Viruses Build Piezoelectric Nanogenerator Through Self Assembly

La nanotecnología ha abierto la posibilidad de la construcción de cosas como lo hace la naturaleza : en la nanoescala. Como tal , el biomimetismo ha sido un principio rector de la nanofabricación .

Pero a diferencia de los procesos naturales , la síntesis artificial de estructuras a nanoescala a menudo ha requerido condiciones tóxicas y costosas. Ahora los investigadores en el Instituto Superior Coreano de Ciencia y Tecnología ( KAIST ) afirman haber desarrollado un proceso de síntesis que se puede hacer de una manera más natural y sin los entornos costosos y extremas anteriormente requeridos.

Lo que los investigadores idearon utiliza un virus inofensivo , hecho por el hombre , conocido como el gen viral M13. Los investigadores modificaron de modo que actuó como una plantilla para un material piezoeléctrico , titanato de bario ( BaTiO3 ) .

La investigación, que fue publicada en la revista ACS Nano ( "Virus -Directed Diseño de un BaTiO3 nanogenerador Flexible" ) , demostró que se podría construir un alto rendimiento, nanogenerator flexible desde el material piezoeléctrico utilizando el gen viral M13 como plantilla para guiar auto-ensamblaje del dispositivo .

"Esta es la primera vez para introducir un material piezoeléctrico inorgánica bio - con plantilla a un sistema de captación de energía con alimentación propia , que puede ser realizado a través de la síntesis de materiales respetuosos del medio ambiente y eficiente", dijo el profesor Keon Jae Lee , del Departamento de Ciencia de los Materiales y Ingeniería en KAIST en un comunicado de prensa.

Pero , por supuesto, el uso de virus artificiales para guiar el auto-ensamblaje de dispositivos ha sido durante mucho tiempo la competencia de Angela Belcher en el MIT durante más de una década. No obstante , no podemos objetar que esta es la primera vez que se utilizó una plantilla de virus para crear un nano-generador . Y tiene un rendimiento de salida eléctrica bastante respetable , reclamado en el trabajo de investigación en alrededor de 300 nA y 6 voltios.

De hecho, el verdadero avance de la investigación puede ser que el método de biosíntesis que los investigadores desarrollaron KAIST podría abrir nuevas posibilidades en el autoensamblaje bio - inspirados para aplicaciones que van desde termoeléctricas en biocombustible células.

By Dexter Johnson

Posted 5 Dec 2013 | 17:31 GMT

IEEE Spectrum

Extraordinary Room-Temperature Photoluminescence in Triangular WS2 Monolayers

Extraordinary Room-Temperature Photoluminescence in Triangular WS₂ Monolayers

Abstract

Individual monolayers of metal dichalcogenides are atomically thin two-dimensional crystals with attractive physical properties different from those of their bulk counterparts. Here we describe the direct synthesis of WS₂ monolayers with triangular morphologies and strong room-temperature photoluminescence (PL). The Raman response as well as the luminescence as a function of the number of S–W–S layers is also reported. The PL weakens with increasing number of layers due to a transition from direct band gap in a monolayer to indirect gap in multilayers. The edges of WS₂ monolayers exhibit PL signals with extraordinary intensity, around 25 times stronger than that at the platelet’s center. The structure and chemical composition of the platelet edges appear to be critical for PL enhancement

Selective Excitation of Single Molecules Coupled to the Bright Mode of a Plasmonic Cavity

Selective Excitation of Single Molecules Coupled to the Bright Mode of a Plasmonic Cavity

Abstract

Plasmon-based optical antennas featuring a nanometer-sized gap can enhance the photophysical properties of solid-state quantum emitters by several orders of magnitude at room temperature. However, controlling the position and orientation of an isolated emitter in a metallic resonator, at the nanometer scale, has only been achieved in scanning probe geometries. Using radially polarized cylindrical vector beams and DNA-assembled gold nanoparticle dimers, we demonstrate the reproducible interaction of single dye molecules with the bright longitudinal mode of a plasmonic cavity, achieving decay rate enhancements of 2 orders of magnitude. These results demonstrate that interfacing efficiently isolated quantum emitters and optical nanoantennas is possible on a large scale.

Keywords:

Plasmon coupling; DNA self-assembly; single molecule; Purcell effect; cylindrical vector beam; radial polarization

Wide Wavelength Tuning of Optical Antennas on Graphene with Nanosecond Response Time

Wide Wavelength Tuning of Optical Antennas on Graphene with Nanosecond Response Time

Abstract

Graphene is emerging as a broadband optical material which can be dynamically tuned by electrostatic doping. However, the direct application of graphene sheets in optoelectronic devices is challenging due to graphene’s small thickness and the resultant weak interaction with light. By combining metal and graphene in a hybrid plasmonic structure, it is possible to enhance graphene–light interaction and thus achieve in situ control of the optical response. We show that the effective mode index of the bonding plasmonic mode in metal–insulator–metal (MIM) waveguides is particularly sensitive to the change in the optical conductivity of a graphene layer in the gap. By incorporating such MIM structures in optic antenna designs, we demonstrate an electrically tunable coupled antenna array on graphene with a large tuning range (1100 nm, i.e., 250 cm^–1, nearly 20% of the resonance frequency) of the antenna resonance wavelength at the mid-infrared (MIR) region. Our device exhibits a 3 dB cutoff frequency of 30 MHz, which can be further increased into the gigahertz range. This study confirms that hybrid metal–graphene structures are promising elements for high-speed electrically controllable optical and optoelectronic devices.

Keywords:

Graphene; active plasmonics; coupled antennas; electrically tunable; high speed tuning

Nano partículas ayudan a resolver misteriosos casos de infertilidad

Científicos de la Universidad de Oxford  han utilizado nano partículas para identificar los mecanismos que producen la infertilidad en diferentes casos, este proceso se llevó a cabo primordialmente en lechones. Esto consiste en que al  esperma lo sobrecargan de nano partículas de silica, que sirven como componentes que identifican, diagnostican o pueden tratar las causas de infertilidad y que a su vez, no interfieren con la función del esperma, lo cual las hace excelentes mensajeras. Más adelante, los científicos esperan poder usar estas nano partículas para tratar la infertilidad, asi como también usarlos para mandar componentes al óvulo.

http://nanotechweb.org/cws/article/yournews/55468

Tsunami nanoescala ayuda al proceso sintonización de los grillos

Investigadores de  la Universidad de Bristol, descubrieron el mecanismo por el cual los grillos escuchan y distingen los sonido. Al ser este posesos entendido en nanoescala puede ayudar a fabricar formas de procesar señales en pequeños micrófonos o sensores.

El tímpano del grillo genera vibraciones de onda las cuales se agrupan como si fueran un tsunami y así viajan a través de la membrana de un lado al otro. Las ondas provocadas por sonidos de baja frecuencia viajan completamente a través de la membrana, en donde las células nerviosas sensibles a bajas frecuencias se pegan a la membrana. En contraste de ondas de alta frecuencia las cuales solo viajan la mitad de ese recorrido y se paran en donde se agrupan las ondas de alta frecuencia.

 La distribución de las vibraciones es diferente, la energía que contienen las ondas es amplificada a lo largo de su paso por el tímpano, al medirlo descubrieron que la energía podía aumentar hasta 56,000 su tamaño, lo cual es remarcable ya que de trata de un proceso puramente mecánico dentro de la membrana del tímpano

http://nanotechweb.org/cws/article/yournews/55305

Efecto de cuántico Hall fue creado usando luz

Científicos de los Estados Unidos han creado el efecto cuántico de Hall usando luz en lugar de electrones, lo cual puede dar pie a entender de manera más profunda el efecto cuántico de Hall y talvez contribuir al desarrollo de circuitos fotonicos que usen luz para procesar información.

El efecto cuántico de Hall, es un fenómeno que ocurre cuando un voltaje es aplicado sobre un pliego conductor y un campo magnético es aplicado de manera perpendicular al pliego. En la mayor parte del pliego los electrones viajan en órbitas circulares cuántizadas por acción del campo magnético. Sin embargo, en la esquina de la hoja los electrones viajan alrededor del pliego en semicírculos siguiendo las imperfecciones, ya que de hacerlo en circulo se saldrían de la hoja y tendrían que volver a entrar.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/55397

Nanotecnología en el desarrollo de medicinas: concentrada en regiones neurologicas

El daño de los mecanismos médicos en el cerebro son mucho. Sin embargo con los actuales avances en el área de nanotecnología se han podido desarrollar una generación de plataformas moleculares multifuncionales, las cuales son capaces de transportar medicamentos a través de la barrera que hay entre la sangre y el cerebro, para así poder funcionar sobre células especificas dentro del cerebro, y administrar el medicamento de forma controlada, además de permitir la visualización del proceso por medio de la toma de imágenes por sistemas convencionales, permitiendo una medicina personalizada. 

Los métodos actualmente utilizados para la inyección de medicamentos en el cerebro son, riesgosos, y caros; pero existen alternativas una de ellas ea a través de la modificación de la barrera de sangre y cerebro pero esto puede llegar a ser muy riesgoso, debido a puede causar cambios hypoelectroliticos y bloquear los mecanismos que regulan la entrada de sustancias al cerebro. Sin embargo, la nanotecnología ofrece otra forma la cual es usar a las células que el cerebro permite la entrada como "caballos de troya". Las células cargadas con el medicamento, no efectivo, entran a través de la barrera sangre-cerebro, al estar ahí  tienen un cambio enzymatico o químico lo cual hace que el medicamento se vuelva activo.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3592553/

Nanotecnología en la Industria alimenticia

Los alimentos nano-estructurados son aquellos que han sido cultivados, producidos, empaquetados usando técnicas o herramientas nano-tecnológicas, o han sido adicionados con nano-materiales. La nanotecnología ofrece diversos beneficios a futuro para la industria  alimenticia entre los que se abarcan diferentes usos en la conservación y empaque de alimentos, la adición de nutrientes a la comida, el desarrollo de colorantes y saborizantes más potentes, y la producción de alimentos a menores costos. Sin embargo, al igual en como se abren las oportunidades la preocupación por la salud también aparece. 

En el documento del link aparece con mayor profundidad el tema.

https://www.dovepress.com/getfile.php?fileID=6256