Una mezcla de arroz y petróleo aumenta la resistencia del cemento

Una nueva fórmula que añade residuos agroindustriales al cemento le proporciona mayor resistencia, mitiga su impacto ambiental, mejora las condiciones termoacústicas y reduce costos de construcción.

El cemento es uno de los materiales más nocivos para el medioambiente, pues, por cada kilo usado, se produce igual cantidad de dióxido de carbono que contamina la atmosfera. A pesar de esto, es muy utilizado en todo el mundo para construir grandes obras de infraestructura.

A fin de mitigar su impacto, investigadores de la UN (Colombia) y de la Universidad Politécnica de Valencia (España) le incorporaron residuos agroindustriales de petróleo y arroz; mezcla que no solo mejora su uso, sino que también aumenta su resistencia y reduce los costos de las obras.
“Al mezclar el cemento con agua se desencadena una reacción que produce los compuestos químicos responsables de su fuerza. En este proceso también se libera hidróxido cálcico Ca(OH)2. Esta sustancia disminuye su endurecimiento, pero al adicionársele los residuos agroindustriales se revierte este efecto y se potencian así sus propiedades aglutinantes”, indica Xavier García Martí, investigador de la institución española.

Además mejora el comportamiento termoacústico de los muros, dado que los elementos prefabricados son de espesores mayores a diez centímetros y poseen cavidades que mantienen estable la temperatura y controlado el ruido. 

http://noticiasdelaciencia.com/not/6665/una_mezcla_de_arroz_y_petroleo_aumenta_la_resistencia_del_cemento/

Nanorreactor de dióxido de titanio

Podemos encontrar partículas diminutas de dióxido de titanio en pinturas para paredes, cremas solares y pastas de dientes. Estas partículas actúan como reflectores de luz o como abrasivos.

Las nanopartículas de dióxido de titanio cristalinas adquieren una capacidad catalítica: Activadas por el componente ultravioleta de la luz solar, descomponen toxinas o catalizan otras reacciones químicas de interés.

Ahora, el equipo de la investigadora Katja Henzler, del Centro Helmholtz en Berlín, Alemania, ha desarrollado un proceso de síntesis para producir nanopartículas a temperatura ambiente en una red de polímero.
Esto abre el camino hacia el diseño de reactores (cámaras de reacción) basados en nanopartículas de dióxido de titanio, para diversas aplicaciones prácticas en el campo químico.

El análisis llevado a cabo ha revelado la estructura cristalina de las nanopartículas.

Esto representa un importante avance en el uso práctico de nanorreactores poliméricos ya que, hasta hace poco, las nanopartículas tenían que ser cuidadosamente calentadas para hacer que cristalizaran. Este último paso ya no es necesario debido a las condiciones especiales dentro de la red del polímero PNIPAM.

Los nanorreactores poliméricos del equipo de Henzler constan de un núcleo de poliestireno rodeado por una red de cadenas del PNIPAM.

A una solución de coloides del polímero se le añadió un compuesto de titanio, y eso hizo desencadenar la formación de pequeñas partículas de dióxido de titanio dentro de la red del PNIPAM.

Los experimentos mostraron que los químicos podían controlar la velocidad de estos procesos, a la vez que alteraban la calidad de los nanocristales que se habían formado.

http://noticiasdelaciencia.com/not/6717/nanorreactor_de_dioxido_de_titanio/

Nanomateriales para producir hidrógeno con agua y luz solar

El hidrógeno es una de las fuentes de energía con mayor potencial del futuro: además de tener un alto contenido energético, produce agua como producto de la reacción de combustión en lugar de CO2 como en el caso de los hidrocarburos. Uno de los retos en este campo está en la producción de hidrógeno de manera eficiente, es decir, obteniendo una mayor cantidad de energía comparada a la que se invierte en su obtención. Dentro de los métodos más prometedores se encuentra la separación de agua por fotocatálisis, en la cual un catalizador absorbe luz solar y lleva a cabo la descomposición de la molécula en hidrógeno y oxígeno, similar a la fotosíntesis que ocurre naturalmente en las plantas.
Este proyecto tiene como fin producir nuevos materiales con mayor eficiencia fotocatalítica, combinando nanocarbonos, nanotubos de carbono y grafeno, con inorgánicos fotoactivos como óxidos metálicos, también de tamaño nanométrico. El potencial de estos nuevos nanohíbridos radica principalmente en tres características:

*Sus dimensiones nanométricas hacen que tengan un área superficial muy grande y por lo tanto una mayor cantidad de superficie disponible para llevar a cabo la disociación de agua.

*El nanocarbono extiende el espectro de absorción de luz del híbrido y por lo tanto amplía la cantidad de energía solar que se puede captar para la reacción fotocatalítica.

*Durante la reacción de disociación se extiende la vida útil de la carga mediante la separación de la parte negativa (el electrón se transfiere al nanocarbono) de la positiva (el hueco se queda en el inorgánico), evitando así su recombinación y permitiendo que completen la reacción fotocatalítica.


Para más información:

http://www.iagua.es/noticias/investigacion/13/03/06/proyecto-carinhyph-nanomateriales-para-producir-hidrogeno-con-agua-y-luz-solar-28024

El futuro de los materiales orgánicos

Payne es parte del equipo de investigadores del grupo Organic Electronics de la Universidad de Wake Forest para estudiar la relación entre la estructura física y las propiedades eléctricas de los cristales semiconductores orgánicos. El trabajo del equipo está contribuyendo a los avances en la tecnología de semiconductores orgánicos que podría conducir un día a las pantallas de vídeo que se doblan como el papel y la electrónica cosidos en la ropa.

Payne crece cristales en el laboratorio y las aplica a los semiconductores para poner a prueba lo bien que conducen la electricidad.  Se dijo que los resultados de modelización teórica y predecir los compuestos ella está creciendo podría tener una variedad de propiedades eléctricas que van desde la bipolaridad a la superconductividad.

La tecnología actual utiliza inorgánicos materiales semiconductores como el silicio, que son caros y limitados en su aplicación, ya que debe ser procesado en un vacío a altas temperaturas. En comparación con estos materiales, semiconductores orgánicos son menos costosos, más fáciles de procesar, y más versátil. "Deposición rápida de hasta un centenar de metros por segundo podrán permitir que su producción en grandes volúmenes ya bajo costo por unidad de área, una introducción de" productos electrónicos en todas partes ", dijo Jurchescu.

Los ejemplos del potencial de la tecnología incluyen células solares transparentes sobre la creación de ventanas, techos de coches y estaciones de autobuses, pantallas electrónicas en los espacios que antes eran inaccesibles, y la electrónica portátiles debido a la naturaleza de los plásticos orgánicos delgado, ligero y conforme.

 

Nanowires increase limit of solar cell efficiency

Los investigadores del Instituto Niels Bohr en la Universidad de Copenhague y la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza, han descubierto que los nanocable pueden aumentar la eficiencia de las células solares. Por ejemplo, un nanocable individual es capaz de concentrar la luz solar que una célula solar se expone a hasta en un factor de 15. Los investigadores sostienen que sus resultados sugieren que la probabilidad de crear un nuevo tipo de célula solar extremadamente eficiente en el futuro nuevo es muy alta.

El hecho de que el diámetro de un cristal de nanocables es más pequeña que la longitud de onda de la luz proveniente del sol puede causar resonancias en la intensidad de la luz en y alrededor de los nanocables.

"La absorción de la luz mejorada está demostrado que se debe a una propiedad de la luz de concentración de los nanocables de pie ... Los resultados implican nuevos límites para la eficacia máxima que puede obtenerse con III-V a base de células solares de nanocables bajo iluminación sol 1", agregan los autores.

Sin embargo, los investigadores predicen que pasarán varios años antes de que la generación de células solares de nanocables se convierte en una realidad.

 

Au revoir aérogel!!

El material más ligero del mundo, hace poco tiempo, poseía una densidad de 0.9 mg/cm³. Sin embargo, formado de una red de nanotubos de carbono interconectados, el aéreografito tiene ahora el récord mundial del sólido más ligero al presentar una densidad de 0.2 mg/cm³. Este nuevo material, descubierto casi por accidente, fue sintetizado por un grupo de investigadores alemanes de las universidad de Kiel y Hamburgo.

Algunas de sus propiedades son las siguientes:

·      Constituido por un 99.99% de aire, es capaz de soportar hasta 40,000 veces sus peso.

·      Absorbe muy bien la luz.

·      Presenta un color negro muy intenso.

·      Es un conductor eléctrico dúctil debido a su ligereza.

·      75 veces menos pesado que el poliestireno.

·      Es resistente.

·      Puede ser comprimido hasta llegar a ocupar un volumen del 5% de su tamaño original. Después recupera su forma inicial sin presentar algún daño.

·      Es un material hidrófobo.

En el siguiente video se muestra el comportamiento del aéreografito bajo el efecto de un campo magnético.

Referencias:

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/chimie-1/d/record-laerographite-est-le-materiau-le-plus-leger-du-monde_40104/

Grafito+Luz=Levitación magnética

Un fenómeno muy interesante que han acontecido científicos japoneses, es el de la levitación magnética. Aunque lo que hace emocionante a este suceso, es que se da a partir de irradiar luz sobre un trozo de grafito.

En el siguiente vídeo se puede apreciar como un pedazo circular de grafito de 1 cm. de diámetro es puesto sobres un arreglo de imanes de NdFeB, en el que dependiendo de como se acomode el arreglo, el movimiento del grafito será diferente. En el primer ejemplo se muestra como se mueve el grafito conforme la luz se mueve, en este caso el arreglo es una capa de imanes, mientras que en el segundo ejemplo el arreglo cambia para formar una columna, esto hace que en el momento en que la luz irradia en el grafito este gira, para el último ejemplo se muestra este mismo proceso pero esta vez con luz solar.

Jiro Abe y su equipo en la universidad de Aoyama Gakuin atribuyen este fenómeno al hecho de que el grafito es un material diamagnético, el cual debido a las interacciones que sufre con el campo magnético este puede flotar. La luz que interactúa con este material, hace que la temperatura del grafito aumente rápidamente,  lo que implica que cambie su susceptibilidad magnética, esto permite que el grafito pueda ser controlado con la luz.
Una de las aplicaciones que se les puede dar a estos materiales se encuentra en el área de energías renovables, aunque Ted Forgan de la Universidad de Brimingham nos dice que el sistema puede que no sea eficiente ya que la energía cinética que se genera, es muy pequeña comparada con la energía térmica que se requiere para provocar el movimiento. Sin embargo, este fenómeno es bastante interesante y aun está en fases experimentales, quizás en un futuro veamos aplicaciones del grafito de Maglev.


Referencias:
J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (51), pp 20593–20596
http://www.rsc.org/chemistryworld/2013/01/laser-guided-maglev-graphite-air-hockey

Un material maleable se endurece como una escayola

El Centro de Investigación Aplicada Tecnalia Research & Innovation, en España, a través de su iniciativa FIK, ha diseñado Varstiff, un material textil inteligente que puede adoptar formas diferentes.

Cuando se le aplica vacío, se vuelve rígido hasta alcanzar durezas equivalentes a las de un plástico convencional. Pero el material regresa al estado flexible cuando se elimina ese vacío.

De esta forma el nuevo material se adapta a cualquier parte del cuerpo y en cualquier situación, pudiendo ser colocado en su estado blando y maleable para que después, aplicándole vacío, se vuelva rígido como una escayola.Esto permite, en caso de accidente, la inmovilización inmediata de zonas del cuerpo de difícil acceso sin mover el cuerpo, como el cuello, la espalda o el tórax. De hecho, se usará en un inmovilizador de emergencia para víctimas de accidentes.

La automoción, el ocio y el deporte son otros campos en los que este material puede aportar nuevas utilidades que garanticen la seguridad y comodidad de los usuarios. En automoción, este material aportará mayor comodidad y personalización de elementos, como asientos que se ajustan a cada persona, sistemas de absorción de energía en las puertas o bandejas de maletero flexibles.

En el ámbito del deporte, puede dar lugar a elementos de camping flexibles como sillas, mesas, esterillas, etc. Asimismo, este material puede ser pionero en el desarrollo de textiles de protección de alto rendimiento, como por ejemplo, ropa destinada a deportes de riesgo o para los cuerpos de seguridad. 

Más y más sobre "plasmonics" ahora para mejorar Celdas solares

En la Universidad de Toronto, el profesor Ted Sargant y un equipo completo, ha desarrollado una técnica que podría conducir a celdas solares de mayor eficiencia. Lo anterior, a través de mejorar la eficiencia de puntos cuánticos fotovoltáicos coloidales. Este tipo de tecnología es una promesa actual para mejorar el rendimiento y reducir los costos en cuanto a tecnología sobre Celdas solares.

Los puntos cuánticos fotovoltáicos demuestran su potencial para una relación de bajo costo y grandes áreas de energía solar. Sin embargo, estos dispositivos no son tan eficientes para la región Infrarroja del espectro de Radiación del Sol.

Como solución se ha propuesto nanopartículas plasmónicas espectralmente sintonizadas y en solución. Estas podrían proveer control sin precedentes sobre la propagación y absorción de la luz. Esto podría derivar en un 35% de incremento en la eficiencia. Lo importante de esto es que podría traducirse en un incremento del 11% en la conversión de energía solar a utilizable. 

El equipo del proesor Sargant, incrustó nanoshells de oro directamente en la película absorbente de puntos cuánticos. A pesar de que el oro no está relacionado con la palabra "barato" el equipo de investigadores ha estipulado que este tipo de partículas podrían desarrollarse con otros metales de menor costo. 

Referencias

Daniel Paz-Soldan et al., Jointly Tuned Plasmonic-Excitonic Photovoltaics Using Nanoshells, Nano Letters, 2013, DOI: 10.1021/nl304604y

Partículas "invisibles" para amplificar el efecto termoeléctrico

Un nuevo enfoque de diseño, basado en partículas que en ciertos aspectos se comportan como si fuesen invisibles, podría mejorar la eficiencia de dispositivos que generan electricidad a partir de diferencias de temperatura.

Los dispositivos termoeléctricos, los cuales pueden generar corriente eléctrica a partir de una diferencia de temperatura, o usar electricidad para producir calentamiento o enfriamiento sin requerir piezas móviles, han sido explorados en laboratorios desde el siglo XIX. En los últimos años, su eficiencia ha mejorado lo suficiente como para hacer posible su uso comercial.

Una nueva forma de mejorar la eficiencia de estos dispositivos, desarrollada por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, y la Universidad Rutgers, en Estados Unidos ambas instituciones, podría ampliar sus aplicaciones.

Se ha trabajado en afinar la composición, dimensiones y densidad de las nanopartículas insertadas para maximizar las propiedades termoeléctricas del material.
El nuevo trabajo también se basa en métodos desarrollados por investigadores en óptica que han estado tratando de crear capas de invisibilidad (dispositivos para hacer que los objetos seleccionados se vuelvan invisibles a determinadas ondas de radio o de luz, usando a tal fin materiales nanoestructurados que curvan la luz). El equipo del MIT aplicó métodos similares para insertar partículas capaces de reducir la conductividad térmica del material sin alterar su alta conductividad eléctrica.

Más información en: http://noticiasdelaciencia.com/not/6567/particulas__invisibles__para_amplificar_el_efecto_termoelectrico/

Desarrollan un método que mejora la superconductividad

Los superconductores son compuestos que pueden aproximarse a la ‘resistencia cero’, es decir, que tienen la capacidad de transportar corriente eléctrica sin pérdidas de energía. Pero esta es una capacidad que solo pueden alcanzar cuando se encuentran por debajo de ciertos valores críticos de temperatura y campo magnético.

La cuestión es que este enfriamiento es un procedimiento costoso, por lo que, durante las últimas décadas, científicos de todo el mundo han buscado el modo de alcanzar la mayor aproximación posible a la resistencia cero a una temperatura lo más cercana posible a los valores críticos.

El equipo de científicos ha logrado precisamente desarrollar un método que permite aumentar –hasta cerca de los valores críticos– el rango de transporte de corriente sin pérdidas.

El estudio proporciona nuevas ideas para encontrar métodos de fabricación de compuestos superconductores que harán posible, entre otras cosas, un transporte más accesible y económico de la corriente eléctrica. Los autores, de hecho, se plantean ayudar a desarrollar el potencial tecnológico de los superconductores, potencial que pasa por la reducción del calentamiento en circuitos electrónicos.

La mejora de la capacidad de conducción de corriente en materiales superconductores fue lograda a través de la inmovilización de vórtices. Estos son diminutos tornados cuánticos formados por parejas de electrones que, inducidos por el campo magnético, circulan alrededor de un núcleo nanométrico. La aparición de resistencia eléctrica está asociada al movimiento de estos vórtices, por lo que su inmovilización repercute en la mejora de la superconductividad.

Para lograr la inmovilización de los vórtices, los investigadores “labraron” distintos patrones geométricos en compuestos superconductores utilizando técnicas de nanofabricación muy avanzadas. De este modo lograron encontrar geometrías particularmente eficaces para impedir el movimiento de vórtices justo en el momento en que este movimiento es más dañino para la superconductividad –cerca de los valores críticos–.

El grafeno convierte la luz en electricidad

Un equipo español del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en colaboración con el Massachussets Institute of Techology de Estados Unidos, el Max Planck Institute for Polymer Research de Alemania y Graphenea S.L. de Donostia-San Sebastián, muestran en Nature Physics que el grafeno es capaz de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones que pueden conducir corriente eléctrica.

Este prometedor descubrimiento convierte el grafeno en una importante alternativa para la tecnología de energía solar, actualmente basada ​​en semiconductores convencionales como el silicio.

Esta característica hace del grafeno el ladrillo ideal para la construcción de cualquier dispositivo que quiera convertir la luz en electricidad. En particular, permite la producción de potenciales células solares y detectores de luz que absorban la energía del sol con pérdidas mucho menores.

El experimento ha consistido en mandar un número conocido de fotones a diferentes energías sobre una capa fina de grafeno." Esta relación nos muestra que el grafeno convierte la luz en electricidad con una eficiencia muy alta. Hasta ahora se especulaba que el grafeno tenía un gran potencial para convertir luz en electricidad, pero ahora hemos visto que es incluso mejor de lo esperado”.    

Aunque aún hay algunos aspectos que los científicos están tratando de mejorar, como la baja absorción del número de fotones, el grafeno tiene el potencial de provocar cambios radicales en muchas tecnologías actualmente basadas en semiconductores convencionales.

"Se sabía que el grafeno es capaz de absorber un espectro muy grande de colores de la luz. Sin embargo, ahora sabemos que una vez el material ha absorbido esta luz, la eficiencia de conversión de energía es muy alta. Nuestro próximo reto será encontrar formas para extraer la corriente eléctrica y mejorar la absorción del grafeno. Entonces seremos capaces de diseñar dispositivos de grafeno que detectan la luz de manera más eficiente, dando paso a células solares más eficientes ", concluye Koppens.

Un sistema de imágenes por medio de microondas

En la actualidad la obtención de imágenes por medio de algún tipo de escáner ha tomado gran importancia en nuestra sociedad, estos sistemas pueden ser usados en aeropuertos, museos o entre otros; ya que son utilizados para poder observar y prevenir que ciertas personas puedan traer consigo mismas sustancias u objetos peligrosos. El problema con este tipo de instrumentos es que son de costos elevados y en algunos casos su aplicación hacen que tomen tiempo y sean tediosos.

Una propuesta hecha por el profesor John Hunt de Duke University, consiste en utilizar una delgada tira de cobre, la cual se encuentra perforada generando ciertos patrones (Imagen 1), esto convierte al cobre en un metamaterial, lo que le da la propiedad de comportarse de una manera diferente al ser incidido por una onda electromagnética.

Si esta onda se encuentra en el espectro electromagnético de las microondas, entonces el sensor de cobre la detecta y la modifica de acuerdo al patrón, mediante una computadora y con la ayuda de ciertos algoritmos, esta información se procesa para generar una imagen del lugar donde se utilice.

En palabras de Hunt: "Hasta ahora, sólo se han hecho pruebas en ambientes muy controlados, pero esta tecnología podría trabajar en donde sea que se quiera ver objetos metálicos brillantes".

Imagen 1. Tira de cobre

Fuente: http://www.sciencenews.org/view/generic/id/347635/description/Trick_of_light_makes_microwave_imaging_simple

El escultor de materia invisible

El físico Édgar González manipula diversos tipos de materia. Talla con sumo cuidado nanopartículas de metales, óxidos y carbono, que convierte en figuras geométricas. Estos trozos de materia que fabrica en el laboratorio exhiben propiedades diferentes y muy novedosas, que pueden aplicarse en todos los campos.

González, director del grupo de investigación de nanociencia y nanotecnología del Instituto Geofísico de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Javeriana, es un experto en la creación de nanomateriales que sirven, por ejemplo, para producir filtros descontaminantes, prendas de vestir con propiedades de autolimpieza, bloqueadores solares más eficientes y revestimientos para descontaminación bacterial en hospitales y clínicas.

Estos nanomateriales, por su tamaño, composición y morfología, son óptimas para aplicaciones biomédicas.

González se ha vuelto un 'mago' creando esferas dentro de cubos, cubos huecos dentro de cubos, telarañas, nanotubos de paladio y nanocajas.

Estos materiales están en escalas por debajo de 100 nanómetros. Este trabajo de escultura atómica dio origen a una nueva generación de nanomateriales, como lo resalta el científico alemán Wolfgang J. Parak, en un artículo en Science titulado 'Complex colloidal assembly' (Complejo ensamblaje coloidal).

Para mejorar salud El grupo de investigación del doctor González trabaja en tres líneas: nanoestructuras para remediación ambiental; transporte y entrega de forma controlada de medicamentos y mejoramiento de la eficiencia en la producción de energía limpia. En el primer caso, están desarrollando un nanosensor para detectar el arsénico en agua contaminada y removerlo. Como no es visible, se utilizan nanopartículas magnéticas que puedan ser arrastradas con el uso del magneto y que estén capacitadas para reconocer y capturar al contaminante

En el transporte y entrega controlada de fármacos, ya están diseñando nanojaulas de oro, en forma de cubo, con la capacidad de encapsular medicamentos. También, con la propiedad de reconocer y adherirse a células cancerígenas, a partir de un polímero sensible al calor que recubrirá su superficie. Por eso, a través de la simulación computacional, están estudiando la eficacia de este tipo de transporte. La idea es que los oncólogos del país puedan contar con estas nanojaulas en un futuro. Esta nanoestructura, en particular, la desarrollan en conjunto con investigadores de la Universidad de los Andes y del Instituto Catalán de Nanotecnología.

Más información en: http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-6028601

Las 10 revoluciones tecnológicas de 2013

El Consejo de la Agenda Global sobre Tecnologías Emergentes del Foro Económico Mundial identificó las 10 tecnologías que, en 2013, prometen dar pasos decisivos para lograr avances que eran inimaginables.

Impresión 3D y manufacturación a distancia

La impresión tridimensional permite la creación de estructuras sólidas partiendo de un archivo digital. Esta nueva tecnología potencialmente puede revolucionar la economía manufacturera si los objetos pueden ser impresos a distancia, en casa o en la oficina. El proceso consiste en la colocación que la impresora hace, capa a capa, del material que constituirá el futuro objeto independiente, desde la base a la cúspide del mismo. Los proyectos diseñados en el ordenador son cortados en secciones cruzadas para las plantillas de impresión, lo que permite que objetos creados virtualmente puedan ser usados para “copias reales” de plástico, metal, aleación...

Materiales autocurantes

Una de las características definitorias de un organismo vivo es su intrínseca habilidad para reparar un daño. Una creciente tendencia en biomimetismo es la creación de estructuras inertes que tienen la capacidad de repararse a sí mismas cuando han sufrido cortes, desgarros o han sido rajados. Estos materiales, capaces de reparar un daño sin la intervención del ser humano, podrían dar a los productos manufacturados una mayor esperanza de vida, reduciendo así la demanda de materias primas. Del mismo modo, el mejorar la seguridad inherente al material usado en la construcción o para formar el armazón de un avión puede revolucionar la seguridad.

Transformación y uso del dióxido de carbono

La captura y almacenamiento subterráneo de dióxido de carbono todavía tiene que ser probado como una alternativa comercialmente viable, incluso a escala de tan solo una gran central. Nuevas tecnologías que convierten CO2 indeseado en productos comercializables pueden corregir tanto los inconvenientes económicos como energéticos de las estrategias contra el cambio climático. Una de las líneas más prometedoras es el uso de una bacteria fotosintética, fruto de la ingeniería biológica, que transforma CO2 en combustibles líquidos o químicos. Se espera que sistemas individuales alcancen cientos de hectáreas en dos años. Siendo de 10 a 100 veces más productivo por unidad de terreno, estos sistemas solventan una de las principales limitaciones ambientales de los combustibles biológicos, desde la agricultura a la alimentación de ganado y podría proveer de combustibles bajos en carbono para automóviles, aviación y otros grandes consumidores de combustible líquido.

Nutrición mejorada a nivel molecular

Incluso en los países desarrollados millones de personas sufren malnutrición debido a deficiencias nutritivas en sus dietas. Ahora, nuevas técnicas genómicas pueden determinar, al nivel de la secuencia génica, el amplio número de proteínas consumidas que son importantes en la dieta humana. Las proteínas identificadas pueden tener ventajas sobre los suplementos proteicos estándar, como proveer un gran porcentaje de aminoácidos esenciales. También han mejorado la solubilidad, el sabor y la textura. La producción a gran escala de proteínas dietéticas para humanos, basada en la aplicación de biotecnología a la nutrición molecular, puede alumbrar beneficios para la salud como el desarrollo muscular, el control de la diabetes o la reducción de la obesidad.

Sensores a distancia

El cada vez más extendido uso de sensores que habilitan la respuesta pasiva a estímulos externos va a cambiar la forma en que respondemos a nuestro entorno, particularmente en el área de la salud. Algunos ejemplos son los sensores que monitorizan de un modo continuado funciones corporales como el ritmo cardiaco, los niveles de oxígeno y azúcar en sangre y que, si fuese necesario, provocan una respuesta médica como el suministro de insulina. Estos avances dependen de la comunicación wireless entre aparatos. Otras aplicaciones son los sensores entre vehículos, lo que también puede mejorar la seguridad en la carretera.

Administración de medicamentos a través de ingeniería a nanoescala

Fármacos que pueden ser aplicados a nivel molecular dentro o en torno a una célula enferma ofrecen oportunidades sin precedente para desarrollar tratamientos más efectivos en la lucha contra enfermedades como el cáncer, además pueden reducir los efectos indeseados de estos tratamientos. Localizar nanopartículas que se adhieran al tejido enfermo permite, a microescala, la liberación de potentes compuestos terapéuticos mientras se puede reducir su impacto sobre el tejido sano. Después de casi una década de investigación, estas nuevas aproximaciones están ofreciendo señales de utilidad clínica.

Electrónica orgánica y fotovoltaica

La electrónica orgánica, un tipo de electrónica impresa, es el uso de materiales orgánicos como polímeros para crear circuitos electrónicos y aparatos. En contraste con los tradicionales semiconductores de silicio, que son fabricados con caras técnicas fotolitográficas, la electrónica orgánica puede ser impresa a bajo coste. Poder producirlos a escala los convertiría en productos extremadamente más baratos que los aparatos electrónicos tradicionales. Tanto en términos de coste por aparato como en los costes del equipamiento necesario para producirlos. Mientras que la electrónica orgánica es poco probable que pueda competir ahora mismo con el silicio en velocidad y densidad, la tecnología tiene el potencial de proveer ventajas en costes y versatilidad. El coste de la impresión a escala de placas fotovoltaicas podría, por ejemplo, acelerar la transición hacia la energía renovable.


http://www.elmeridianodecordoba.com.co/index.php?option=com_k2&view=item&id=26182:las-10-revoluciones-tecnológicas-de-2013

El primer éxito en la observación en tiempo real del proceso de solubilización de nanotubos de carbono por un plímero

Investigadores del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS) de Japón tuvieron éxito al ver en tiempo real por primera vez en el mundo el análisis del proceso "plymer wrapping" proceso en el cual polímeros se envuelven alrededor de Nanotubos de Carbono de una sola capa.

Se espera encontrar diversas aplicaciones para nanotubos de carbono en diversos campos de electrónica orgánica, sensores químicos, celdas de combustibles etc. Pero el hecho que los nanotubos de carbono son extremadamente difíciles de disolver en agua y solventes orgánicos, ha sido un obstáculo para la investigación y las aplicaciones. Se han hecho muchas investigaciones en envoltura de polímeros, en donde nanotubos de carbono (CNT) son encerrados y disueltos por polímeros, como una solución efectiva para este problema, sin embargo no había sido posible de observar en tiempo real el mecanismo por el cual los polímeros se envuelven alrededor de CNT's, como resultado la solubilización de estos. 

La investigación fue llevada acabo utilizando el método de "stopped-flow" que es una de las técnicas para analizar cambio estructural dinámico instantáneo en biomoléculas tales como proteínas o ADN. Como resultado el equipo de investigadores tuvo éxito por primera vez en el análisis de la dinámica de un plímero envolviendos en un CNT.

Aunque nanotubos de carbono han sido difícilmente solubles, los resultados de esta investigación no solo aclara el mecanismo de envoltura de polímeros, que había estado por mucho tiempo sin explicación, también provee una clave para la producción en masa y aplicación práctica al premitir la solubilización de CNT's por envoltura de polímeros. Los resultados esperan contribuir a la producción eficiente por ejemplo, de desarrollo de nuevos agentes solubilizantes.

Los resultados fueron publicados por un boletín del American scientific journal, el 17 de enero del 2013.

Fuente

Nano-pasaporte

Cualquier agente extraño al cuerpo humano, al entrar a este será reconocido y el cuerpo actuará intentando deshacerse de ello.
Así como partículas de polvo al respirar, un implante, un medicamento, etcétera; el cuerpo reacciona en respuesta a estos agentes y busca eliminarlos. En el caso de los medicamentos, este tipo de interacciones es en parte lo que le permite a un fármaco actuar. Sin embargo, sustancias químicas que podrían llegar a actuar en sitios específicos no logran llegar a ellos.
En relación al tema anterior, en la universidad de Pennsylvania, dentro de la Escuela de Ingeniería y ciencia aplicada, se ha desarrollado un "pasaporte" de nanopartículas. De esta forma estos dispositivos terapéuticos podrán llegar hasta el sitio en el que realmente deban estar ejerciendo efecto.

Los profesores y estudiantes involucrados destacan que en un futuro, gracias a esta tecnología, marcapasos, suturas, y la administración de fármacos no generen una respuesta inflamatoria o de algun otro ti´po por parte del sistema inmune.

Este mecanismo de respuesta del cuerpo humano incluye macrófagos que se encargan de engullir a los agentes externos para ser posteriormente eliminados. sin embargo el que un macrófago actúe o no, depende de la superficie y el reconocimiento del material que lo compone.

De esta forma, surge al idea de recubrir las nanopartículas que entran al cuerpo para tener un efecto terapéutico, con una proteína que le permitiera avanzar sin ser "devorada" por algún macrófago. Para esto, en el año 2008 se identificó la proteína CD47 que interactúa con la región SIRPa de los fagocitos como la encargada de recubrir las células para que no fueran reconocidas como un agente externo por el sistema inmune.

De esta forma solo los aminoácidos necesarios para ser identificados con la actividad protéica que componen la proteína fueron ancladas a la superficie externa de las nanopartículas. Las pruebas han demostrado que se conservan hasta cuatro veces más las nanopartpiculas con recubrimiento peptídico.

Referencias
http://www.kurzweilai.net/a-protein-passport-that-helps-nanoparticles-get-past-immune-system
P. L. Rodriguez et al., Minimal "Self" Peptides That Inhibit Phagocytic Clearance and Enhance Delivery of Nanoparticles, Science, 2013, DOI: 10.1126/science.1229568

Transforman los desechos de camarón en un producto con diversas aplicaciones

 

Investigaciones del Laboratorio de Polímeros de la Escuela de Química de la UNA lo aplican a las áreas agrícola, alimentaria, salud y biotecnología

Hacer de los desechos naturales un medio para mejorar la calidad de vida de las personas, es el principal objetivo del proyecto Biomateriales poliméricos híbridos de origen natural, para aplicaciones en salud, agricultura y alimentos, dirigido por Sergio Madrigal Carballo, director de la Escuela de Química de la Universidad Nacional de Costa Rica (UNA)

Han desarrollado materiales avanzados e innovadores a partir de los desechos de camarón que tienen aplicaciones en las áreas agrícola, alimentaria, salud y biotecnología.

La quitina es un polímero natural que forma parte del exoesqueleto de los crustáceos y es el segundo más abundante del planeta (el primero es la celulosa que se extrae de los árboles). Los desechos de camarón como sus cabezas y caparazones contienen esta quitina, la cual, mediante un tratamiento de desacetilación se transforma en quitosano, un material más versátil, parcialmente soluble en agua y con muchas más aplicaciones a nivel comercial.

  

Con el quitosano se  hacen andamiajes o apósitos que son sistemas biodegradables de transporte de sustancias activas que promuevan el crecimiento de células madre para el desarrollo de piel artificial de esta manera sirven para el tratamiento de úlceras, llagas y quemaduras

El quitosano también se utiliza en nanotecnología, donde se disminuye el tamaño a nanopartículas y liposomas que son sistemas de nueva generación que buscan tratar y prevenir enfermedades como el cáncer, las infecciones bacterianas asociadas con dispositivos médicos como vías o catéteres urinarios.

Saber más:

 http://www.dicyt.com/noticias/transforman-los-desechos-de-camaron-en-un-producto-con-diversas-aplicaciones

Thumbs up for 3d art

Si alguna vez jugaste a hacer dibujos en el aire con las manos a intentar dibujar con el haz de una luz de bengala, este producto tal vez te parezca fascinante.
WoobleWorks ha creado 3Doodler, una pluma capaz de generar eso precisamente, una estructiura tridimensional basándose en el ratro de nuestra mano en el aire, sin necesidad de una computadora o software que esté conectado a este.

Como materia prima utiliza plástico ABS, que se enfría rápidamente permitiendo la solidifcación de la estructura.

http://youtu.be/r05gjLfDX2E

Referencias:
http://www.kurzweilai.net/a-3d-printing-pen

Comunicación química entre piezas hechas de un mismo e insólito material

En la película "Terminator 2", una de las propiedades más inquietantes de un robot metamórfico era la capacidad que tenían sus fragmentos para reagruparse juntos y recomponer así al robot original que se había roto en pedacitos.

Un material que fuese capaz de una hazaña comparable a esa tendría infinidad de aplicaciones, aunque sólo sirviera para estructuras simples, no para máquinas sofisticadas.En la Universidad de Pittsburgh, Estados Unidos, ya se trabaja en un candidato. Se trata de un material sintético gelatinoso que, preparado adecuadamente, es capaz de reensamblarse conformando una estructura, a pesar de haber sido ésta cortada a trozos. Para que los trozos puedan detectarse unos a otros y aproximarse entre ellos lo suficiente como para volver a fusionarse, el material se vale de un sistema de comunicación mediante señales químicas. El material está basado parcialmente en una clase un tanto intrigante de reacciones químicas oscilantes, las de Belousov-Zhabotinsky, llamadas así en reconocimiento al científico que las descubrió, Boris Belousov, y al que desarrolló una base teórica para las mismas, Anatoli Zhabotinsky, ambos rusos

Para tener acceso a más información les dejo el link del la página de la Universidad de Pittsburgh:
http://www.news.pitt.edu/Oscillating_Gel_Speak