba. En este sentido, Norteamérica ha reemplazado a Europa como centro de gravedad en el mundo y quien domina Norteamérica tiene prácticamente asegurada la posición de potencia global dominante. Al menos por el siglo XXI ese país será Estados Unidos.El poder acumulado de Estados Unidos y su posición geográfica lo convierten en el actor central del siglo XXI. Eso no lo hace un país querido. Por el contrario, su poder lo hace temible. La historia del siglo XXI, por lo tanto, en particular su primera mitad, girará en torno a dos enfrentamientos de signo contrario. Uno, el de las potencias secundarias formando coaliciones para tratar de contener y controlar a Estados Unidos. Segundo, el de Estados Unidos buscando impedir que tales coaliciones se formen.Si pensamos en los principios del siglo XXI como el amanecer de la Era Americana (sucesora de la Era Europea), podemos decir que ha empezado con una corriente de grupos y países musulmanes tratando de recrear el Califato, el gran imperio islámico que se extendió alguna vez del Atlántico al Pacífico. Este actor inesperado atacó Estados Unidos en un intento de llevar a la primera potencia del mundo a la guerra para demostrar su debilidad y detonar un levantamiento islámico. Estados Unidos respondió invadiendo el mundo islámico, pero su objetivo no fue la victoria. No es claro siquiera qué significa la palabra victoria en tales circunstancias. El objetivo fue simplemente dislocar el mundo islámico y voltearlo contra sí mismo, de modo que no pudiera surgir una coalición de mayor envergadura.Estados Unidos no necesita ganar guerras. Sólo necesita impedir que sus adversarios adquieran fuerza suficiente para desafiarlo. El siglo XXI podría ver distintas confrontaciones de potencias menores tratando de contrarrestar la acción estadunidense, y a Estados Unidos contrarrestándolas. Podría haber incluso más guerras que en el siglo XX, pero serán guerras menos catastróficas debido a los cambios tecnológicos y a la naturaleza del cambio geopolítico.La guerra entre Estados Unidos y el Islam está terminando y ya se anuncia un nuevo conflicto. Rusia recrea su antigua esfera de influencia, que inevitablemente será un desafío para Estados Unidos. Los rusos se moverán hacia el oeste sobre la gran planicie norte de Europa. En la reconstrucción de su poder, Rusia se topará con la OTAN, que domina Estados Unidos, en los tres países bálticos —Estonia, Letonia y Lituania—, lo mismo que en Polonia. Habrá otros puntos de fricción, pero lo más probable es que esta nueva guerra fría acapare las miradas cuando se diluya la guerra de Estados Unidos con el Islam.Parece inevitable que los rusos traten de reconstruir su poder y que Estados Unido trate de evitarlo. Pero al final Rusia no puede ganar. Sus profundos problemas internos, el declive de su población y su pobre infraestructura hacen que sus posibilidades a largo plazo sean sombrías. Enfrentarse a Estados Unidos en una segunda guerra fría no puede terminar sino en un nuevo colapso de Rusia.Muchos observadores creen que China, no Rusia, es el rival a vencer de Estados Unidos, su principal desafío. Difiero de esa opinión por tres razones. Primero, si se mira con cuidado un mapa de China, se advertirá que en realidad es un país físicamente aislado. Con Siberia al norte, los Himalaya y grandes selvas al sur, y la mayor parte de la población china en la región oriental del país, los chinos no podrán expandirse con facilidad. En segundo lugar, China no ha sido una potencia naval en muchos siglos, y construir una armada requiere mucho tiempo no sólo para hacer barcos sino para crear los marineros expertos y bien entrenados que se necesitan. Y hay una tercera razón, más profunda: China es estructuralmente inestable. En cuanto abre sus fronteras al mundo exterior, las regiones costeras se vuelven prósperas, pero la inmensa mayoría de los chinos del interior del país siguen siendo pobres. Esto crea tensión, conflicto e inestabilidad. Conduce a decisiones económicas tomadas por razones políticas, de lo que se deriva ineficiencia y corrupción. No es la primera vez que China se abre al comercio exterior, y no será la última que esa apertura traiga como resultado más inestabilidad. Podría no ser tampoco la última vez que surja una figura como Mao Tse Tung para cerrar el país al mundo, igualar la riqueza —o la pobreza— y empezar un nuevo ciclo. Hay quienes creen que las tendencias de los últimos treinta años de China durarán indefinidamente. Creo que el ciclo chino se moverá hacia su siguiente fase inevitable en la siguiente década. Lejos de ser un rival, China es un país al que Estados Unidos tratará de sostener y mantener unido como contrapeso a los rusos. El actual dinamismo económico de China no se traducirá, necesariamente, en un éxito de largo plazo.En el curso del nuevo siglo surgirán otros jugadores de peso mundial, países en los que no se piensa como grandes potencias hoy, pero que en mi opinión se harán más poderosos y sólidos en las siguientes décadas. El primero es Japón. Es la segunda economía del mundo y la más vulnerable por su dependencia de la importación de materias primas, ya que carece de casi todas ellas. Dada su historia de militarismo, puede anticiparse que Japón no permanecerá siendo la potencia pacifista marginal que hemos visto después de la Segunda Guerra Mundial. Sus profundos problemas demográficos y su horror a la inmigración en gran escala lo obligarán a buscar trabajadores en otros países. Las vulnerabilidades de Japón se han manejado hasta ahora mejor de lo previsto, pero lo obligarán con el tiempo a un cambio político sustantivo en su orientación global.
Luego está Turquía, hoy la economía diecisiete del mundo. La historia nos enseña que todas las potencias islámicas que han surgido han sido dominadas. El imperio otomano se derrumbó al final de la Primera Guerra Mundial, dejando a la moderna Turquía en su estela. Turquía es una plataforma estable en medio del caos. Los Balcanes, el Cáucaso y el mundo árabe son inestables. Conforme crezca el poder de Turquía —su economía y su ejército son ya los más fuertes de la región— crecerá la influencia turca.Por último está Polonia, que no ha sido potencia mundial desde el siglo XVI. Pero lo fue alguna vez y creo que lo será de nuevo. Dos factores pueden concurrir a este efecto. Primero, el declive alemán, cuya economía es grande y sigue creciendo, pero ha perdido el dinamismo que tuvo en los últimos dos siglos. Además, su población caerá dramáticamente en los siguientes cincuenta años, minando todavía más su poder económico. Si en su intento de reconstruirse los rusos presionan a Polonia desde el este, los alemanes no tendrán ganas de una tercera guerra con Rusia. Y este es el segundo factor: en ausencia del factor alemán, Estados Unidos apoyará a Polonia con un amplio respaldo tecnológico y económico. Puedo imaginar a Polonia emergiendo como potencia líder de una coalición de Estados enfrentados a Rusia.Japón, Turquía y Polonia tendrán que vérselas con unos Estados Unidos más fuertes y confiados aun de lo que estaban después de la caída de la Unión Soviética, lo cual podría crear una situación explosiva. La relación entre esos cuatro países impactará decisivamente el comportamiento del siglo XXI, al punto de que podrían conducir a una nueva guerra global. Sería una guerra distinta a todas las que se hayan librado hasta entonces, con armas que pertenecen hoy al reino de la ciencia ficción.Pero el hecho fundamental del siglo XXI que puede anticiparse es el fin de la explosión demográfica. Para 2050 los países desarrollados estarán perdiendo población a ritmos acelerados. Para el 2100 incluso las naciones menos desarrolladas tendrán tasas de natalidad bajas y una población estable. Desde 1750 el sistema global ha sido construido sobre la premisa de una población en crecimiento: más trabajadores, más consumidores, más soldados. En el siglo XXI la premisa del crecimiento demográfico llegará a su fin y la lógica del desarrollo mundial cambiará radicalmente. El cambio demográfico obligará al mundo a depender más de la tecnología, en particular de robots que sustituyan el trabajo humano, y se intensificará la investigación genética no tanto con el fin de extender la vida, sino para volver más productiva a la gente —y durante más tiempo.El hecho es que ya en la primera mitad del siglo XXI la quiebra demográfica creará una gigantesca escasez de mano de obra en los países avanzados, cuya preocupación actual es cómo contener a los inmigrantes. En el curso de la primera mitad del siglo XXI, el problema de los países ricos será convencer a los migrantes de que vengan, al punto incluso de pagar por ello. En la competencia por los migrantes escasos, Estados Unidos intentará por todos los medios lo que hoy rechaza: inducir la migración de los mexicanos a su territorio, un cambio irónico pero inevitable. Esta transición demográfica podría desatar la crisis final del siglo XXI. México es hoy la economía número quince del mundo. Mientras los europeos se diluyen, los mexicanos, como los turcos, crecerán hasta volverse, para fines del siglo XXI, una de las grandes potencias económicas del mundo. Durante la gran migración al norte alentada por Estados Unidos, el equilibrio de la población en los antiguos territorios mexicanos (los tomados en la guerra del siglo XIX) cambiará radicalmente hasta volver muchas de esas regiones predominantemente mexicanas. La situación podrá ser vista por el gobierno mexicano como una simple rectificación de derrotas históricas, pero puedo imaginar este propósito, digamos hacia el año 2080, la maduración de un serio enfrentamiento en Norteamérica entre Estados Unidos y un México de creciente poder y fortaleza. Ese enfrentamiento podría tener consecuencias sin precedentes para Estados Unidos y prolongarse más allá del año 2100.La idea de que el siglo XXI podría culminar en una confrontación entre México y Estados Unidos es difícil de imaginar en el año 2009, al igual que una Turquía o una Polonia poderosas. Pero recordemos, con el principio de este artículo, cómo se veía el mundo en distintos momentos del siglo XX, y admitamos que el sentido común no es el mejor consejero para predecir los cambios del mundo. Estoy convencido, sin embargo, de que pueden trazarse con alguna certidumbre las grandes líneas de esos cambios e intentar definirlos, y es lo que he tratado de hacer aquí, y con más detalle en las páginas de mi libro The Next 100 Years. A Forecast for the 21st Century.Naturalmente, entre más detallada, la predicción es menos confiable. Es imposible anticipar detalles precisos del siglo que empieza, aparte del hecho de que habré muerto cuando termine y no podré saber cuánto me equivoqué.

Nanopartículas frenan al cáncer.

Nanopartículas frenan al cáncer.

Científicos inyectaron en la corriente sanguínea de roedores nanopartículas magnéticas compuestas por una secuencia optimizada de ácido ribonucleico pequeño de interferencia.

EFE

El Universal

Domingo 23 de agosto de 2009
11:44

ANTECEDENTES. Un equipo científico de EU inyectó en ratones nanopartículas de silicona fluorescentes, que permiten la localización de tumores y la administración directa de medicamentos contra el cáncer sin causar efectos secundarios, a inicios de este año.

LONDRES, Ing.- Un equipo de investigadores japoneses descubrieron un nuevo tipo de nanopartículas magnéticas capaces de insertar ácido nucleico en el organismo y frenar la progresión del cáncer en los ratones.Tal y como publica este domingo la revista británica The Lancet Nanotechnology, esta nueva formulación de nanopartículas magnéticas ofrece mejores resultados que la empleada hasta ahora en la terapia genética contra el cáncer.

De confirmarse sus resultados en humanos, se trataría de un gran paso para el tratamiento no invasivo de distintos tipos de tumores.

Para llegar a ese resultado, un equipo de científicos de la Universidad The Jikei de Chiba, Japón, liderado por Yoshihisa Namiki inyectó en la corriente sanguínea de los roedores nanopartículas magnéticas compuestas por una secuencia optimizada de ácido ribonucleico pequeño de interferencia (siRNA, siglas en inglés).

Una vez hecho esto, guiaron las nanopartículas hasta el tumor a través de placas magnéticas pegadas o implantadas bajo la piel de la zona afectada.

Así, el ácido ribonucleico diseñado especialmente para "silenciar" el gen causante del tumor pudo llegar a su destino y, tras ocho inyecciones, fue capaz de parar el crecimiento del mismo.Además, el equipo investigador asegura que esta terapia no ha presentado en ninguno de los casos efectos adversos.

Nanotubes sniff out cancer agents in living cells

MIT engineers have developed carbon nanotubes into sensors for cancer drugs and other DNA-damaging agents inside living cells.The sensors, made of carbon nanotubes wrapped in DNA, can detect chemotherapy drugs such as cisplatin as well as environmental toxins and free radicals that damage DNA.

"We've made a sensor that can be placed in living cells, healthy or malignant, and actually detect several different classes of molecules that damage DNA," said Michael Strano, associate professor of chemical engineering and senior author of a paper on the work appearing in the Dec. 14 online edition of Nature Nanotechnology.Such sensors could be used to monitor chemotherapy patients to ensure the drugs are effectively battling tumors. Many chemotherapy drugs are very powerful DNA disruptors and can cause serious side effects, so it is important to make sure that the drugs are reaching their intended targets.

"You could figure out not only where the drugs are, but whether a drug is active or not," said Daniel Heller, a graduate student in chemical engineering and lead author of the paper.The sensor can detect DNA-alkylating agents, a class that includes cisplatin, and oxidizing agents such as hydrogen peroxide and hydroxyl radicals.Using the sensors, researchers can monitor living cells over an extended period of time. The sensor can pinpoint the exact location of molecules inside cells, and for one agent, hydrogen peroxide, it can detect a single molecule.

The new technology takes advantage of the fact that carbon nanotubes fluoresce in near-infrared light. Human tissue does not, which makes it easier to see the nanotubes light up. Each nanotube is coated with DNA, which binds to DNA-damaging agents present in the cell. That interaction between the DNA and DNA disruptor changes the intensity and/or wavelength of the fluorescent light emitted by the nanotube. The agents produce different signatures that can be used to identify them."We can differentiate between different types of molecules depending on how they interact," Strano said.Because they are coated in DNA, these nanotube sensors are safe for injection in living cells. (Nanotubes can come in many different lengths and can be coated with different materials, which influences whether they are safe or toxic, Strano said.)

In future studies, the researchers plan to use the sensors to study the effects of various antioxidants, such as the compounds in green tea, and learn how to more effectively use toxic chemotherapy drugs.Other authors of the paper include MIT graduate student Hong Jin of the Department of Chemical Engineering. Researchers from the University of Illinois at Urbana-Champaign also contributed to the work, which was funded by the National Science Foundation.

Source: http://web.mit.edu/newsoffice/

Desarrollan Nano-recubrimiento cerebral

Ingenieros biomédicos de la Universidad de Michigan lograron crear una capa con la ayuda de la Nanotecnología para implantes cerebrales que promete mejorar las terapias contra enfermedades del cerebro. Para muchos la Nanotecnología es todavía una ciencia inexplorada.

Utilizando como base los principios de la Nanotecnología, ingenieros biomédicos de la Universidad de Michigan (Estados Unidos) han desarrollado un material capaz de permitir una mayor duración de los implantes cerebrales como electrodos neuronales y con ello el mejoramiento de los tratamientos rudimentarios contra enfermedades de este órgano vital.

De acuerdo al portal de noticias de esta facultad, el equipo encargado del proyecto prevé que con este desarrollo se puedan crear mejores implantes terapéuticos contra padecimientos como la sordera, parálisis, ceguera, epilepsia e incluso crónicos como el mal de Parkinson.

El reporte añade que los electrodos son colocados en el cuero cabelludo y la zona superficial del cerebro para dar paso a microelectrodos penetradores que sirvan como intermediarios de comunicación entre el dispositivo digital implantado y las propias neuronas individuales. Como resultado se resalta una mayor precisión en la adquisición y análisis de señales cerebrales.

Estas señales resultantes de la implantación de los microelectrodos, han sido consideradas como pieza fundamental en el desarrollo de varios proyectos bio-tecnológicos en los que se logra ayudar a una persona paralizada a mover ciertas herramientas electrónicas como el ratón de una computadora y hasta una silla de ruedas, tal y como les fueron adjudicados recientemente este tipo de logros a otro grupo de investigadores de la Universidad de Brown, quienes al conocer sobre el revestimiento nano tecnológico la Universidad de Michigan, se dieron a la tarea de analizar su funcionamiento y reconocieron que el material podría beneficiar el comportamiento de los microelectrodos.

El recubrimiento está conformado por tres componentes que según sus inventores, al conjuntarlos permiten que los electrodos se relacionen con el cerebro de manera más fluida. Entre esos componentes se encuentra un polímero especial de nanoescala que sirve como electro-conductor llamado PEDOT. Asimismo una cubierta natural gelatinosa denominada hidro-gelatina alignata y otras nano-fibras biodegradables cargadas con un medicamento antiinflamatorio de liberación controlada.

El PEDOT funciona como elemento operador del funcionamiento de los electrodos y hace que éstos trabajen con menos resistencia eléctrica en comparación con los convencionales del mercado, lo cual en términos de comunicación deriva en una mejorada interfaz con las neuronas individuales.

En el caso de la hidro-gelatina, que es extraída de las algas, confiere a los electrodos propiedades mecánicas similares a las encontradas en los tejidos cerebrales, lo cual deriva en un menor daño para el tejido cerebral debido al recubrimiento utilizado.

Finalmente las nano-fibras biodegradables cargadas con médicamente antiinflamatorio, combaten el “encapsulamiento” que sucede cuando el sistema inmunológico ordena al cuerpo envolver los materiales extraños. A este “encapsulamiento” se le ha adjudicado el decrecimiento funcional de los microelectrodos con el paso del tiempo.

En el caso de cómo las nano-fibras combaten la respuesta inmunológica ante el anterior factor, éstas lo hacen mediante el uso de la hidro-gelatina alignata y la liberación de medicamentos antiinflamatorios en una fibrilación controlada y a medida de que las mismas nanofibras se desintegran.

¿Peligrosa nanotecnología?

Los nanotubos de carbono, la materia prima de la floreciente industria de la nanotecnología, parecen provocar enfermedades similares a las causadas por el asbesto.

Los nanotubos se utilizan para fabricar fármacos, fibras, y electrónica avanzada.Un nuevo estudio revela que inhaladas en suficientes cantidades, las diminutas fibras de los nanotubos largos podrían causar mesotelioma, una forma de cáncer en la capa que recubre los pulmones.
La investigación, publicada en la revista Nature Nanotechnology, encontró inflamaciones y lesiones pulmonares en ratones "similares a las causadas por el asbesto".
Los nanotubos de carbono, descubiertos hace unos 20 años, son considerados el material maravilloso del siglo XXI.

Son tan ligeros como el plástico y tan fuertes como el acero y se están utilizando en el desarrollo de una variedad de aplicaciones, desde nuevos fármacos, ropa y baterías eficientes hasta electrónica avanzada.

Pero como señalan los investigadores de la Universidad de Edimburgo, Escocia, "los resultados son claros y muestran que los nanotubos de carbono largos se comportan como el asbesto y provocan los mismos efectos que el asbesto".

Desastre de salud
El uso de asbesto -nombre dado a un grupo de minerales que solían utilizarse en construcción- provocó una pandemia de cáncer pulmonar en el siglo XX.
Al inhalarse, las fibras de este material pueden alojarse y acumularse en los pulmones y causar lesiones y enfermedades como el mesotelioma.

Los expertos lo han descrito como el peor desastre de salud ocupacional en el mundo.
Y se cree que, tan sólo en Estados Unidos, el costo relacionado a estas enfermedades podría alcanzar más de US$200.000 millones.

Las fibras de los nanotubos largos pueden alojarse en la capa que recubre los pulmones.Aunque el descubrimiento de los nanotubos provocó enormes expectativas por sus extraordinarias propiedades, los científicos han expresado desde hace tiempo dudas sobre los posibles riesgos de estos materiales.

"Este estudio es el tipo de estrategia que necesitamos para asegurarnos del desarrollo responsable de la nanotecnología", afirma uno de los autores del estudio, el doctor Andrew Maynard.
"Porque a pesar de que los científicos han expresado por más de una década temores por el uso de ciertos nanotubos de carbono, ninguna de las investigaciones oficiales sobre riesgos a la salud de la nanotecnología en Estados Unidos aborda este asunto", agrega.

Fuente: http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_7415000/7415120.stm

Un nuevo test de ADN usa la nanotecnología para detectar signos tempranos de cáncer

ESPAÑA.
Más rápido y sensible.
Un nuevo test de ADN usa la nanotecnología para detectar signos tempranos de cáncer.
El equipo de investigación de John Hopkins ha desarrollado un test de alta sensibilidad para detectar partes del ADN que suelen mostrar signos tempranos de cáncer, empleando para ello pequeños cristales conocidos como puntos cuánticos.

Este test, que detecta tanto la presencia como la cantidad de ciertos cambios en el ADN, podría alertar a las personas que presentan un riesgo de desarrollar esta enfermedad, además de mostrar a los doctores cómo está funcionando un tratamiento particular contra el cáncer. El test se ha publicado en el periódico Genome Research y se ha presentado en una conferencia de la Asociación Americana de Investigación contra el Cáncer.

Según Jeff Tzahuei Wang, profesor asociado de ingeniería mecánica, este test podría tener "implicaciones clínicas importantísimas", pues "los médicos normalmente tiene el mayor éxito en la lucha contra el cáncer si pueden tratarlo en un estado poco avanzado". El equipo de Wang desarrolló el test durante los últimos tres años en colaboración con el Centro John Hopkins Kimmel contra el Cáncer.

La prueba, que incluye la detección de indicadores de ADN en el esputo de pacientes con cáncer de pulmón, es más sensible y obtiene los resultados con mayor rapidez comparado con los métodos actuales, según los investigadores. "La técnica parece increíble, pero todavía debe ser testada" afirma Baylin, coautor del trabajo. "Algunos de estos estudios ya están puestos en marcha aquí. Si continuamos viendo buenos resultados, este test podría emplearse sin problemas en los próximos cinco años".

El objetivo de esta técnica es un cambio bioquímico conocido como metilación del ADN, que provoca que las células cancerosas tengan una mayor facilidad para formarse y multiplicarse. Estas desnaturalizaciones parecen ser un cambio temprano que precede a la aparición de mutaciones genéticas, precursoras del cáncer.

"Esta información podría permitir que pacientes con metilación positiva se sometan a controles de cáncer más frecuentes. Este método puede llegar a reemplazar los procedimientos habituales, más invasivos, para obtener muestras de los pacientes, por un simple análisis de sangre", afirma Bailey, doctorando de ingeniería biomédica en Bangalore,India, y uno de los autores del estudio.

Asimismo, como diferentes tipos de cáncer presentan diferentes marcadores genéticos, los investigadores explican que el test sería capaz de determinar qué tipo de cáncer tiene riesgo de desarrollar cada paciente. Los marcadores de cáncer de pulmón, por ejemplo, son diferentes de los marcadores de leucemia.

No Que No...

Brasil y México han firmado un acuerdo para crear centros virtuales de nanotecnología y biotecnología para promover la cooperación tecnológica y la formación conjunta de profesionales en estas dos áreas de la ciencia.

El acuerdo fue suscrito tras el encuentro que el presidente brasileño, Luiz Inácio Lula da Silva, sostuvo el lunes en Brasilia con su homólogo mexicano, Felipe Calderón, en el último día de la visita de este último a Brasil. Además del acuerdo sobre ambas áreas de cooperación científica y tecnológica, los mandatarios de las dos mayores economías de América Latina suscribieron un memorando de entendimiento en las áreas científica, tecnológica, académica y de la innovación.

Brasil, según su Ministerio de Ciencia y Tecnología, es el país que cuenta con mayor infraestructura para desarrollar nanotecnología en América Latina gracias al número de instituciones y especialistas de diversas áreas que están involucrados en estudios de manipulación de nanopartículas. Mientras que en 2005 Brasil tenía 1,300 investigadores trabajando en el área, México apenas contaba con once grupos de investigación en nanotecnología.

Según el Ministerio, Brasil tiene un gran potencial para la aplicación de la nanotecnología en la industria farmacéutica, médica y cosmética, para el desarrollo de materiales que beneficien al medio ambiente, y para la producción de células combustibles en el sector eléctrico.

ActiviDad Grupal

areas de la ciencia involucradas

ing molecular nanotecnologia

la medicina fisica

quimica quimica

biologia electronica

comunicaciones comunicaciones

matematicas matemaaticas

habilidades basicas

conocimiento

habilidad mental

inovador

tener vision

aceptar otros pensamientos

respetar el medio ambiente

razonamiento

conclusiones: la nanotecnologia es el lado tecnologico y con vision de diversas ramas de la ciencia

nombres:

Ana Cordova

Brian Baker

Joab Lira

Carlos Avendaño

Fernando Vasquez

Miguel Angel Juarez.

Lo Que Se Ha Venido Escuchando y Continua Sonando

Durante la segunda mitad del siglo XX la electrónica basada en el silicio conquistó el mundo: calculadoras, ordenadores, reproductores de música, teléfonos móviles, etcétera. Japón y Estados Unidos fueron los líderes en esta revolución. Desde hace años, empresas como Intel en Estados Unidos o Sony en Japón ven cerca los límites físicos a la hora de miniaturizar electrónica basada en silicio. Los expertos dicen que se llegará al límite a finales de la próxima década. En ese momento necesitaremos cambiar de paradigma o nos quedaremos estancados.

Japón se puso manos a la obra antes que nadie. En 1974, Norio Taniguchi propuso por primera vez la palabra nanotecnología para englobar todas las disciplinas dedicadas a la investigación y búsqueda de aplicaciones en el mundo de lo muy pequeño.

Durante los años ochenta fueron varias las empresas japonesas que empezaron a producir y vender microscopios de sonda de barrido, haciendo posible la observación barata de estructuras de tamaños nanométricos. La proliferación y mejora de instrumentos de medida fue el primer paso; el segundo, la primera observación directa de nanotubos de carbono en 1991 por Sumio Iijima. Los nanotubos de carbono permiten la construcción de estructuras tan duras como el diamante y tan flexibles como una goma. La bicicleta que ganó el Tour en 2006 contenía nanotubos de carbono aleados con fibra de carbono y en 2008 Iijima ganó el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica.

Estados Unidos y Europa reaccionaron más tarde, aunque hoy en día los presupuestos para nanotecnología en Estados Unidos, Asia y Europa superan los 1.000 millones de euros en cada región.

Japón sigue siendo el líder, ya que tiene más años detrás en investigación y desarrollo, pero Corea del Sur, Taiwan y China empiezan a mostrar liderazgo en el sector al ser más rápidos en transferencia tecnológica. En Corea del Sur hay más de 300 productos a la venta para cuya creación fue necesario trabajar a escalas nanométricas: cepillos de dientes, lavadoras, aires acondicionados que matan microbios utilizando nanopartículas de plata... Uno de los productos más populares en Corea son las neveras que conservan productos durante más tiempo, también utilizando tecnologías basadas en nanopartículas de plata. Samsung incluso ha registrado la marca nanosilver (nanoplata) para utilizarla en lavadoras y lavavajillas.

Las aplicaciones prácticas y la verdadera revolución de la nanotecnología todavía están por ver. Las aplicaciones son prometedoras en campos de lo más variados: conservación de alimentos, eliminación de células cancerígenas utilizando nanobots, baterías que duran más, aparatos electrónicos que consumen menos, nuevas fuentes de energía, células solares más eficientes, tejidos libres de arrugas y repelentes de líquidos, lentes que no se rayan, electrónica más pequeña y más rápida.

Japón está trabajando en todas las áreas donde la nanotecnología puede tener aplicaciones prácticas, pero se está concentrando en buscar el siguiente paradigma más allá de la tecnología de silicio tradicional que pueda ser producido en masa de forma barata. Los expertos prevén la fabricación en masa de transistores de un electrón para finales de la próxima década. Otro de los campos donde más dinero se está invirtiendo es en medicinas construidas a partir de la síntesis artificial de moléculas o incluso nanobots en un futuro algo más lejano.

En los últimos 30 años la industria informática y las telecomunicaciones han tirado de la vanguardia mundial, pero en las próximas décadas la nanotecnología impulsará las tecnologías disruptivas.

Al igual que los microprocesadores han tenido aplicaciones nunca imaginado hace 30 años, en las próximas décadas la nanotecnología nos traerá muchas aplicaciones que aún nadie ha previsto para cambiar nuestras vidas.

Introducción al estudio de las Nanociencias

*Ciencias de apoyo de la Nanotecnología

o Química
o Matemáticas
o Física
o Electrónica
o Biología
o Ética
o Informática

*Habilidades que debemos tener

o Pensamiento Crítico
o Mente Abierta (amplia perspectiva)
o Capacidad Analítica
o Conciencia Social, económica y ecológica
o Creatividad e innovación
o Capacidad de Observación
o Actitud Optimista
o Tolerancia
o Perseverancia
o Practicidad
o Facilidad de Expresión escrita y oral
o Conocimiento del metodo científico


Integrantes:

Fernández Xiomara
González Patricia
Lázaro Daniela
López Erika
Mendoza Eunice
Yee Neiba

Nano tubos en centimetros??

Con productos que van desde alfombras a cometas, podríamos pensar que el químico de la Universidad de Rice, Bob Hauge, regenta unos grandes almacenes, cuando en realidad, lo que tiene entre manos es una revolución en el mundo de la nanotecnología del carbono.

En un artículo publicado este mes en la revista Nano Research, el equipo de Hauge describe un método para fabricar “odako” fajos de nanotubos de carbono de pared simple (SWNT) denominados como las tradicionales cometas japonesas a las que tanto se parecen. Eso podría conducir a una nueva forma de producir hebras de nanotubos de metros de largo, que individualmente no son más anchas que un trozo de ADN.

Hauge, distinguido profesor de química del Richard E. Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology de la Universidad de Rice, y sus colegas, los estudiantes de postgrado Cary Pint y Noe Alvarez, explicaron que las odako que dan nombre a estos fardos son cometas gigantes que requieren de muchas manos para hacerlas volar, de ahí las muchas cuerdas que parten de ellas.

En este caso, las cuerdas son nanotubos, cilindros huecos de carbono puro. A título individual, los nanotubos son miles de veces más pequeños que una célula, pero el nuevo método de Hauge crea fajos de SWNT que en ocasiones pueden llegar a medir centímetros y, según él, el proceso podría finalmente conducir a tubos de longitud ilimitada.

La producción a gran escala de hilos y cables de nanotubos sería una bendición para los ingenieros de casi cualquier campo. Se podrían utilizar, por ejemplo, en líneas de transmisión de energía ligeras y supereficaces para las redes eléctricas de última generación; y en versiones ultra fuertes y resistentes a los rayos de los materiales de fibra de carbono utilizados en los aviones. Según Hauge, los fajos de SWNT podrían ser útiles también en baterías, pilas de combustible y dispositivos microelectrónicos.

Para entender cómo hace Hauge los nanofajos, ayuda tener algunos conocimientos sobre alfombras voladoras.

El año pasado, Hauge y sus colegas descubrieron que podían fabricar fajos compactos de nanotubos con la misma maquinaria que el Departamento del Tesoro estadounidense utilizaba para incrustar en los billetes marcas únicas que dificultan su falsificación.

Hauge y su equipo utilizaron este proceso de impresión para crear capas finas de óxido de aluminio y hierro en un rollo Mylar. A continuación, retiraron las capas y las trituraron en pequeños copos.

Aquí es donde el proceso tomó forma. En una cesta de red, colocada en el interior de un horno, los copos metálicos despegaron y “volaron” en un flujo de vapor químico. A medida que fluían, filas de nanotubos se desarrollaron verticalmente a partir de las partículas de hierro en formaciones apretadas similares a bosques. Una vez realizada la cocción, al ver el resultado bajo el microscopio, los fajos parecían el pelo de una alfombra.

Mientras otros métodos utilizados para cultivar SWNT habían dado como resultado un mísero ratio del 0,5% de nanotubos para materiales de sustrato, la técnica de Hauge obtuvo un increíble 400%. El proceso podría facilitar el desarrollo de SWNT a gran escala.

En la última investigación, el equipo reemplazó el Mylar por carbono puro. Con esta configuración, los nanotubos literalmente tocaron techo, levantando el óxido de aluminio y hierro a partir de los cuales germinan mientras los otros extremos se mantienen unidos con firmeza al carbono. A medida que los fajos de tubos crecen más alto, el catalizador se convierte en algo similar a una cometa, volando en la brisa de hidrógeno y acetileno que fluye a través de la cámara de producción.

Hauge y su equipo esperan poner en práctica su trabajo sobre alfombras voladoras y nanocometas con el santo grial del desarrollo de nanotubos: un catalizador que no muere, permitiendo a los hornos fabricar como churros continuos hilos de material.

“Se pudiésemos mantener este crecimiento para que no nunca paren, de modo que, llegados a un punto, pudiésemos tirar de un extremo hacia el exterior del horno mientras el otro extremo continúa dentro creciendo, entonces podríamos desarrollar un material de metros de longitud y empezar a tejerlo”, señaló el autor.

Un Nuevo Lugar En Donde Podemos Llevar El Curriculum

España y Portugal han apostado fuerte por un nuevo instituto científico conjunto, el Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología (INL), cuyo edificio, en Braga (Portugal) fue inaugurado ayer con todos los honores. Asistieron el rey Juan Carlos y el presidente de Portugal, Aníbal Cavaco Silva, acompañados por el presidente del Gobierno, José Luis Rodríguez Zapatero, y el primer ministro portugués José Sócrates, junto con los ministros de Ciencia correspondientes Cristina Garmendia y José Mariano Gago.

En realidad, el laboratorio está todavía dando sus primeros pasos y en el moderno edificio todavía no hay científicos. Será después del verano cuando el INL debe tener a punto el reglamento y los requisitos de contratación para empezar a reclutar científicos. El plan es incorporar un total de 200 investigadores en cinco años, para desarrollar las grandes líneas de investigación predefinidas: nanomedicina, control ambiental, seguridad de alimentos y nanoelectrónica y nanomecánica.

El INL, cuyo director es el español Jesús Rivas (Universidad de Santiago de Compostela), tiene un coste de unos 100 millones de euros y está cubierto al 50% por España y Portugal, pero de esa cantidad unos 60 millones corresponden a la construcción del nuevo edificio, financiado en un 70% con fondos de la UE. El centro, que tiene un régimen jurídico internacional, está abierto a la entrada de nuevos países. Independientemente de los que participen oficialmente, el consejo rector del INL aspira, y es en ese aspecto en el que pone mayor énfasis, a fichar a científicos de alto nivel internacional sin mirar de qué país proceden.

Además de la ciencia de vanguardia, el nuevo laboratorio persigue la conexión directa con la aplicación industrial y comercial, e incluso el estímulo de creación de empresas derivadas directamente de la investigación.

fuente: www.elpais.com

Bienvenidos a Otoño 2009

Inicia la tradición de este blog académico. Una nueva generación de 22 estudiantes de Nanotecnología e Ingeniería Molecular y 4 estudiantes de Química estarán compartiendo a lo largo del semestre sus ideas, lecturas y hallazgos sobre la nanociencia y la nanotecnología. Aprendamos de lo que los demás escriban, comentemos sus contribuciones.

Buen semestre.