lunes, 30 de marzo de 2009

Paneles solares ¿peludos?

Dos equipos de investigadores han desarrollado, de forma independiente, nuevos métodos para fabricar nano-cables que podrían aumentar de forma espectacular la eficiencia de las células foto-voltaicas, usando esos nanocables para mejorar la conducción de electrones desde la superficie de una célula solar hacia el electrodo.
El primer equipo, en la Universidad de California en San Diego, ha creado unas células solares “peludas”, aunque solamente visibles con un microscopio. Los “pelos” son los nanocables, estructuras microscópicas que sirven para completar circuitos también microscópicos. Estos nanocables se sitúan en una superficie conductora barata y flexible, y luego se revisten con un polímero orgánico.
El otro equipo de investigación, formado por un consorcio entre las universidades alemanas de Jena, Gottingen, Bremen y la universidad de Harvard, ha desarrollado una técnica para unir estos nanocables con superficies conductoras, creando una especie de bocadillo de alta tecnología, donde los nanocables estarían en medio de esas dos superficies, permitiendo que la electricidad circule de forma mucho más eficiente y que podría ser el principio de unos circuitos integrados completamente diferentes a los actuales.
Sin embargo, en la técnica californiana aparece un pequeño problema, y es que el polimero se degrada cuando se expone al aire libre. Aún así, si se consigue que ambas opciones continúen el desarrollo y lleguen a escala comercial, se podrían construir paneles mucho más pequeños, baratos y fáciles de instalar que los actuales a la par que eficientes, ya que la eficiencia de los paneles solares flexibles actuales es de entre el 6 y el 9%, mientras que los nuevos paneles con nanocables podrían llegar hasta el 40%.

The next not-so-big thing: Nanogenerators

Just as a machine won't run without a source of power, a device built at the nano-scale is of little use if it doesn't have the energy to work as a sensor or drug delivery particle. Since there isn't a battery in existence yet that's small enough to couple with a nanodevice, researchers have sought to power such microscopic creations with energy drawn from their surroundings. This energy so far has come primarily from chemical reactions (such as the oxidation of hydrogen peroxide), but that may change. A new study published today in Science describes the creation of a nanogenerator that transforms kinetic energy into a continuous flow of direct-current (DC) electrical energy.

Zhong Lin Wang, director of the Center for Nanostructure Characterization at the Georgia Institute of Technology, says the kinetic energy can come from a variety of sources, including ultrasonic waves, mechanical vibration or blood flowing through the body. (Wang wrote about self-powered nanotech machines for the January 2008 issue of Scientific American.)

Wang's nanogenerator consists of an array of vertically aligned zinc oxide nanowires (each about one micron long) standing about a half-micron apart on a flat piece of gallium arsenide, sapphire or a flexible polymer substrate. On top of that nanowire forest, Wang and his colleagues lowered a tiny plate containing thousands of silicon electrodes until they were touching the tips of the nanowires (sandwiching these wires between the substrate and the electrode plate). When the plate—which is wavy like a piece of corrugated cardboard—is pressed down on the wires, this flexing produces small electrical charges. "The elastic bending of the zinc oxide nanowires is a major advantage," Wang says. Carbon nanotubes, for example, are much less flexible.

Each nanowire can generate only about a 50 millivolt charge. That means that each generator would have to contain hundreds or thousands of nanowires, and many of these generators would have to be linked in parallel to produce a meaningful amount of energy that could power even the tiniest sensor. Wang says his short-term goal is to create a nanogenerator that can produce a 0.50 volt charge.

Such generators could be used to power sensors for detecting cancer or measuring blood sugar level for diabetics, Wang says. He adds that within five to 10 years, the technology will mature to the point that these generators could be placed in the soles of shoes or the fabric of clothes so that people will be able to power their iPods and cell phones using the mechanical energy created by the rustling of their clothes or compression of their shoe insoles as they walk.

The design for Wang's new mini-generator, however, poses several challenges. When nanowires are grown, they don't all end up the same length. Some wires might not be long enough to make contact with the plate and those that are will produce different levels of energy when pressed by the electrode plate.

Still, Wang sees a need to for his nanogenerator because no batteries exist that are small enough to power technology at the nano scale. Another issue, Wang points out, is that batteries tend to use toxic materials such as lithium and cadmium, which cannot be implanted in the body as part of a biomedical device. Zinc oxide, he notes, is non-toxic.

The schematic above shows the direct current nanogenerator built using aligned zinc oxide nanowire arrays with a "zigzag" top electrode. The nanogenerator is driven by an external ultrasonic wave or mechanical vibration and the output current is continuous. The lower plot is the output from a nanogenerator when the ultrasonic wave was on and off. Schematic courtesy of Zhong Lin Wang, Georgia Tech

Sensitive polymers show drug delivery promise

Chemists in the US have developed a three-component polymer that can respond to temperature, pH and the presence of a reducing agent. This means that when the polymer is made into micelles to encapsulate and deliver drugs, there are three different ways to release them where they are needed.

Polymeric micelles are nano-sized particles made from clumps of polymer chains with both hydrophobic and hydrophilic ends. In aqueous solutions, the chains come together forming spheres with the hydrophobic end pointing inwards and the hydrophilic ends point outwards - trapping smaller molecules inside the structure.

Although there are potential uses in nanotechnology, medical imaging and catalysis, the most promising role for these micelles is drug delivery, but it is crucial that they disassemble in the right place to ensure that the drug is released where it is needed.

Now, Thai Thayumanavan and colleagues at the University of Massachusetts in Amherst, US, have devised a system that responds to three different conditions. 'For better targeting in drug delivery, it is desirable that there is cooperation between multiple stimuli,' Thayumanavan told Chemistry World.

The idea, he explains, is to develop a polymer that requires two or more stimuli to release its cargo. Since body chemistry is complex, many drug delivery systems are prone to 'leaking' - so a polymer that responds to multiple conditions would be highly effective. 'We are not sure whether this polymer itself will be a viable drug delivery vehicle,' Thayumanavan adds, but indicates that it is a step in the right direction.

The new polymer comprises two different polymers joined in the centre by a chemical linker. Poly(N-isopropyl acrylamide) forms the temperature sensitive, hydrophilic end, while 2-hydroxyethyl methacrylate makes up the hydrophobic, pH-sensitive end. Under gentle heating or mildly acidic conditions, the polymers will switch from being hydrophobic to hydrophilic (or vice versa) - causing the micelles to disassemble.

The final part in the sensitivity trio is played by the central linker itself, which contains a disulfide group. This group can easily be cleaved by a mild reducing agent, scissoring the polymer chains apart.

'This is a really neat piece of work,' says David Fulton, a polymer expert at Newcastle University, UK. 'The trick is to make micelles give up their payload on command, and the group have found a very clever system to do this.'

Fulton also noted that Thayumanavan's team had found another interesting thing: that a tripeptide found in cells called glutathione can trigger the reduction of the central linker. 'Given that some cancer cells are known to have high concentrations of glutathione, this work holds great promise and could lead to the development of a new class of 'smart' drug delivery systems,' he says.

First Measurement of Electric Current from Single Molecular Nano Wire

For the first time, researchers from CNRS, the Free University of Berlin and Humboldt University (Berlin) have measured the ability of a single, very long molecular wire to carry electric current. Until now, there were only statistical measurements on a collection of wires a few nanometers long.

Single polymer chains as molecular wires

Now, thanks to an ingenious experiment using a scanning tunneling microscope, the researchers have characterized individual polymer chains of known length, up to 20 nanometers long. They confirm what is predicted by theory: the ability to conduct electric current decreases exponentially with the length of the wire. These findings are published in the 27 February 2009 issue of the journal Science.

Tomorrow's electronic circuits will be made up of individual molecules, connected to each other by means of 'molecular electric wires' (themselves consisting of a single, long molecule). But first, researchers need to understand how electric current flows through this type of wire. On the macroscopic scale, the ability to carry current, called conductance, varies linearly as a function of the length and cross-sectional area of the wire. On the scale of a molecule, this rule is no longer valid. Consequently, it is necessary to measure the electric current that flows through a single molecular wire connected to two electrodes and determine how it varies as a function of the length of the wire. Until now, all the experimental studies focused on very short wires (a few nanometers long) or were based exclusively on statistical measurements.

At the Free University of Berlin, in collaboration with CNRS's Center for Materials Elaboration and Structural Studies (Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales) (CEMES) in Toulouse and with Humboldt University (Berlin), researchers carried out an ingenious experiment to measure the conductance of a single molecule with a perfectly defined length. First they placed small molecules on a gold surface, which they bonded chemically to each other by means of a surface polymerisation reaction, which brought about the formation of long molecular chains. They then selected one of the chains by making images of the surface with a scanning tunneling microscope and chemically bonded one end of the chain to the microscope's metal tip, which thus made up one of the two electrodes, while the other end of the polymer remained in position on the gold surface, making up the second electrode.

By moving the tip away from the surface, the researchers gradually lifted up the chain, thus forming a molecular electric wire that became longer as the tip moved away from the surface. The scanning tunneling microscope was used both to measure the length of the selected molecular electric wire (since the resolution of the image is on the atomic scale it can, for example, be used to count the number of monomers2) and to measure the current flowing through it. For the first time, the charge transport through a single polymer chain was measured for different lengths (up to 20 nanometers) between the two electrical contacts.

The results are in agreement with theoretical predictions: the current decreases exponentially with the length of the molecular electric wire. After the success of this innovative experiment, it is now up to chemists to come up with more conductive molecules that can be used to develop molecular wires able to carry current over even greater distances.

Polímeros inteligentes para mejorar el cultivo del mejillón

El cultivo del mejillón en Galicia tiene un serio enemigo: el fouling . Es el término inglés con el que se conoce a las comunidades de microorganismos de fauna y flora que se adhieren a los diferentes sustratos sumergidos en el mar. Para los acuicultores, el fouling es una auténtica pesadilla, porque, al pegarse a las mallas, jaulas y otros accesorios utilizados en los cultivos marinos, impiden el paso de los nutrientes con los que se alimentan las crías.
José Ángel Vidal, gerente de la empresa Ecoplas Barbanza, con sede en Pobra do Caramiñal, conoce bien el problema. La firma que dirige se dedica a la fabricación de las mallas en las que se depositan los mejillones en el mar, bajo las bateas, a la espera de su venta en fresco. Explica que el fouling no solo provoca la mortandad de buena parte de los moluscos guardados en esas mallas -que puede afectar a entre un 10% y un 30% de ellos, dependiendo del tiempo que estén sumergidos bajo el agua-, sino que además disminuye el engorde de los ejemplares.
Ahora, la Universidade de A Coruña (UDC), su grupo de microalgas y su laboratorio de polímeros, este último con sede en Ferrol, ha lanzado un proyecto de investigación con el que esperan resolver los problemas causados por el fouling .
El objetivo se centra en conseguir un nuevo material plástico que sea capaz de liberar, de forma controlada, un biocida que evite la fijación de los microorganismos a las mallas, pero que no sea nocivo ni para los mejillones ni para el medio ambiente marino. «Es lo que se conoce como polímeros inteligentes», explica la investigadora María José Abad, responsable del grupo de polímeros de la UDC.
El proyecto se dedicará, en una primera fase, a identificar qué tipos de microorganismos son los que con más frecuencia se adhieren a los sacos. Y en una segunda fase, los científicos de la UDC crearán diferentes tipos de plásticos, con el biocida ya aditivado, para ver cuál de ellos es más eficaz contra el fouling .
La empresa espera obtener una malla capaz de repelerlo a finales del 2010, cuando el proyecto de investigación llegará a su fin.

Paper-based electronics printing soon?

Researchers at the University of Helsinki in Finland have succeeded in producing nano-sized metallic copper particles that could enable the production of electronic devices printed directly onto paper.

The research group was synthesising and studying so-called intelligent polymers - large-molecule compounds that change their properties according to the changing ambient conditions.
They found that as the size of copper particles was reduced to a nano-scale (in this case, about 8nm), their material properties underwent substantial changes.
Paper electronics as cheap as chips

This reduced the particles' melting point to the level where they could be attached (or 'sintered') onto paper with the help of protective polymers.

When they measured the resulting conductivity, the scientists found that it was possible to form electricity-conducting layers and patterns on paper at relatively low tempatures (15-200 degrees C).

The ability to create intelligent patterns on paper with miniscule amounts of nanotech copper could lead to a new era of low cost, even disposable electronics.
Newspapers could include video footage on the front page, documents could include a digital version in tiny Flash memory chips and bank notes might incorporate sophisticated anti-forgery watermarks.

Nano fine glass powder for beautiful teeth

Glass powder from SCHOTT: Tooth fillings made of glass powder and polymers have replaced most of the amalgam fillings that contain mercury. SCHOTT supplies its glass powder to the dental industry all over the world.Landshut (Germany) March 24, 2009 — SCHOTT is the world’s leading manufacturer of special glass powders for dental fillings made of composite materials. At the IDS, the international technology group presented the world’s first “NanoFine” dental glass powder that consists of particles that are only 180 nanometers in size. For dentists and patients alike, finer filler materials mean longer lasting fillings and a more attractive appearance. Product developers also benefit from the extended material properties. Bright white teeth are an attractive sign of one’s health. Nevertheless, caries rank among the world’s most frequent and widespread infectious diseases. Painful holes can result when bacteria cause the dental enamel to become porous. To save the tooth, the dentist has to remove the damaged areas and fill them with a replacement material.

In the past, mainly metallic alloys, such as gold or amalgam, were used as fillings. However, these have disadvantages: they conduct electricity, heat and cold to the sensitive nerve of the tooth. Many patients disapprove of using amalgam, a substance that contains mercury, for health reasons. Besides, these dark metallic fillings are often considered to be unattractive.

Fillings made from composites offer clear advantages

Dental composites, on the other hand, are optically similar to natural tooth material. Their recipe for success lies in their main components: a polymer resin that is initially liquid but hardens when exposed to UV light, and the less familiar but important filler material glass.

“Glass powder is a key component of modern dental composites,” explains Dr. Jörn Besinger, head of development at SCHOTT in Landshut, Germany. “Hardly anyone knows that a dental filling contains up to 80 percent glass powder. This gives the filling excellent mechanical properties. It can handle sustained pressure and is easy to polish,” he adds.

Fine pigment shades allow these fillings to match the respective tooth just perfectly. This is why they are often used for front teeth. But this filling material delivers convincing results with side teeth, as well. Dental composites stand up to the grinding movements of the masseter or chewing muscle, considered to be the strongest muscle in the body, for many years.

Nano fine glass particles for perfect dental fillings

In addition to the use of an extremely pure specialized glass, the size of the particles is critical to the quality of the composites. Here, experts say the smaller, the better. SCHOTT supplies its ultrapure dental glasses in 5 to 0.4 micrometer (µm) grain sizes. For this reason, leading dental composite manufacturers mainly use “SCHOTT UltraFine”, currently the finest quality level on the market, for their products.

Now, the technology group has succeeded in improving the grain size from “UltraFine” to “NanoFine” by further developing its patented multi-stage grinding process. The resulting particles are an average of 180 nanometers (nm) in size, with a tolerance of only 30 nm and a very narrow grain size distribution.

“The nano fine filler particles improve the appearance and ability to polish the composites and, therefore, also their resistance to wear,” Dr. Besinger explains. “In order to make it easier to process this nano fine powder, we offer NanoFine 180 with dispersing aids on an optional basis that prevent agglomerates from forming. The fine glass powder can also be combined with coarser particles to increase the packing density of the glass particles contained in the material. This reduces polymerization shrinkage, the contracting of the material that occurs during hardening of the polymer mixture,” he notes.

SCHOTT expands portfolio by adding other glass types

To ensure that the dentist can quickly determine whether a tooth shown on an x-ray image is healthy, carious or already contains a filling, dental glass powders from SCHOTT are x-ray opaque. Whereas healthy teeth look gray in x-ray images and cavities are darker, the composite fillings light up in white and can thus be clearly distinguished from untreated and carious teeth.
For IDS, SCHOTT will be adding other inert types of glass to its portfolio. In addition to glasses that contain barium and strontium, as well as special highly radio-opaque glasses for root canal fillings, glass powders that contain zirconium are now also being offered. These glasses are available with a refractive index of between 1.47 nd and 1.83 nd. This allows for a perfect match between the transparent filling material and the demands of various polymer recipes.

125 Years of a History of Innovation

Based in Landshut, Germany, SCHOTT Electronic Packaging (EP) is the leading manufacturer of special glass powders that feature specific physical, chemical and bioactive properties.
With several competence centers all over the world, SCHOTT EP offers the most modern dental glass powders in the highest degrees of purity and the finest grain sizes of 5 µm to 180 nm for esthetic restoration of teeth.

The company that belongs to the international technology group SCHOTT, which employees a staff of 17,300 all over the world, looks back on 125 years of experience in developing, manufacturing and reliably delivering unique glass technology to customers all over the world.

jueves, 26 de marzo de 2009

Noticias de nanotecnología.

Hola a todos! estaba viendo unas noticias de nanotecnología y encontre esta página en español que tiene varias noticas de nanotecnología:

Espero que les sea de utilidad, un abrazo!

Desarrollan una tecnología para cargar el móvil sólo con la energía del cuerpo humano.

Redacción Internacional.(EFE).- En el futuro será posible utilizar un reproductor de mp3 o un teléfono móvil sin necesidad de baterías y con la sola energía que produce el movimiento del cuerpo, según un sistema basado en la nanotecnología que se desarrolla en EE.UU. La innovación fue presentada en la 237 reunión anual de la American Chemical Society en Salt Lake City (oeste de EEUU) por científicos del Instituto de Tecnología de Georgia.

Los investigadores, encabezados por el profesor Zhong Li Wang, han logrado captar la energía del entorno convirtiendo en electricidad vibraciones de baja frecuencia como los movimientos del cuerpo, del latido del corazón o del viento.

Para ello utilizan nanocables de óxido de zinc cuyo diámetro es una vigésimoquinta parte del de un cabello humano y que son piezoeléctricos, es decir que generan una corriente eléctrica cuando son sometidos a una presión mecánica.

Según Wang, la ventaja de esta tecnología es que los nanocables pueden fijarse con facilidad a muchos tipos de superficies, por lo que los nanogeneradores funcionan igualmente en el aire o en un medio líquido si su envoltorio es el adecuado.

También pueden colocarse sobre metales, polímeros, la ropa e incluso en tiendas de campaña.

"Sencillamente, esta tecnología puede ser utilizada para generar energía bajo cualquier circunstancia mientras exista el movimiento", afirma Wang.

Los nanogeneradores tendrán múltiples aplicaciones en los campos de la defensa, el medioambiente, la biomedicina y la electrónica en general, añadió.

De momento, el principal desafío es aumentar su voltaje. "Una vez que hayamos podido aumentar su voltaje de 0,5 a 1 voltio habrá importantes aplicaciones en muchos campos", señaló Wang.

El científico dijo a Efe que espera que de aquí a cinco años se pueda utilizar este sistema para hacer funcionar un reproductor mp3, un pequeño ordenador portátil y un teléfono móvil.

"Si tenemos éxito, el mercado puede superar los 100 millones de dólares", afirmó.


martes, 24 de marzo de 2009

Could nanotechnology save ancient books from crumbling?

SALT LAKE CITY--For books, it's a long, slow journey to yellowing and crumbling. That's because acidic chemicals in most kinds of modern paper slowly break down the cellulose fibers of which books are made. After old books become yellow and start crumbling at the edges, they eventually turn into dust, after several decades.

The Library of Congress and other institutions have long de-acidified books to preserve them. But commercially available technologies such as the one the Library of Congress uses change the feel of paper and make it slippery, Piero Baglioni of the University of Florence said here Sunday at the annual meeting of the American Chemical Society. That effect is due to the fluorine-based chemicals -- think Teflon, another fluorine-based compound -- used to mix de-acidification particles with water. “The paper feels different to the touch” after this kind of treatment, Baglioni says.

Enter nanotechnology. Baglioni and his colleagues have a fix: An alcohol-based solution containing 100-nanometer particles that they spread on the pages. The nanoparticles, made of calcium hydroxide or magnesium hydroxide, stick to the cellulose fibers and begin to suck up the protons that hang around and make the paper acidic. Once the fibers are chemically stabilized, the books should last longer, Baglioni said, although it’s hard to know what will happen in the long term: Scientists have a number of ways simulate the effects of aging, but no universally accepted way to predict the success of de-acidification.

Baglioni’s nanoparticles don't leave the paper slippery because they're alcohol-based, rather than water-based, and don't require fluorine-based compounds. The Florence team’s technology has been around for several years and has been used to restore ancient books, says Baglioni, who also says restoration experts like it because it doesn’t alter the feel of the paper.

Baglioni says his team has also used the nanoparticles to de-acidify paintings both ancient and modern, and could help save the Vasa, a 17th-century Swedish ship that's been turned into a museum in Stockholm. That ship's acidic wood is causing it to slowly decay.


Imagínense que encontremos patrones para regenerar la piel de una manera eficaz.



(cortesía del Dr. Córdova: gracias, muy entretenido!).


lunes, 23 de marzo de 2009

Más sobre el grafeno :)

Read also:

Plazo para ponerse al corriente en entradas al Blog


Tienen hasta este viernes (los que tengan que hacerlo) para ponerse al corriente en cuanto a las entradas escritas en este blog. A estas alturas deberían tener al menos 5 entradas por persona. A partir del viernes a las 5:00 revisaré y sin excepción, consideraré ya contabilizado el 50% de la nota correspondiente (que aporta el 10% de la calificación final).
A ponerse al corriente!

domingo, 22 de marzo de 2009

Producen Grafano, un Derivado del Grafeno

Unos investigadores de la Universidad de Manchester han producido un nuevo y asombroso material: el grafano, derivado del grafeno.

El grafeno, descubierto en esta Universidad en el 2004, es un cristal de un solo átomo de espesor con altísimas y muy raras propiedades conductoras que lo han convertido en uno de los temas más atractivos en la física y la ciencia de los materiales. Su uso ha sido pronosticado para muchas futuras aplicaciones en la electrónica y la fotónica.

Andre Geim y Kostya Novoselov han llegado a la conclusión de que los usos indirectos del grafeno pueden ser muchísimos más. Su afirmación se debe a que los científicos han encontrado que el grafeno reaccionará con otras substancias para formar nuevos compuestos con propiedades diferentes, abriéndose así nuevas oportunidades de desarrollo en el campo de la electrónica.

Como parte de la investigación, Geim y Novoselov han usado el hidrógeno para modificar el grafeno conductor en un nuevo cristal bidimensional, el grafano.

La adición de un átomo de hidrógeno junto a cada uno de los átomos de carbono en el grafeno logró producir el nuevo material sin alterar o dañar la construcción distintiva de un átomo de espesor. Pero en lugar de ser muy conductor, como el grafeno, el grafano tiene propiedades aislantes.

Los resultados de los análisis demuestran que el material puede modificarse usando la química, abriendo ello el camino para el descubrimiento de otros derivados químicos basados en el grafeno.

El descubrimiento de que el grafeno puede modificarse dando lugar a nuevos materiales, ajustando sus propiedades electrónicas, ha incrementado más aún las numerosas posibilidades de este grupo de materiales tan versátiles en el desarrollo de futuros dispositivos electrónicos.

La moderna industria de los semiconductores hace uso de muchos materiales distintos, desde los aislantes a los semiconductores y los metales. Pero ¿qué pasa si un solo material se puede modificar para que cubra el espectro completo necesario para las aplicaciones electrónicas? Imagine una oblea de grafeno con todas las interconexiones hechas del grafeno muy conductivo y prístino, mientras que otras partes se modifican químicamente para volverse semiconductoras y actuar como los transistores.

Nuevos polímeros a base del aceite de soya

Por Jan Suszkiw
Productos para el cabello, vendajes de heridas y la encapsulación de medicamentos son entre los usos potenciales de nuevos polímeros a base del aceite de soya conocidos como "hidrogeles" y desarrollados por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en Peoria, Illinois.
Los químicos del ARS Sevim Erhan y Zengshe Liu desarrollaron los hidrogeles a base del aceite de soya como una alternativa biodegradable a los polímeros sintéticos actualmente usados, incluyendo el ácido poliacrílico y poliacrilamida.
El aceite de soya es un material crudo atractivo porque es químicamente versátil, abundante y renovable--es decir, se puede replantar el cultivo de soya cada año para renovar la reserva. En el 2006, los granjeros estadounidenses plantaron 76 millones de acres de soya, una cantidad equivalente al 38 por ciento de la producción total mundial de las semillas oleaginosas, según Erhan. Ella y Liu trabajan en el Centro Nacional de Investigación de la Utilización Agrícola mantenido por ARS en Peoria.
Los científicos comenzaron a investigar los hidrogeles a base del aceite de soya en el 1999 como parte del objetivo del centro de Peoria de explorar nuevos usos de valor agregado para el maíz, la soya y los otros cultivos de la región medio oeste de EE.UU. Usando un proceso de dos pasos--polimerización por apertura de anillo, e hidrólisis--ellos crearon un polímero de hidrogel que es blando y húmedo pero duradero que se expande y se contrae en reacción a cambios en la temperatura y los niveles de acidez.
En pruebas, ellos observaron que la capacidad del hidrogel de absorber agua fue menos que la de los polímeros a base del petróleo. Pero resulta que ésta fue una ventaja. En colaboración con Erhan y Liu, un científico de la Universidad de Toronto exitosamente formuló el hidrogel en nanopartículas que encapsulan el medicamento doxorubicina usado para tratar el cáncer de seno. En experimentos sobre la liberación de medicamentos, el doxorubicina entregado en nanopartículas probó ser ocho veces más tóxico a las líneas de células cancerosas comparada con el mismo medicamento entregado en soluciones de agua y lípidos.
Proteínas de soya son alérgenos conocidos, pero Erhan no espera que este factor causará problemas en la utilización de nanopartículas como agentes de entrega del medicamento. Esto es porque la composición química del aceite de soya es completamente cambiada por el proceso de dos pasos usado en producir el hidrogel.

jueves, 19 de marzo de 2009

Miembros de la RedNano

Miembros de la RedNano:

[ ]

miércoles, 18 de marzo de 2009

Nanopyramids kill cancer cells

Noble-metal nanoparticles generate heat when illuminated with light. This heat can then be used to locally destroy cancer cells without harming surrounding healthy tissue. Gold nanoparticles are ideal candidates for photothermal therapy because their optical properties can be tuned in the near-infrared part of the electromagnetic spectrum. What's more, they are biocompatible and non-toxic, and their surfaces can be readily modified with antibodies to target specific receptors on tumour cells.
Until now, however, researchers have paid little attention to how nanoparticles should be designed to achieve the most efficient photothermal response. As team leader Teri Odom points out, nanoparticles have been tested as therapeutic agents based on availability instead of on optimized, tailor-made properties.
"Our work seeks to identify the most important structural parameters for designing noble-metal nanoparticles that can result in an optimized photothermal response," she told "We evaluated how different sizes, shapes and shell thicknesses of pyramidal-shaped nanoparticles affected the photothermal response."
By comparing how much heat was generated from four types of gold pyramidal particles in solution when exposed to near-infrared light from a laser, the team discovered that particles with the thinnest shells and sharp tips produced the most heat. These particles would be the best for photothermal therapy. To ensure that only differences in geometry were responsible for the observed temperature increase, the researchers compared the absolute amount of gold present in each batch of particles.
"The results provide a simple platform to determine the most important structural features in designing nanoparticles for photothermal cancer therapy," explained Odom.
The Northwestern scientists are currently investigating the photothermal response of nanopyramids in vitro using breast cancer cells. They are doing this by first functionalizing the nanopyramids with antibodies that target the cancer cells and then irradiating them with a near-infrared laser to ablate the cells. "We are also investigating whether gold is the best material for photothermal therapy or if combinations of materials – such as other noble metals and dielectric materials – could exhibit a higher photothermal response than gold-only particles," revealed Odom.
The work was published in Nano Letters.

Sponge-like nanoparticles absorb microwaves

Conventional microwave absorbers are severely inhibited by their high specific gravity and consequently new absorbers that are relatively lightweight, structurally sound, flexible and absorb strongly across a wide band range are required.
Reporting their results in Nanotechnology, researchers at Lanzhou University, China, have revealed the excellent microwave absorption properties of manganese oxide nanostructures, which the team believes can easily satisfy the above demands. In addition, the group has developed a simple and facile hydrothermal method of fabricating the material. Factors affecting their properties and the absorption mechanism are also discussed in detail.
Hydrohausmannite nanoparticles of about 10 nm were prepared by a hydrothermal method at 100 °C for 72 h. Annealing of the precursor was carried out in air at 400 and 800 °C for 10 h, and the products are γ-Mn3O4 nanoparticles of about 25 nm and a 3D porous Mn2O3 network with a ligament size of about 100 nm, respectively.
Research team
Time-dependent experiments were carried out to understand the formation process of the sponge-like 3D porous network. The microwave absorption of all samples can be attributed to dielectric loss. The precursor shows strong absorption at 16.6 GHz with a minimum reflection loss of –17.6 dB and the absorption bandwidth lower than –10 dB (90% absorbed) is about 2 GHz. The sample annealed at 400 °C for 10 h shows a strongest absorption peak of –27.1 dB at 3.1 GHz with a bandwidth lower than –10 dB of 0.8 GHz and a broad peak with a bandwidth lower than –10 dB of about 2.6 GHz. With annealing time increased at 800 °C, the absorption becomes weaker. This is because the annealing process can greatly reduce the number of point defects and dangling bonds, and can also reduce the surface volume ratio.
Future work includes the preparation of composite nanomaterials composed of different nanoparticles, which may result in even better microwave absorption properties. Corresponding studies of the absorption mechanism and complementary modeling are also being undertaken by the team.
About the author
D Yan, S Cheng, R F Zhuo, J T Chen, J J Feng, H T Feng and H J Li are PhD students from the Institute of Plasma and Metal Materials, which is part of the School of Physical Science and Technology based at Lanzhou University, China, and they are all majoring in condensed matter physics. Z G Wu and J Wang are lecturers at the institute. Prof. P X Yan is the head of the institute and also a member of academic committee of the State Key Laboratory of Solid Lubrication, Institute of Chemistry and Physics, Chinese Academy of Science in Lanzhou. D Yan is now studying the preparation and application of low dimensional manganese oxide-based nanomaterials.

domingo, 15 de marzo de 2009

En proceso el intercambio de Nanotecnología con University of Waterloo

Como pueden leer en el siguiente extracto del website de "The Iron Warrior" (The Newspaper of the University of Waterloo Engineering Society - Since 1980), ya están avisando el eventual convenio que se firmará entre nuestras instituciones para intercambio.

There are now over 60 destinations that Engineers can choose for taking one or two terms abroad integrated into their degree programs. We have recently added, or are very close to finalizing some exciting new ones:

The Universidad del Las Americas Puebla (UDLAP) in Mexico will host exchange students in Nanotechnology under an agreement that is expected to be signed very soon. If you’re an NTE student, bone up on your Spanish!

Para quienes no conocen el programa, mejor vayan familiarizandose: solo tendremos 3 plazas cada año y (espero que así sea) serán bastante competidas en cada ocasión. El convenio inicia por un plazo de 4 años, y posteriormente se revisará para renovación.

Vayan puliendo su inglés (aunque también su francés, está en una zona francófona).

lunes, 9 de marzo de 2009

U.S., Chinese scientists build nanorobot

NEW YORK, Feb. 16 (UPI) -- U.S. and Chinese scientists say they've created a two-armed nanorobot that can manipulate molecules within a device built from DNA

Researchers at New York University and China's Nanjing University said the programmable unit allows researchers to capture and maneuver patterns on a scale that is unprecedented.

New York University Professor Nadrian Seeman, one of the study's co-authors, said the two-armed nanorobotic device enables the creation of new DNA structures, thereby potentially serving as a factory for assembling the building blocks of new materials. With that capability, it has the potential to develop new synthetic fibers, advance the encryption of information and improve DNA-scaffolded computer assembly, he said.In the two-armed nanorobotic device, the arms face each other, ready to capture molecules that make up a DNA sequence. Using set strands that bind to its molecules, the arms are then able to change the structure of the device. This changes the sticky ends available to capture a new pattern component.

The researchers said their device performs with 100 percent accuracy, as confirmed by atomic force microscopy that permits features a few billionths of a meter to be visualized.

The research that included Nanjing Professor Shou-Jun Xiao and graduate students Hongzhou Gu and Jie Chao, is reported in the journal Nature Nanotechnology.


viernes, 6 de marzo de 2009


Las últimas décadas han sido testigos de los esfuerzos por desarrollar polímeros sintéticos que imitaran el comportamiento todo-nada, o al menos altamente no-lineal, de los polímeros funcionales naturales, especialmente las proteínas. Así, tal esfuerzo se ha visto compensado con el desarrollo de polímeros funcionales que responden a cambios de su entorno disolviéndose o segregándose de sus disoluciones o experimentando el hinchamiento y colapso de sus hidrogeles. Las variables a las que son sensibles son la temperatura, pH, campo eléctrico o magnético y otros parámetros de su entorno. Estos polímeros fueron denominados inicialmente «sensibles a estímulos», pero pronto se utilizó el término «inteligentes» en esa predisposición a equipararlos en propiedades a sus equivalentes naturales que les habían servido de inspiración. Su composición química es variada; poli(N-isopropilacrilamida), poli(óxido de etileno), poli(acrilamida), derivados de celulosa y otros. Estas moléculas «inteligentes» han sido y están siendo fuentes de desarrollos tecnológicos que tratan de aprovechar sus peculiares propiedades. El campo biomédico, incluido el sector oftalmológico, es sin duda el campo que más fuertemente apuesta por ellos. Así, son ya numerosos los ejemplos del uso de este tipo de materiales para la dosificación de fármacos, el diseño de válvulas químicas o de superficies termosensibles en ingeniería de tejidos.
Por otro lado, también durante estos años hemos asistido al nacimiento de polímeros «bioactivos», los cuales se caracterizan por estimular procesos celulares a la manera en que lo hacen las moléculas endógenas del ser vivo. Quizá el ejemplo más extendido es el de los polímeros que inducen proliferación y agregación celular y que se han convertido en matrices frecuentes en ingeniería de tejidos. El diseño más habitual de estos polímeros es el de una base estructural sintética, biodegradable o no, a la que se incorporan secuencias de adherencia celular, factores de crecimiento, anticoagulantes, antibióticos, u otras moléculas encargadas de dotarlos de una bioactividad suficientemente alta y específica. En ocasiones, la base polímera es un material inteligente, por lo que se aúnan las características de ambos tipos de materiales.
Podemos decir que el panorama de materiales inteligentes y bioactivos actual se describe bien con lo dicho en los párrafos anteriores. Sin embargo, todos los desarrollos y aplicaciones biomédicas que hacen uso de estos materiales chocan con uno de los principales handicaps de éstos y otros biomateriales, su biocompatibilidad. Efectivamente, el origen sintético de los polímeros usados hace que invariablemente, en mayor o menor medida, se disparen los sistemas de rechazo del organismo y/o aparezcan reacciones tóxicas al producto o a sus metabolitos. Esto es crítico en aplicaciones especialmente sensibles como la dosificación intraocular de fármacos o la ingeniería de tejidos oculares. En conclusión, a pesar del avance que suponen estos materiales, su aplicación no es todo lo satisfactoria que podríamos desear, existiendo un claro consenso sobre la necesidad de encontrar otras alternativas que, manteniendo o superando la funcionalidad de estos materiales, incorporen sensibles mejoras en su biocompatibilidad.
La respuesta a este anhelo se ha resistido hasta que en la pasada década se han sentado las bases para un nuevo tipo de materiales, los polímeros de ingeniería genética. Los orígenes de estos materiales se centran en trabajos pioneros del grupo de Capello y otros trabajando sobre la obtención de sedas sintéticas mediante polímeros proteicos basados en las secuencias de la fibroina natural y obtenidos mediante técnicas de ingeniería genética. El proceso comienza en el diseño y síntesis de un gen artificial que codifica un polímero proteico con la deseada arquitectura y tamaño y finaliza con su expresión en bacterias, hongos o plantas. El término acuñado para describir tales técnicas es «bioingeniería molecular».
Las herramientas de bioingeniería molecular han posibilitado que la incorporación de bioactividad sea una tarea sencilla, especialmente si esta bioactividad está dada por secuencias polipeptídicas, como las correspondientes a las secuencias de adherencia celular, que se pueden incorporar en el gen sintético en la cantidad y disposición deseada. Ya en trabajos pioneros de Capello se incorporó a esta base de fibroina sintética secuencias de adherencia celular (ProNectinT). Sin embargo, la verdadera revolución vino del descubrimiento por Urry de los polímeros sintéticos tipo elastina, construidos a partir de secuencias existentes en la elastina natural. A diferencia de las fibroinas, estos materiales tienen un acusado comportamiento de respuesta a estímulos y se han sintetizado ya polímeros sensibles a la temperatura, pH, estado redox, estado de iluminación, presión y otros. Acoplados a sistemas enzimáticos, han demostrado ser capaces de responder al contenido de glucosa y otros marcadores de posibles estados patológicos. Además, estos polímeros han demostrado ser extraordinariamente biocompatibles, pues los sistemas de vigilancia y rechazo del organismo son incapaces de distinguirlos de la propia elastina endógena. Junto a esto, sus productos de degradación son simples aminoácidos. Además, el proceso de bioproducción es extraordinariamente barato y medioambientalmente muy favorable.
Mediante estas técnicas, y en estos pocos años, ya se han obtenido polímeros complejos constituidos por diferentes bloques funcionales y estructurales dispuestos de la forma adecuada para obtener moléculas que muy difícilmente podrían ser obtenidas mediante técnicas convencionales de síntesis química y que presentan propiedades hasta ahora prohibidas para los materiales sintéticos. Así, en la práctica, podemos hacer uso de muchas de las herramientas de que disponen los seres vivos a la hora de diseñar sus propias proteínas funcionales, a tal punto que en el momento actual se percibe que el principal límite en el diseño de nuevos polímeros proteicos funcionales podría estar en nuestra propia imaginación.
Estemos atentos, porque el advenimiento de los polímeros proteicos de bioingeniería molecular supondrá una revolución en el campo de los biomateriales y abrirá las puertas de aplicaciones y terapias que antes estaban condicionadas o eran sencillamente imposibles.