Nanocables que se fabrican sobre fibras textiles actúan como acumuladores

La naturaleza tiene perfiles redondeados y flexibles mientras que la electrónica suele ser rígida y estar llena de ángulos. Llegar a salvar esta brecha es el objetivo de muchas investigaciones pero una de las más avanzadas es la que pretende obtener acumuladores de energía (baterías eléctricas) flexibles. Una aplicación estaría en su imbricación en las fibras textiles para hacer literalmente camisetas con baterías.

Un equipo de Atlanta (EE UU), liderado por Zhong Lin Wang, y otro coreano de Samsung Electronics han presentado estos supercondensadores cuyos electrodos son nanocables de óxido de cinc desarrollados sobre fibras textiles normales. Estos componentes se pueden recargar muchas veces y de forma muy rápida, pero lo difícil ha sido hacerlos lo suficientemente flexibles y ligeros.

El sustarato de un electrodo es un cable fino y flexible de plástico mientras que el del otro es una fibra de kevlar. Los investigadores consiguieron hacer crecer los nanocables en ambos sustratos, enrrollaron el kevlar alrededor del plástico y envolvieron el conjunto en un electrolito de gel sólido. Con un grupo de estas fibras se podría hacer un hilo, dicen en la revista Angewandte Chemie.

El óxido de cinc tiene ventajas sobre los materiales utilizados normalmente en condensadores de capacidad: se puede hacer crecer sobre cualquer sustrato en cualquier forma a baja temperatura (menos de 100 grados centígrados) y es biocompatible y no contaminante. Si estos componentes se utilizaran en combinación con nanogeneradores ya desarrollados en el laboratorio de Wang, los latidos y los pasos del que los llevara encima, o incluso un viento ligero, serían suficientes para generar corriente eléctrica suficiente para recargar pequeños aparatos electrónicos, como los telefonos móviles, y sensores.

En el mismo sentido se dirige una investigación de la Universidad de Illinois (EE UU), que intenta hacer componentes electrónicos similares a los tejidos biológicos en sus propiedades mecánicas y en la forma, que puedan ser implantados en el cuerpo humano. El objetivo, explica John Rogers, director del equipo, es fabricar una nueva generación de bioelectrónica implantable con usos en cirugía, en la dosificación de fármacos o en la aceleración de la cicatrización de heridas.

Plástico hecho sin petróleo

Un equipo de científicos de la Universidad de Utrecht ha conseguido sintetizar un nuevo tipo de bioplástico a partir de material vegetal y sin utilizar petróleo. Esta nueva tecnología emplea un catalizador fabricado con nanopartículas de hierro y es mucho más eficiente que los que ya existían, por lo que con el tiempo podría utilizarse a gran escala.

Desde hace algunos años se están desarrollando diferentes tipos de plásticos que no emplean petroleo como materia prima. Sin embargo, su producción requiere todavía muchos pasos y esto encarece el proceso, por lo que los precios aún no son competitivos. Ahora, la nueva tecnología puesta a punto por el equipo holandés acorta mucho el proceso y lo hace más eficiente.
En primer lugar, la biomasa es sometida a altas temperaturas para convertirse en gas. Una vez en este estado, un catalizador lo convierte en etileno y propileno, materiales ampliamente utilizados en la industria del plástico. Este catalizador está formado por nanopartículas de hierro que miden menos de 0,00002 milímetros y se fijan a nanofibras de carbono y otros compuestos para aumentar su estabilidad.

Los investigadores, que publican los detalles del proceso en la revista Science, explican que para la fabricación de este plástico se puede utilizar material vegetal no comestible, como los restos de las podas, por lo que no competirá con los cultivos destinados a la alimentación. Estos restos ya se utilizan como combustibles de segunda generación como el biodiesel y el bioetanol.

Más fuerte que una bala en movimiento, pero más ligero

Nuevas pruebas de material nano-estructurado podrían conducir a blindajes en contra de todo, desde balas hasta micro-meteoritos.

Los blindajes tradicionales son hechos de materiales voluminosos y pesados, como el acero. Sin embargo, una armadura fabricada un material ligero, como el Kevlar*, mostró que el grosor y el peso no son indispensables para absorber la energía del impacto.

Un estudio realizado por investigadores del MIT yUniversidad Rice ha mostrado que incluso materiales más ligeros son capaces de realizar este trabajo de manera efectiva.

La clave es el uso de compuestos hechos de dos o más materiales cuya rigidez y flexibilidad están estructuradas de maneras muy  específicas -como capas alternadas del grosor de algunos nanómetros. El equipo de investigación produjo proyectiles de alta velocidad en miniatura y midió los efectos que tenían sobre el material.

Los resultados completos se publicaron en la revistaNature Communications.

Los investigadores desarrollaron un polímero auto-ensamblable con estructura de pastel: capas gomosas, que proporcionan resistencia, alternadas con capas vítreas, que proveen fuerza. Luego desarrollaron un método para disparar cuencas de vidrio a muy alta velocidad contra el material utilizando pulsos láser para rápidamente evaporar una capa de material exactamente bajo su superficie.

Aunque las cuencas eran muy pequeñas  -algunas millonésimas de metro en diámetro-  eran cientos de veces más grandes que las capas del polímero impactado: lo suficientemente grandes como para simular el impacto de objetos grandes, como una bala, pero lo suficientemente pequeño para estudiar en detalle el efecto del impacto por medio de la utilización de un microscopio de electrones.

Imagen de microscopio de electrones de la sección transversal de un polímero en capas que muestra el cráter del impacto de una cuenca de vidrio y la deformación de las líneas paralelas. En esta prueba, el material recibió el impacto de lado. Pruebas comparativas mostraron que cuando el impacto se daba de frente, el material resistió más efectivamente. (Crédito: Thomas Lab, Rice University)

$200,000 Grant From AT&T for Developing Implantable Intravascular Biosensor

In order to give a push to nanotechnology, AT&T Foundation has given a grant of $200,000 for supporting The University of Texas Health Science Center’s Janey Briscoe Center of Excellence in Cardiovascular Research in order to develop a new medical device. The fund would be utilized for developing an implantable intravascular biosensor that would help in monitoring heath and disease progression in humans. The function of the nano-sized pressure sensor would be to monitor pressure within the cardiovascular system and blood flow whereas the information would be transmitted to a data collection module worn by the patient, most probably a wristwatch device. The external device would then be transmitting the data to a central remote monitoring station where it could be viewed in a real time by health care providers and offer an insight into potential irregularities in the heart. This is what John T. Montford, Senior V.P, AT&T Helping to decrease healthcare costs is an important aspect of AT&T’s future, and we are happy to support a technology that has the potential to benefit the many Americans who are affected by this terrible disease every year.

La nanotecnología y el cáncer de ovario

¿Estas consciente que en la tasa de mortalidad, aunque en un número de cánceres ha reducido  significativamente, pero en el caso del cáncer de ovario se ha mantenido igual durante las últimas cinco décadas? Todos sabemos que la nanotecnología ha transformado el sector manufacturero, pero ahora es el turno del sector de la salud para beneficiarse de ella. Investigadores de la Rush University Medical Center en Chicago creen que la nanotecnología podría ser objeto de uso en el diagnóstico y tratamiento del cáncer de ovario.Están trabajando para mejorar la salud de las mujeres y para ello están colaborando con Argonne National Laboratory Y the Illinois Institute of Technology. La nanotecnología se podría utilizar para detectar cáncer de ovario en las primeras etapas, haciendo uso de herramientas de imagen de alta sensibilidad y el desarrollo de vehículos de fármacos capaces de transportar agentes terapéuticos en el interior del tumor. La nanotecnología podría ser eficaz en el caso de cáncer de ovario como diagnóstico de este tipo de cáncer requiere la detección y caracterización de pequeñas cantidades de biomarcadores y por lo tanto podría ser muy eficaz.
artículo original: http://www.nanotechblog.org/entry/nanotechnology-and-ovarian-cancer/

Nueva forma de hacer "bloques de construcción" para drogas(medicinas)

Una nueva manera de preparar biarilos  -compuestos que son bloques de construcción esenciales en la creación de drogas y muchos de los materiales utilizados hoy, tales como LEDs-  utilizando oro como catalizador, es descrito por investigadores de laUniversidad de Bristol en la revista Science.

Los biarilos, compuestos que contienen dos anillos de benzeno directamente conectados, son utilizados frecuentemente en la farmacéutica y agroquímicos como la base de muchos materiales actuales (por ejemplo LEDs, cristales líquidos, y polímeros conductores).

artículo completo:http://www.pruebayerror.net/2012/10/nueva-forma-de-construir-bloques-de-construccion-para-drogas/

original: http://www.bris.ac.uk/news/2012/8791.html

MIT: Crean nanoestructuras 3D que se autoensamblan

La nueva técnica podría conducir a nuevos microchips, detectores biológicos, sistemas de entrega de drogas en el cuerpo, y dispositivos fotovoltaicos.

Fabricación de nanoestructuras en 3D (Crédito: A. Tavakkoli et al./Science)

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts, MIT, encontraron una nueva forma de crear estructuras complejas tridimensionales utilizando material polímero autoemsamblable que forma diminutos cables y uniones. Esta técnica tiene el potencial de abrir la puerta a una nueva generación de microchips y otros dispositivos hechos con características submicroscópicas.

Aunque estructuras similares autoensamblables con cables muy finos se han producido antes, esta es la primera ocasión en que las estructuras se han extendido a tres dimensiones con distintas e independientes configuraciones en las capas, indicaron los científicos.

Caroline Ross, profesora del MIT, indicó que ha existido “mucho interés” en el área de semiconductores para encontrar nuevas maneras de producir chips que sean mucho más angostos que la longitud de una onda de luz -y por lo tanto más angosto de lo que puede fabricarse actualmente con los sistemas de fabricación basados en luz.

Ross y sus colegas iniciaron su experimento creando una cadena de pequeños postes sobre una base de silicio. Posteriormente cubrieron la superficie con materiales llamados bloque copolímeros, que tienen la tendencia natural de ensamblarse en estructuras cilíndricas largas.

Por medio del cuidado detallado del espacio inicial entre los postes, explica Ross, los investigadores pudieron controlar el espacio, ángulos, junturas y curvaturas de los cilindros que se forman en la superficie. “Cada una de las dos capas de cilindros puede ser controlada de manera independiente utilizando estos postes”, haciendo posible la creación de complejas configuraciones en 3D.

Amir Tavakkoli, autor principal del artículo en Science, indicó que muchos científicos han tratado de producir arreglos complejos en escalas nano a través del autoensamble. Sin embargo, intentos previos utilizaban procesos muy complejos con demasiados pasos, y al final no pudieron controlar las configuraciones resultantes. El nuevo sistema es más simple, indicó Tavakkoli,  y “no sólo controla la alineación de los cables, sino que muestra que podemos tener curvaturas y junturas” en lugares precisos y determinados.

“No pensé que fuera posible”, indicó Kevin Gotrik, del MIT. “Fue un resultado sorpresivo. Lo analizamos y luego imaginamos la manera en que funcionaría”.

Artículo original: http://www.mit.edu/newsoffice/2012/three-dimensional-self-assembling-polymers-0607.html

Nuevo método de escaneo revela asombrosas conexiones del cerebro

Investigadores en la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, con el uso de un sistema de escaneo moderno, analizaron ejemplos de tejido cerebral de ratones, y con exactitud y facilidad pudieron localizar y contar la miríada de conexiones entre las células nerviosas a un nivel de detalle sin precedentes, así como capturar y catalogar esas conexiones sorprendentemente variadas.

Un cerebro típico humano contiene alrededor de 200 mil millones de neuronas, ligadas entre una y otra por billones de sinapsis. Cada neurona puede tener decenas de miles de sinapsis con otras neuronas, dijo Stephen Smith, profesor de fisiología molecular y celular, y autor del ensayo que describe este estudio, publicado en noviembre 18 en Neuron.

Debido a que las sinapsis son tan diminutas y tan apretadamente colocadas, ha sido difícil conocer más de cerca los complejos circuitos neuronales que ejecutan el pensamiento, sentimiento, y activación del movimiento. El nuevo método funciona combinando fotografía de alta resolución con moléculas fluorescentes  que unen diferentes proteínas y las agrupa en distintos colores. Alto poder de computación captura entonces esa información la convierte en imágenes.

Examinada de manera cercana, una sinapsis -menor a una milésima de centímetro de diámetro- es una interfase especializada que consiste en sus puntas de dos neuronas, separadas por un espacio pequeño.
Cualquier químico aplicado a una neurona de difunde por la sinapsis, disparando actividad eléctrica en la siguiente neurona y por consiguiente generando señal neuronal. Hay unos 12 tipos distintos de sinapsis conocidas en la actualidad, categorizadas de acuerdo al químico empleado en ellas.

Diferentes tipos de sinapsis difieren en la proteína local, contigua a una u otra neurona, y que se asocia con el empaquetamiento, secreción y consumo de distintos químicos.

Artículo original: http://med.stanford.edu/ism/2010/november/neuron-imaging.html

Parches de tejido y piel con alta precisión

Investigadores de la Universidad de Toronto han inventado una nueva herramienta de generación de tejido que crea parches grandes de tejido o piel de manera uniforme en capas, que podrían utilizarse como injertos para personas quemadas o injertos vasculares.

“Hay mucho interés en materiales suaves, de manera particular, hay mucho interés en biomateriales”, explicaAxel Guenther, del departamento de Ingeniería Mecánica e Industrial, “pero hasta el momento nadie ha demostrado un proceso simple y escalable, que conste de un sólo paso, para pasar de micrones a centímetros.”

Los científicos manipulan biomateriales en el micro-dispositivo a través de varios canales. Los biomateriales se mezclan allí, causando una reacción de cadena que forma un “mosaico de hidrogel” -una substancia en forma de lámina, compatible con el crecimiento de células en tejido vivo, y distintos tipos de células pueden ser suministradas en ambiente preciso y controlado.

Esta propuesta es única para la creación de tejido y diferente de los métodos típicos para generación de piel (por ejemplo, la técnica de andamiaje, en donde se colocan las células en una estructura artificial que permite la formación de tejido). Las células suministradas a la lámina mosaico de hidrogel son exactamente suministradas al momento mismo que la lámina esta siendo creada -generando así las condiciones precisas para el crecimiento de las células.

El suministro de células es de tal manera preciso, que los científicos pueden simular la creación natural en tejido vivo. Por medio de la recolección de estas láminas en un contenedor, la máquina puede colocar capas de células en el grueso de tejido deseado: en lo esencial, tejido funcional tridimensional.

“Las células pueden estirarse y conectarse entre sí, lo cual es muy importante para obtener tejido funcional”, dijo Guenther .

Artículo original:http://ibbme.utoronto.ca/news/IBBME_in_the_News/From_Microns_to_Centimeters.htm

Superior Fuel Cell Material Developed by IBN

Professor Ying said, "A key research focus at IBN is to develop green energy technologies that can lead to greater efficiency and environmental sustainability. More active and less costly than conventional platinum catalysts, our new nanocomposite system has enabled us to significantly advance fuel cell development and make the technology more practical for industrial applications."

Fuel cells are a promising technology for use as a source of electricity to power electronic devices, vehicles, military aircraft and equipment. A fuel cell converts the chemical energy from hydrogen (fuel) into electricity through a chemical reaction with oxygen. A fuel cell can produce electricity continuously as long as there is a fuel supply.

Current commercially available fuel cells use platinum nanoparticles as the catalyst to speed up the chemical reaction because platinum is the only metal that can resist the highly acidic conditions inside such a cell. However, the widespread use of fuel cells has been impeded by the high cost of platinum and its low stability.

To overcome this limitation, a team of researchers led by IBN Executive Director Professor Jackie Y. Ying has discovered that by replacing the central part of the catalyst with gold and copper alloy and leaving just the outer layer in platinum, the new hybrid material can provide 5 times higher activity and much greater stability than the commercial platinum catalyst. With further optimization, it would be possible to further increase the material's catalytic properties.

IBN's new nanocomposite material can produce at least 0.571 amperes of electric current per milligram of platinum, compared to 0.109 amperes per milligram of platinum for commercial platinum catalysts. This is also the first time that a catalyst has been shown to enhance both the stability and activity for the fuel cell reaction with a significantly reduced platinum content.

To make this catalyst more active than the commercial platinum catalyst, the researchers have designed the core of the nanocrsytalline material to be a gold-copper alloy, which has slightly smaller lattice spacing than the platinum coating on the nanocrystal's surface. This creates a compressive strain on the surface platinum atoms, making the platinum more active in the rate-limiting step of oxygen reduction reaction for the fuel cell. Replacing the core of the nanoparticle with the less expensive gold-copper alloy cuts down the usage of platinum, a highly expensive noble metal.

fuente:http://www.sciencedaily.com/releases/2012/08/120824103022.htm

noticia relacionadas a celdas de combustibles usando nanopartículas: http://www.pruebayerror.net/2010/08/catalizador-basado-en-nanoparticulas-de-platino-para-celdas-de-combustible/