domingo, 9 de septiembre de 2012

Nanopartículas de Fierro

Las nanopartículas de fierro son capaces de juntar magnéticamente líquido sin tocarlo.
Aquí una muestra de ello.




 Las propiedades magnéticas de las nanopartículas de hierro las hacen interesantes candidatos en múltiples aplicaciones. El problema llega a la hora de crear dispersiones estables de nanopartículas de hierro ya que no es un proceso directo pues tienden aoxidarse en aire para formar óxido de hierro.

http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2009/03/02/nanoparticulas-de-hierro-y-sus-usos/

El Implante de tejidos y órganos "cyborgs" es posible con nanotecnología.

Chequen esto, no es el Gray Goo pero hablamos de que la electrónica se abre paso en la medicina.



El día en el que transistores implantados en el cuerpo nos ayuden a vivir podría estar cerca.
Un grupo de científicos trabaja en una empresa futurística de diseño de tejidos para desarrollar mejores soluciones para los órganos dañados o perdidos. Publicaron sus descubrimientos en la revista Nature Materials esta semana.
La idea es que puedas crear tejido o un órgano entero, implantarlo en el cuerpo, y mantener registros de factores como la inflamación, el rechazo y otros indicadores de salud, dijo Robert Langer, coautor del estudio y profesor en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos.
“Ésta es una forma de crear un órgano y al mismo tiempo monitorear qué tan bien va a través de los biosensores”, dijo Langer.
Langer ha dado un nuevo giro al cultivo de órganos, al incorporar nanocables de silicio. Estos cables, con diámetros aproximadamente 1,000 veces más pequeños que el de un cabello humano, tienen una sensibilidad eléctrica fina, capaz de detectar menos de una milésima de un watt de potencia.
Esta investigación aún se encuentra en sus primeras etapas; está lejos de ser viable para hospitales. El siguiente paso es probarla en animales, y eventualmente humanos. Estas pruebas tomarán “varios años”, dijo Langer.
-Aquí está la nota completa.
http://www.nanodepot.mx/nanoblog/

Pastillas inteligentes, avanza la llamada medicina digital

La nanotecnología ayuda a superar barreras, ahora en el campo de la medicina con “pastillas inteligentes”, creadas para monitorear el estado de salud de un paciente gracias a sus sensores de apenas un milímetro de espesor; ideal para crear tratamientos mucho más personalizados y efectivos si se tiene en cuenta que cada organismo reacciona de diferente manera ante diversos medicamentos.

Los sensores de estas píldoras han sido fabricados con magnesio y cobre, elementos que generan corrientes eléctricas al entrar en contacto los ácidos estomacales, y de esta manera envían señales al exterior.

Más exactamente, estas señales llegan a un parche que el usuario debe llevar, arrojando datos como la hora en que ingirió el medicamento, el ritmo cardiaco, la temperatura, entre otros.
Posteriormente el doctor recibirá vía Bluetooth y dentro de una aplicación móvil, la información generada.
Fuente: http://www.nanotecnologica.com/pastillas-inteligentes-avanza-la-llamada-medicina-digital/

Nanosonatas, Increíble pero cierto! Para los amantes de la ciencia y música

Si alguna ves te preguntaste si la nanotecnologia estaba incluida en la música, e aquí tu respuesta.

El pianista Milton Schlosser, encargó lo que se conoce como la obra “Nanosonatas, Vol. 1“, las mismas compuestas por sonatas del siglo XIX y donde tienen una duración de 20 y 40 minutos cada una.
Estas sonatas, fueron escritas por el compositor Frederic Rzewski para el mismo Schlosser, de la Facultad Augustana de la Universidad de Alberta-Camrose.
“Las nanonotas están inspiradas en una amistad que Rzewski entabló con un físico que resultó ser también pianista amateur. Rzewski, que visitará el Campus Augustana en febrero, se propuso componer una obra reflexiva después de que su amigo físico le mostrara un vídeo de un nanomotor rotativo; un dispositivo que es entre 300 y 500 veces más pequeño que el ancho de un cabello.”
Si te interesa la música, te gustara escuchar !!!The NanoSong¡¡¡y lo podrás encontrar en este blog, 

Nanotecnologia en la vivienda

Muchos de nosotros amigos lectores sabemos que es la nanotecnología y como se ha ido desarrollando,sus aplicaciones comerciales y cientificas especificas para la industria; ahora como bien se espera dentro de unos años directo ¡desde el laboratorio de investigación  a la comodidad de su hogar! ¡Como lo vio en TV!

¿Pero cuales podrían ser estas aplicaciones?
Las aplicaciones de la nanotecnología en la vivienda son inmensas: tanto la estructura como los materiales, los revestimientos y el mobiliario del que disponemos en la actualidad pueden ofrecer condiciones novedosas si en su producción se emplea procesos nanotecnológicos. Algunas de estas características innovadoras pueden ser la autolimpieza, la autorreparación o la resistencia al desgaste, entre otras. Así, podremos olvidarnos de la limpieza de los cristales y de sus ralladuras gracias a la incorporación de una capa de nanopartículas en los mismos; de los arañazos en el parqué si su barniz se ha tratado con técnicas de nanotecnología; de limpiar el inodoro en el caso de que esté fabricado con un nanomaterial cerámico; o de aplicar soluciones contra plagas en las estructuras de madera si ésta ha sido tratada con procesos nanotecnológicos. 

Avances y ventajas:
Como todo lo bueno posee algo ¡mejo! veremos a continuación algunos beneficios de la nanotecnología aplicada al hogar algunos de los cuales l@s am@s de casa estarán eternamente Agradecidas.
 un ejemplo es la iniciativa que se está llevando a cabo en la Comunidad Valenciana destinada a desarrollar un sistema para que las fachadas se limpien solas con la luz y la humedad. Este proyecto, en el que participan diversas entidades nacionales y regionales, consiste en la incorporación de procesos nanotecnológicos en los recubrimientos para materiales con usos exteriores, de forma que los protejan de los agentes contaminantes a los que están expuestos, minimizando así la frecuencia de las tareas de limpieza en los edificios situados en núcleos urbanos. 

Cuando se ponga en Aplicación Recordaremos esos Anuncios de los 50´s Que al final decían 

"Try this", "It Really Works"
http://www.repsol.com/es_es/energia-casa/clima-confort/reportajes/aplicaciones_nanotecnologia.aspx

Depuración del Aire y Generación de agua por nanotecnologia

La empresa OpenMS especializada en dióxido de titanio (TiO2) a empleado la nanotecnología para la depuración del aire en ambientes cerrados y  la generación del agua a partir de la humedad del ambiente


La nanotecnología al servicio de la depuración del aire y generación del agua
http://www.youtube.com/watch?v=DQ-LSD1KMo4
http://www.youtube.com/watch?v=FHWo4OF62Eo&feature=relmfu
Información de contacto en comentarios del vídeo.

viernes, 7 de septiembre de 2012

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)
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”.

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 .

Primer cyborg gracias a nanotecnología

Empieza lo divertido, ¿Qué opinan?


"Bioingenieros de la Universidad de Harvard crearon los primeros ejemplares del tejido cyborg. Estos tejidos incluyen neuronas, células del corazón, músculos y vasos sanguíneos, y están entrelazados por nanocables y transistores.
Una parte de los tejidos están compuestos por células vivas que se comportan normalmente, mientras que otra parte está compuesta por pequeñas máquinas. El área electrónica de los tejidos actúa como una red de sensores, lo que permite que una computadora interactúe directamente con las células.
En el caso de las células del corazón, los científicos utilizaron los nanocables para medir la frecuencia cardiaca de las células.
El proceso para crear carne de cyborg empieza con un andamio tridimensional microscópico que anima a las células que se encuentran a su alrededor a crecer. Los andamios están hechos de colágeno, generalmente,  pues genera el tejido conectivo en casi todos los animales.
Los ingenieros implementaron en el colágeno transistores y nanocables para crear andamios nanoeléctricos (nanoES, por sus siglas en inglés). Las neuronas, las células del corazón, los músculos y los vasos sanguíneos se cultivan y van creciendo de manera normal. Esto permite que el tejido cyborg se genere en una red de sensores integrados.
Los investigadores han creado principalmente tejidos de rata, pero también han logrado crear un vaso sanguíneo de cyborg de 1.5 centímetros. También han usado los andamios nanoeléctricos para obtener información de las células.
Charles Liber, investigador principal de dicho estudio, dijo que el siguiente paso es encontrar una manera de comunicarse con las células de manera individual, para así "cablear" el tejido y comunicarse con él de la misma manera en que se comunica un sistema biológico.
En un futuro próximo se podrían usar los tejidos cyborg para hacer un laboratorio que se enfoque en crear órganos humanos que estén conectados con una computadora, para poner a prueba algunas drogas o la toxicidad de algunas substancias.
Si se puede usar una computadora para implementar información a las células del cuerpo, se podrían inventar aplicaciones impresionantes. Por ejemplo, se generaría una gran cantidad de adrenalina con sólo apretar un botón de un smartphone que estuviera conectado con el sistema nervioso simpático.
También se podría aumentar la fisiología de un ser humano usando parches de células nanoeléctricas.
A pesar que por el momento esto no sea una posibilidad, el uso de los tejidos cyborg podría cambiar por completo la percepción actual que se tiene del ser humano, de su cuerpo y de sus capacidades."
 

jueves, 6 de septiembre de 2012

Órganos a la carta



 La nanotecnología está permitiendo a la medicina regenerativa alcanzar su sueño: crear órganos humanos a medida del paciente que necesite un trasplante a partir de sus propias células madre. Y un equipo del Hospital Gregorio Marañón de Madrid podría presentar este año el primer corazón humano bioartificial.



La donación clásica de órganos puede ser algo del pasado. A eso aspira Alexander Seifalian, un doctor Frankenstein moderno que está revolucionando la medicina regenerativa a golpe de bioingeniería y nanotecnología. Su centro de operaciones se sitúa en un pequeño y modesto laboratorio del Hospital Royal Free de Hampstead, al norte de Londres, Inglaterra. «Es como una tienda de repuestos de partes del cuerpo humano», bromea. No obstante, en los vasos de precipitados se aprecian entre fluidos viscosos orejas, tramos de arterias, válvulas cardiacas, un conducto lagrimal o una tráquea. Todo sintético.

creación era una réplica de la del paciente, un eritreo de 36 años con un tumor en la garganta que se propagaba hacia sus pulmones. Utilizando imágenes 3D de la tomografía de tórax que les mandaron desde el Hospital Universitario del Instituto Karolinska de Estocolmo, Suecia donde estaba ingresado el paciente, su equipo del Departamento de Nanotecnología y Medicina Regenerativa de la Escuela Universitaria de Londres [UCL, por sus siglas en inglés] creó un molde en vidrio de la tráquea y de los dos bronquios. Después, lo rellenó con el polímero líquido que han inventado y, al solidificarse, obtuvieron la réplica. Luego la regaron con las células madre, así llamadas por su capacidad de diferenciarse entre los 200 tipos celulares del organismo y, en teoría, de ayudar a reparar y regenerar cualquier tejido dañado. En este caso, las extraen de la médula ósea del paciente y las aplican a la pieza durante dos días, tras los cuales los millones de huecos en el tubo poroso son sembrados con nuevo tejido. Es decir, las células logran dividirse y crecer sobre este polímero, convirtiendo la tráquea artificial en un órgano casi indistinguible de uno normal y sano. Tras el trasplante, realizado el 9 de julio de 2011 en el centro sueco, el paciente ha evolucionado favorablemente. «Para confirmar el éxito de estos implantes deben ser probados en más pacientes en ensayos clínicos», dice el propio Seifalian, de origen iraní, que ya ha recibido varios encargos adicionales de estas tráqueas sintéticas. Puede crearlas en cuestión de días, tras haber establecido el protocolo de fabricación y conocer mejor el comportamiento del biomaterial con el que trabajan, cuya composición exacta es un secreto muy bien guardado. 

Una de las grandes ventajas de esta técnica, a la vanguardia científica mundial, radica en que, al utilizarse como ingredientes las propias células del paciente, se evitan los problemas del rechazo. Además, cuando este método se perfeccione, eliminaría el problema de la disponibilidad de órganos y evitaría los tiempos de espera hasta encontrar un posible donante.

No creamos humanos, solo sus piezas de repuesto», dicen los investigadores que trabajan en medicina regenerativa. De momento, han generado tráqueas, arterias, orejas, válvulas cardiacas o conductos lagrimales sintéticos y biocompatibles. La última novedad: una nariz artificial como la que flota sobre esta placa de Petri. Y se avanza hacia trasplantes vitales, como el de corazón. 


Las tres fases del método del doctor Seifalian
1. El polímero. Alexander Seifalian ha creado un polímero biocompatible un fluido plástico que se solidifica al cambiar de temperatura. Con un molde, el polímero adopta la forma de los órganos que se busca reproducir; en este caso, una nariz. El fluido tiene poros microscópicos en los que serán luego insertadas las células madre del paciente.
2. Las células madre. Son claves en esta técnica. Extraídas de la médula ósea del paciente, se pueden convertir en cualquier tipo de célula del organismo y, por tanto, producir los mismos tejidos que se encuentran en el órgano que se pretende crear para implantarlo en el paciente.
3. El bioreactor. Los poros del fluido se impregnan con las células madre en un biorreactor, un ambiente estéril que gira y proporciona riego y oxígeno a la mezcla del polímero con las células a la temperatura humana. Como las células se afianzan y multiplican en este entorno, recubren el polímero en solo dos días.

Nanoparticulas de oro y plata en tarjetas bancarias


Especialistas de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) trabajan en un proyecto multidisciplinario para la obtención de nanopartículas, que podrían aplicarse en la informática. Estas podrán extender la seguridad de una tarjeta de crédito o débito con la grabación de una formación de millones de nanopartículas ordenadas en representación de anillos o cruz en el chip. Este patrón sólo podra ser detectados por un aparato específico colocado en el cajero automático o las terminales punto de venta.
Estos trabajos nanoestructurados están fabricados mediante irradiación láser y a través de diversos elementos difractores que pueden ser hoyos, bordes de navaja y rejillas, entre otros. Y al usar una pieza de plata como blanco específico puede evaporarse mediante el método de luz y, por tanto, conseguir nanoestructuras de este material sobre una superficie como un vidrio
De esta manera entre el vidrio y el láser se coloca una máscara con un hoyo pequeño para nuevamente mandar pulsos de luz hacia la plata y, con ello, formar el patrón de anillos que estarían sobre el chip de las tarjetas de crédito
El mismo grupo de investigación de la UAM también busca desarrollar detectores térmicos similares a un vidrio común, pero que se adapten a las condiciones de temperatura; es decir, tiendan a cambiar su color de acuerdo a la cantidad de luz a la que estén expuestos. Una de las ventajas que ofrece este proceso tecnológico es la rapidez para fabricar cientos de productos, pues hacerlo requiere únicamente millonésimas de segundo
Lo cual podría beneficiar al sector de salud, pues con una película nanoestructurada de plata u oro podrían estudiarse las propiedades vibraciones de ciertas moléculas para entender enfermedades como el Alzheimer. Ello, porque la función biológica de una proteína depende de su correcto plegamiento, el cual al no funcionar o “amontonarse” en una forma poco común aparecen enfermedades tan graves como las mencionadas

New Technique Allows Graphene to be Fabricated in Any Lab



By Gary Thomas

Graphene is a single-layer sheet of carbon atoms. The structure of graphene consists of six-member carbon rings, resembling a honeycomb.


Sheet of Graphene Oxide with TTF molecules(Credit: IPC PAS, Piotr Gdziorowski)

The single layer, two dimensional structures imparts the properties unique to graphene such as transparency, flexibility, strength, electrical and thermal conductivity. Graphene is thus suitable for use in electronic circuits and sensors. While it holds great potential, graphene is expensive and difficult to fabricate. A collaborative research between Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences (IPC ACS), Warsaw and the Interdisciplinary Research Institute (IRI) in Lille, France addresses this problem by presenting a new graphene fabrication technique that is simple and can be carried out in any laboratory without the need for complex equipment.
The discovery of graphene took place in 2004 when scientists used a scotch tape to strip away layers of carbon from graphite. Existing methods for graphene fabrication require complex procedures and special and expensive equipment. The most common techniques include chemical vapor deposition, physical vapor deposition or deposition of the epitaxial layer on silicon carbide or metal substrate. The method devised by IRI and IPC PAS involves the use of common laboratory equipment, the ultrasonic cleaner. The team started off with graphite composed of multi-layered graphene sheets. The graphite was oxidized by the Hummers method to weaken the interaction between the graphene layers. The resulting graphite oxide powder was suspended in water and positioned in the ultrasonic cleaner. The exfoliation by the cleaner produced graphene oxide flakes of 300 nm in diameter. The presence of oxygen groups makes the material more of an insulator than a conductor. So to remove the oxygen groups, the team employed non-covalent pi-pi stacking bonds between graphene oxide and a compound called tertathiafulvalene (TTF). TTF comprises two aromatic rings of two sulphur atoms and three carbon atoms each. When this compounded mixture is placed in the ultrasonic cleaner, the TTF gets oxidized and the graphene oxide is reduced to graphene. Graphene flakes ranging from 100 to 500 nm thickness were obtained by depositing a drop of the composite solution on an electrode and drying it. The TTF molecules were ejected from the graphene coating by means of a chemical reaction.

lunes, 3 de septiembre de 2012

Hongos y nanopartículas limpiarán aguas negras


Hongos y nanopartículas limpiarán aguas negras
Esta noticia es un poco vieja pero creo que vale la pena comentarla ya que es importante destacar que México está logrando avances importantes en el área de Nanotecnología.
“Un grupo de científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) prueban a nivel experimetal un método combinado de hongos y nanoparticulas para limpiar las aguas negras.
El trabajo encabezado por la investigadora Refugio Rodríguez Vázquez desarrolló métodos de recuperación de aguas negras e industriales, a partir de procesos combinados biotecnológicos y de nanotecnología, donde se usan hongos y nanocristales.
Los investigadores mexicanos utilizan los catalizadores sujetos a un soporte dentro del fotorreactor, teniendo la ventaja de que el catalizador no se libera en el agua, por lo que no se estaría contaminado al ecosistema.
‘Al aplicar este método de limpieza de aguas negra, donde se combinan dos procesos: uno biotecnológico con hongos y otro nanotecnológico, la biomasa fúngica resultante se podría reutilizar en productos alternos de alto valor agregado, además de recuperar y depurar el agua con mejor calidad y con este sistema sería posible regresar agua limpia a partir de las descargas de aguas negras de la Ciudad de México’, señaló.
La biotecnología ambiental consiste en el uso de seres vivos para beneficio humano, en especial para depurar aguas negras utilizando bacterias y otros microorganismos. Por su parte la nanotecnología emplea átomo y moléculas.
La mayor dificultad que enfrentan los científicos para limpiar las aguas residuales es eliminar, además de la materia orgánica, la remoción del nitrógeno y el fósforo, que se encuentran en altas cantidades en el agua, así como los microorganismos patógenos, como la Salmonella, E. coli, Coliformes totales o Coliformes fecales, entre otros, que causan enfermedades gastrointestinales.
Los expertos lograron mejorar la calidad del agua al acoplar el proceso biológico a procesos secundarios (sedimentación, coagulación, filtración y electrocoagulación) para remover el alto contenido de metales de las aguas residuales de la industria de reciclaje de papel. Se acopló el tratamiento terciario con nanotecnología, con lo que se removió en tiempos relativamente cortos, (20 a 90 minutos), diversos contaminantes orgánicos tóxicos y se eliminaron también los microorganismos del agua.”
http://www.eluniversal.com.mx/img/2012/03/Cie/aguas_residuales.jpg
Referencia:
Hongos y nanopartículas limpiarán aguas negras. (2012, Marzo 23). El Universal. Retrieved from http://www.eluniversal.com.mx/articulos/69796.html

domingo, 2 de septiembre de 2012

Emplean nanotecnología en el tratamiento del pie diabético


El pie diabético es una infección o ulceración producto de la hiperglucemia (aumento de los niveles de glucosa en la sangre), y de la enfermedad en las arterias que irrigan a las extremidades inferiores, así como de los nervios periféricos.
En el tratamiento de estas heridas debe aliviarse la presión en la planta de los pies, desbridarse la región (retirar piel y tejido de los dedos), colocar medicamentos o apósitos en la zona y controlar la glucemia.
Con el propósito de apoyar estos procedimientos, la doctora Mayra Álvarez Lemus, del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía Manuel Velasco Suárez (INNN), en colaboración con la doctora Tessy López, de la Universidad Autónoma Metropolitana, ambos en el Distrito Federal, diseñó un sistema de liberación controlada de fármacos auxiliares en el tratamiento de pie diabético.
Este desarrollo parte del uso de nanopartículas de óxido de silicio (SiO2); el cual es uno de los componentes básicos de la arena y se usa con frecuencia para elaborar vidrio, cerámica y cemento. (Este material ha demostrado ser biocompatible (no causa efectos secundarios). 
El proyecto del INNN consiste en el diseño de un material de óxido de silicio en el que vaya ocluida pentoxifilina, un medicamento auxiliar en el tratamiento del pie diabético. Los materiales empleados son preparados a través del método sol-gel, un proceso en el que tras varias reacciones químicas se obtiene una sustancia gelatinosa a la que se agrega una porción pequeña del medicamento.
De acuerdo con los resultados obtenidos de diferentes pruebas, los investigadores del INNN lograron “encapsular” la pentoxifilina en partículas del orden de los cien nanómetros (millonésima parte de un milímetro); en las que se da una liberación lenta y sostenida del fármaco durante cuatro días.
Álvarez Lemus indicó que tras estos experimentos puede emplearse un polímero biodegradable en el que se inmovilizarán las partículas y que funcionará como recubrimiento para plantillas; el cual al degradarse permitirá la salida paulatina de las mismas.

sábado, 1 de septiembre de 2012

Avance en Nanobots


Investigadores del Instituto de tecnologia de California y las Universidades de Columbia y Arizona han conseguido construir y programar dos "robots moleculares" (entre cuyos componentes se ha insertado ADN) capaces de realizar tareas complejas a una escala microscópica. Los robots, igual que sus parientes de mayor tamaño, pueden moverse, pararse, girar y realizar con precisión los trabajos para los que están programados. En un artículo publicado hace unos días en Nature, los autores explican cómo estos "nanobots" están destinados, en apenas unos años, a revolucionar por completo una multitud de áreas, desde la ingeniería industrial a la medicina.
El primero de los dos robots es una especie de "araña molecular" que, según la programación que incorpore, será capaz incluso de tomar sus propias decisiones y reaccionar de acuerdo con el ambiente en el que se encuentre. Sus tres patas son enzimas de ADN que son capaces, por ejemplo, de dividir una secuencia genética determinada o de ensamblar todo tipo de moléculas construyendo (o rompiendo) sus enlaces moleculares.
El segundo robot es una especie de cadena de montaje de apenas unos nanómetros de tamaño (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro). Tiene cuatro patas y tres manos, es capaz de desplazarse rápidamente por un sustrato de ADN y, a partir de las nanopartículas que se le suministren, está diseñado para ensamblar cualquier clase de material imaginable, incluso nuevos materiales diseñados en laboratorio.
Materiales inimaginables
Ambos ingenios constituyen un paso decisivo hacia la construcción de legiones de "microrobots de ADN" capaces de fabricar, en potencia, cualquier clase de dispositivo, tanto eléctrico como mecánico. Su capacidad para ensamblar moléculas de una forma que era imposible hasta ahora será decisiva, opinan los investigadores, para diseñar y fabricar nuevos materiales que hasta ahora sólo estaban en la imaginación de los científicos.
Hasta ahora, sólo había sido posible construir nanobots capaces de realizar tareas muy sencillas, como la de desplazarse. A partir de ahora, se podrá además dotar a estas micromáquinas de una programación concreta para desempeñar labores específicas, e incluso dotarlas de la capacidad de decidir por sí mismas entre un gran número de acciones. Los nanobots podrán, por ejemplo, repararse o reconstruirse a sí mismos, o decidir si la célula que tienen enfrente es cancerosa y debe por tanto ser destruida.
Aplicaciones infinitas
"Un robot - afirma Erik Winfree, profesor de ciencias computacionales del Caltech- es una máquina que percibe su entorno, toma una decisión y después actúa en consecuencia". Igual que sus "colegas" en las grandes cadenas de montaje, estos microrobots a escala molecular podrán llevar al terreno de los microscópico todas las ventajas de la robótica moderna. Con el añadido de que serán capaces de trabajar indistintamente con o sobre materiales orgánicos o inorgánicos. O lo que es igual, podrán construir o reparar tanto componentes eléctricos como tejidos vivos.

Las aplicaciones para esta clase de máquinas de ADN son infinitas y abarcan una gran multitud de campos. Todo depende de la programación que incorporen. Una legión de nanobots inyectada en el cuerpo de un astronauta podría, por ejemplo, mantenerlo sano y en forma durante un largo viaje espacial. Otro "miniejército" mecánico podría combatir, desde dentro, un tumor, a base de perseguir y destruir todas las células cancerosas que encuentre en el organismo.
Creo que este descubrimiento tiene posibilidades infinitas ya que aunque sean simples robots a escalas moleculares sus posibles usos son infinitos ya sea para bien o para mal, sin embargo depende de los visionarios hacer un buen uso de ellos.
Juan Ramon Narváez Monroy

Rayo de traccón


Good vibrations


/uploadedImages/RD/News/2012/08/goodvibration1x500.jpg

click to enlarge
Berkeley Lab researchers directly observed quantum optical effects—amplification and ponderomotive squeezing—in an optomechanical system. Here the yellow/red regions show amplification, the blue regions show squeezing. On the left is the data, on the right is the theoretical prediction in the absence of noise. Image: Stamper-Kurn group
A long-time staple of science fiction is the tractor beam, a technology in which light is used to move massive objects—recall the tractor beam in the movie Star Wars that captured the Millennium Falcon and pulled it into the Death Star. While tractor beams of this sort remain science fiction, beams of light today are being used to mechanically manipulate atoms or tiny glass beads, with rapid progress being made to control increasingly larger objects. Those who see major roles for optomechanical systems in a host of future technologies will take heart in the latest results from a first-of-its-kind experiment.
Scientists with the U.S. Department of Energy's (DOE) Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) and the University of California (UC) Berkeley, using a unique optical trapping system that provides ensembles of ultracold atoms, have recorded the first direct observations of distinctly quantum optical effects—amplification and squeezing—in an optomechanical system. Their findings point the way toward low-power quantum optical devices and enhanced detection of gravitational waves among other possibilities.
"We've shown for the first time that the quantum fluctuations in a light field are responsible for driving the motions of objects much larger than an electron and could in principle drive the motion of really large objects," says Daniel Brooks, a scientist with Berkeley Lab's Materials Sciences Division and UC Berkeley's Physics Department.
Brooks, a member of Dan Stamper-Kurn's research group, is the corresponding author of a paper in Naturedescribing this research. The paper is titled "Nonclassical light generated by quantum-noise-driven cavity optomechanics." Coauthors were Thierry Botter, Sydney Schreppler, Thomas Purdy, Nathan Brahms, and Stamper-Kurn.
Light will build up inside of an optical cavity at specific resonant frequencies, similar to how a held-down guitar string only vibrates to produce specific tones. Positioning a mechanical resonator inside the cavity changes the resonance frequency for light passing through, much as sliding one's fingers up and down a guitar string changes its vibrational tones. Meanwhile, as light passes through the optical cavity, it acts like a tiny tractor beam, pushing and pulling on the mechanical resonator.
/uploadedImages/RD/News/2012/08/goodvibration2x500.jpg

click to enlarge
(Clockwise) Nathan Brahms, Dan Brooks, Dan Stamper-Kurn, and Thierry Botter used their unique ultracold atoms laser system to record the first direct observation of distinctly quantum effects in an optomechanical system. Photo: Roy Kaltschmidt
If an optical cavity is of ultrahigh quality and the mechanical resonator element within is atomic-sized and chilled to nearly absolute zero, the resulting cavity optomechanical system can be used to detect even the slightest mechanical motion. Likewise, even the tiniest fluctuations in the light/vacuum can cause the atoms to wiggle. Changes to the light can provide control over that atomic motion. This not only opens the door to fundamental studies of quantum mechanics that could tell us more about the classical world we humans inhabit, but also to quantum information processing, ultrasensitive force sensors, and other technologies that might seem like science fiction today.
"There have been proposals to use optomechanical devices as transducers, for example coupling motion to both microwaves and optical frequency light, where one could convert photons from one frequency range to the other," Brooks says. "There have also been proposals for slowing or storing light in the mechanical degrees of freedom, the equivalent of electromagnetically induced transparency or EIT, where a photon is stored within the internal degrees of freedom."
Already cavity optomechanics has led to applications such as the cooling of objects to their motional ground state, and detections of force and motion on the attometer scale. However, in studying interactions between light and mechanical motion, it has been a major challenge to distinguish those effects that are distinctly quantum from those that are classical—a distinction critical to the future exploitation of optomechanics.
Brooks, Stamper-Kurn, and their colleagues were able to meet the challenge with their microfabricated atom-chip system which provides a magnetic trap for capturing a gas made up of thousands of ultracold atoms. This ensemble of ultracold atoms is then transferred into an optical cavity (Fabry-Pferot) where it is trapped in a one-dimensional optical lattice formed by near-infrared (850-nm wavelength) light that resonates with the cavity. A second beam of light is used for the pump/probe.
"Integrating trapped ensembles of ultracold atoms and high-finesse cavities with an atom chip allowed us to study and control the classical and quantum interactions between photons and the internal/external degrees of freedom of the atom ensemble," Brooks says. "In contrast to typical solid-state mechanical systems, our optically levitated ensemble of ultracold atoms is isolated from its environment, causing its motion to be driven predominantly by quantum radiation-pressure fluctuations."
The Berkeley research team first applied classical light modulation to a low-powered pump/probe beam (36 picoWatts) entering their optical cavity to demonstrate that their system behaves as a high-gain parametric optomechanical amplifier. They then extinguished the classical drive and mapped the response to the fluctuations of the vacuum. This enabled them to observe light being squeezed by its interaction with the vibrating ensemble and the atomic motion driven by the light's quantum fluctuations. Amplification and this squeezing interaction, which is called "ponderomotive force," have been long-sought goals of optomechanics research.
/uploadedImages/RD/News/2012/08/goodvibration3x500.jpg

click to enlarge
Dan Stamper-Kurn’s research group has developed a microfabricated atom-chip system which provides a magnetic trap for capturing a gas made up of thousands of ultracold atoms. Image: Stamper-Kurn group
"Parametric amplification typically requires a lot of power in the optical pump but the small mass of our ensemble required very few photons to turn the interactions on/off," Brooks says. "The ponderomotive squeezing we saw, while narrow in frequency, was a natural consequence of having radiation-pressure shot noise dominate in our system."
Since squeezing light improves the sensitivity of gravitational wave detectors, the ponderomotive squeezing effects observed by Brooks, Stamper-Kern, and their colleagues could play a role in future detectors. The idea behind gravitational wave detection is that a ripple in the local curvature of spacetime caused by a passing gravitational wave will modify the resonant frequency of an optical cavity which, in turn, will alter the cavity’s optical signal.
"Currently, squeezing light over a wide range of frequencies is desirable as scientists search for the first detection of a gravitational wave," Brooks explains. "Ponderomotive squeezing, should be valuable later when specific signals want to be studied in detail by improving the signal-to-noise ratio in the specific frequency range of interest."
The results of this study differ significantly from standard linear model predictions. This suggests that a nonlinear optomechanical theory is required to account for the Berkeley team's observations that optomechanical interactions generate non-classical light. Stamper-Kern's research group is now considering further experiments involving two ensembles of ultracold atoms inside the optical cavity.
"The squeezing signal we observe is quite small when we detect the suppression of quantum fluctuations outside the cavity, yet the suppression of these fluctuations should be very large inside the cavity," Brooks says. "With a two ensemble configuration, one ensemble would be responsible for the optomechanical interaction to squeeze the radiation-pressure fluctuations and the second ensemble would be studied to measure the squeezing inside the cavity."