Nanotoxicology myth buster

Scientists believe that, with the increased mass production of engineered nanoparticles like carbon nanotubes, there is a realistic chance for these particles to interact with water, soil and air, and subsequently enter the food chain (see for instance: "Nanotoxicology - mammalian and plant cells respond differently to fullerenes"). However, understanding the behavior and impacts of nanomaterials in the environment and in human health is a daunting task.

Today, we don't even know what the impact of most chemicals is, and that includes products we have been using for many years. Nevertheless, a general understanding about nanotoxicity is slowly emerging as the body of research on cytotoxicity, genotoxicity, and ecotoxicity of nanomaterials grows.

What we are currently seeing is that individual research groups are picking certain areas of toxicological concern and forge ahead with – often highly specific – toxicology studies. Unfortunately, for lack of a common standard system (see: "Meaningful nanotechnology EHS research requires independent nanomaterial characterization"), these studies are difficult to compare and sometimes they even appear to contradict each other; a situation that is especially confusing in risk assessments of carbon nanotubes (see: "Comparing apples with oranges – the problem of nanotubes risk assessment").

As a result, many of the published toxicity studies have limited relevance, due, in large part, to study design limitations, including inadequate justification for dose selection or route of exposure criteria.

David B. Warheit from the DuPont Haskell Global Centers for Health and Environmental Sciences has written an article in the October 29, 2010 online edition of Nano Letters ("Debunking Some Misconceptions about Nanotoxicology"), where he addresses issues that he perceives to be myths and misconceptions regarding nanotoxicology:

Myth 1: Nanoparticles are always more toxic than bulk particles of similar or identical composition.

Myth 2: Particle size and surface area are the critical indices that influence nanoparticle toxicity.

Myth 3: All forms of nanotitanium dioxide particles have similar toxicity profiles – or nano TiO2 is nano TiO2 – i.e., we can identify nanoparticle types by their "core identities" without specifying their compositional physicochemical characteristics.

Myth 4: No current methodologies are available for the responsible development of nanoscale materials.

Myth 5: Pulmonary hazard assessments for nanoparticles can be accurately evaluated using in vitro orin silico methodologies.

Most of the documented adverse effects from studies of nanomaterial toxicity have been attributed to the small particle size (see for instance: "Size matters. Comparing the toxicity of micro- to nanoparticles"). However, some studies have demonstrated that factors other than particle size, such as particle surface reactivity, may play important roles in defining nanomaterial toxicity.

Warheit notes that "perhaps the most important point to be made is that nanoparticle toxicological effects are complex and involve a variety of factors including physicochemical characteristics, particle-cellular interactions, routes and degrees of exposure, biokinetics, logistics, and other considerations. Unfortunately, these effects cannot yet be accurately modeled using simple systems."

He points out that risk determination is a product of both exposure and hazard assessments. "However, in many cases the exposure potential cannot be quantified, due to current technological limitations of measuring nanoparticle exposures in the workplace. Despite these limitations, the risk management framework could include a minimum base set of toxicity (hazard) screening studies, thus providing a fundamental hazard characterization for the nanoscale particulates of interest."

The minimum base set of acute toxicity assays – not intended to provide for a comprehensive evaluation of toxicity but is designed to facilitate a practical strategy for the development of new nanoscale materials – could include the following criteria: substantial particle characterization; pulmonary toxicity studies; acute dermal toxicity and sensitization studies; acute oral and ocular toxicity studies; along with screening type genotoxicity; and aquatic toxicity studies.

After reviewing a number of nanotoxicology research papers addressing the above-mentioned five 'myths', Warheit concludes that, because hazard effects cannot yet be accurately modeled and the hazard database for nanomaterials is very limited, it will be important to rigorously characterize the material of interest and generate substantive hazard data that is accurate and can be confirmed independently by other research investigators.

In his view, evaluations of human health and ecological implications of nanoparticle exposures will be required to attain nanotechnology's full commercialization potential.

By Michael Berger. Copyright 2010 Nanowerk

Como Matusalen

Nanotecnología prolongaría vida hasta 124 años

El presidente de la Sociedad de Geriatría y Gerontología de México, Enrique Casillas Aceves, aseguró durante su ponencia en el mes de la ciencia y la tecnología 2010, organizado por la UNAM que la nanotecnología promete soluciones vanguardistas para múltiples problemas de salud y enfermedades de los adultos mayores, por lo que se espera que con ello se prolongue la longevidad de la especie humana y mejore su calidad de vida.

Casillas Aceves expuso que si el promedio de vida, según la estadística de 2000, es de 74 años tanto para hombres como para mujeres, 'se habla de que se podrá vivir hasta 124 años con calidad'.

Además se experimenta con sistemas de liberación controlada, terapias genéticas y nanovacunas y se crean mecanismos y principios moleculares de regeneración de tejidos.

Casillas Aceves comentó que ya existen dispositivos para evaluar o curar enfermedades, como los micri-bivores, concebidos para destruir microbios en el torrente sanguíneo, actúan hasta mil veces más rápido que las defensas naturales y podrían remplazar el uso de antibióticos.

También está El Respiro-cito, robot esférico que imita la acción de la hemoglobina natural presente en los hematíes, con la capacidad de liberar hasta 236 veces más oxígeno por unidad de volumen.

Por otra parte se han creado Biochips, que permiten la obtención de gran cantidad de información y se desarrollan nanopartículas transportadoras de fármacos. fuente

Nanocápsulas para tratar cáncer

Nanocápsulas de oro podrían reducir los tumores de mama mediante calor localizado, según sugiere un estudio del Baylor College of Medicine, de Houston, Estados Unidos, publicado en la revista Science Translational Medicine. Los autores muestran en su trabajo que las nanopartículas de oro inyectadas en los tumores de mama convierten a las células cancerígenas en más sensibles al tratamiento de radiación.

En la actualidad, se desarrollan ensayos clínicos con tecnología de nanocápsulas que podrían proporcionar a las pacientes con cánceres de mama agresivos de un arma extra para fomentar la eliminación de las células tumorales. Uno de los principales problemas en la lucha contra el cáncer de mama es una pequeña población de células madre en los tumores que resisten a la radiación y a la quimioterapia, unas células que suelen producir la recurrencia de la enfermedad tras el tratamiento.

Los científicos han diseñado nuevas técnicas para ayudar a la radiación y a otras terapias tradicionales, incluyendo la hipertermia, en las que el tejido del organismo se expone a altas temperaturas superiores a los 45 ºC. Investigaciones previas han mostrado que las altas temperaturas pueden dañar y eliminar las células cancerígenas y hacer más sensibles a la radiación a las células madre del cáncer con efectos secundarios mínimos para los tejidos sanos. Sin embargo, en los pasados años se ha abandonado en gran medida la hipertermia debido a la dificultad de desarrollar herramientas para calentar los tumores de forma rápida y local.

Oro para activar el calor

Los científicos, dirigidos por Rachel Atkinson, han diseñado nanopartículas de oro para activar el calor en las células madre y hacerlas más sensibles a la terapia de radiación. Los autores del trabajo muestran que la hipertermia administrada con nanopartículas de oro inhibe las células madre del cáncer en modelos de ratón del cáncer de mama.

El oro es un envoltorio ideal para las nanocápsulas, pequeños pedacitos de silicio redondeados, debido a su menor toxicidad para los tejidos biológicos en comparación con otros materiales. En el experimento los ratones recibieron una única inyección de nanocápsulas de oro directamente en los tumores. Las nanocápsulas atravesaron los vasos sanguíneos y terminaron en los tumores, donde produjeron calor local cuando se activaron por un láser.

Estas nanocápsulas inductoras de calor evitaron que las células tumorales repararan los daños en el ADN producidos por la radiación y aumentaron así su sensibilidad a la terapia. Un día después del tratamiento, los ratones que sólo habían recibido radiación tenían células cancerígenas que se multiplicaban más rápido y formaban tumores más agresivos que los ratones que no recibieron tratamiento. Por otro lado, los ratones que recibieron hipertermia con radiación tenían una tasa menor de células cancerígenas en proliferación y se les formaron menos tumores, lo que sugiere que la hipertermia bloqueó el crecimiento de las células madre del cáncer y que podría haber cambiado sus propiedades agresivas.

Después, los investigadores dieron un paso más y repitieron estos experimentos con muestras de tumores de mama humanos propagados en ratones. Una vez más, los autores observaron que el calentamiento inducido por las nanocápsulas convirtió a las células madre del tumor de mama humano en mucho más sensibles a la radiación.

Fabricación de SWCNT mediante spinning con el uso de surfactantes no iónicos

Creo que no hace mucho estuvimos hablando con el Profesor de electrodos hechos de nanotubos de carbono en sustitución del grafito. Bueno, he aquí un pequeño artículo acerca de este tema.

Básicamente trata de un método mejorado de fabricación de nanotubos de carbono. Los filmes que se encuentran en muchos aparatos electrónicos (Pantalla táctil por ejemplo) actúan como electrodos dentro del sistema. Los SWCNT resulta baratos y muy eficientes comparados con otros materiales.

El método ideal sería que se pudiera hacer crecer directamente sobre un sustrato, como en el proceso de CDV (Chemical Vapor Deposition). El problema es que la mayoría de los sustratos de base son polímeros, con puntos de fusión muy bajos. Esto ocasiona que se deban considerar otros métodos. El artículo menciona otros métodos, pero el que más interesó a los investigadores fue el de spin-coating con surfactante. Spin coating es un método de recubrimiento utilizando fuerza centrífuga mediante una máquina que rota la oblea o lo que sea que se desee recubrir.

El tema principal del artículo es acerca de utilizar un surfactante no iónico durante el proceso de coating. Los surfactantes utilizado en este momento (sodium dodecyl sulfate (SDS) y sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS por sus siglas en inglés)) contienen fuerzas iónicas lo suficientemente fuertes para evitar la deposición de ciertos SWCNT y limita el grosor del filme. Las 2 respuestas que surgieron fueron spinning sin surfactante y spinning con un surfactante repulsivo (sea lo que eso sea). Los resultados obtenidos eran incluso peores que aquellos del spin coating original. Los investigadores de este artículo utilizaron un surfactante amfífilo (lo cual ya sabemos que es), obteniendo SWCNT de mejor conductividad. Además, el amfífilo utilizado tiene un peso molecular menor al de los surfactante previos, lo cual es una característica útil en la industria otro punto a favor es que se puede remover fácilmente una vez terminado el procedimiento.

Pueden leer más del artículo aquí:

http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/nn1009837

White House Solicits Public Opinion On Nanotechnology Plan

The White House is seeking the public's opinion on its draft plan for directing federal research and development (R&D) in nanotechnology.Nanotechnology -- which focuses on controlling matter at dimensions between approximately 1 and 100 nanometers -- is one of three technological areas identified by the Obama administration for particular focus.Together with IT and biotechnology, the three make up what the White House is calling the "golden triangle" of technology. The White House is actively seeking input on how best to invest in all three to provide economic benefit to society, and the NNI is spearheading its nanotechnology efforts.

Twenty-five agencies make up the NNI, which worked together to create a strategic plan that aims to merge nanotechnology research and development with how it applies to individual agency missions as well as overall national interest.

The plan lays out high-level priorities of the NNI for three years, reiterating the four main goals established in the 2007 Strategic Plan.

As they were then, priorities remain to promote a world-class nanotechnology R&D program; to transfer technologies developed into commercial products; to develop educational resources, a skilled workforce and infrastructure to promote nanotechnology; and to support responsible development.

The plan also outlines three Nanotechnology Signature Initiatives: renewable energy, sustainable manufacturing and next-generation electronics that will require cross-agency collaboration.

The federal government established the NNI in 2001. The NNI is meant to provide guidance to agency officials, program managers and the research community as they find ways to implement nanotechnology -- still in its early stages of adoption and R&D -- in their work.

Fifteen NNI agencies involved have budgets for nanotechnology R&D in 2011; the total proposed NNI budget for the year is $1.76 billion. Since the NNI was formed, the federal government has invested nearly $14 billion in it.

Un excelente Vídeo de Productos con Nanotecnología

Contemplen la hidrofobia en su gran Gloria.

Nanotechnology Presents Regulatory Mess

Oregon State University researchers tested more than 200 nanomaterials as part of a program studying potential risks posed by nanotechnology in pesticides. The study published Oct. 4 in the International Journal of Occupational and Environmental Health determined that most nanomaterials tested did not pose any toxic concerns.

But some nanoparticles did show potential safety problems, leading researchers to determine that pesticide manufacturers will need to disclose exactly what nanoparticles are in their products and ensure the compounds are tested in the same way people would be exposed to them in the real world.

The debate over how safe nano-enabled products are in consumer use and the workplace has created uncertainty for manufacturers utilizing nanotechnology and a potential mess of regulatory requirements. Proposed testing laws could make it costly and difficult for manufacturers to comply, say some industry experts.

One of the ways the Environmental Protection Agency plans to regulate nanotechnology is through the Toxic Chemicals Safety Act. The EPA is developing new Significant New Use Rules under TCSA that would require anyone who intends to manufacture, import or process new nanoscale materials based on chemical substances listed on the TCSA inventory to notify the EPA at least 90 days before they begin such activities.

The notification would need to include risk-related data, such as chemical identification, material characterization, physical properties, commercial uses and toxicity. The EPA also is proposing a rule that would require manufacturers of nanoscale materials to provide the agency with more detailed information, including production volume, methods of manufacture and processing, exposure and release information and available health and safety data.

The EPA plans to submit its proposals regarding nanotechnology testing and reporting before the end of the year.

Se puede ver el artículo completo en este link:

http://www.industryweek.com/articles/nanotechnology_presents_regulatory_mess_23145.aspx?SectionID=4

Cómo cambiará la arquitectura

Quizás la tecnología, y más concretamente la nanotecnología, puedan suponer una revolución sin precedentes para las viviendas, ciudades y las futuras edificaciones en general.

La nanotecnología supone la manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala. Nuevos materiales con prestaciones asombrosas de resistencia (sísmica, incendios), respuesta al medio (calor, frío), ahorro energético, seguridad, higiene y salud, podrán producirse a bajo costo.

Algunos ejemplos que ya están vigentes en nuestro medio. El hormigón ductal, un hormigón armado con fibras metálicas, con resistencia entre seis a ocho veces superior al tradicional, pero mas dúctil. El hormigón con fibra de vidrio, con barras de refuerzo V-ROD incorporado, para puentes y edificios cercados por el mar o en contacto con un medio ambiente húmedo. Y el hormigón translúcido, que incorpora la fibra óptica, permitiendo el paso de la luz.

Una investigadora y docente universitaria cordobesa, desarrolla un proyecto de construcción sustentable a partir de ladrillos y bloques para techos y muros de geometría y tamaño similar a los ladrillos tradicionales, con la tecnología que combina cemento y cáscara de maní. El resultado, un material liviano, poroso y rígido, con excelentes condiciones de aislación térmica y con características similares a los paneles de madera industrializados.

Otros materiales son los polímeros, tanto los naturales (madera, algodón, cuero o seda) como los artificiales (poliéster, pvc, nailon, acrílico, teflón), cuya versatilidad favorece sus aplicaciones en el campo textil, automovilístico, farmacéutico e informático. Y el Alón, principal candidato para sustituir al vidrio laminado de la industria (dióxido de silicio con impurezas). Constituido principalmente por oxinitruro de aluminio, una cerámica policristalina transparente de alta dureza (por lo menos cuatro veces más que el vidrio) y excelente resistencia térmica (superior a 1.000 ºC), es un aislante natural de las radiaciones infrarrojas y es 30% más ligero y 40% menor en espesor que su contraparte el vidrio laminado. Se lo conoce popularmente como “aluminio transparente”.

Se pueden imaginar edificios cuyas paredes y pisos cambiaran gradualmente de color conforme la variación del espectro lumínico. Se tendrían entonces muros y paneles divisorios que serían transparentes en el día y opacos en la noche; pinturas y recubrimientos resistentes cuyos colores no se degradarían en décadas; habría metales y cerámicas transparentes e irrompibles que sustituirían al cristal de las ventanas.

La conclusión es que en medida que el arquitecto se adentre en la investigación de materiales, y en especial, se interese por la nanotecnología, tomando su verdadero papel protagónico en el desarrollo de sus propios diseños y de sus materiales, se producirá un nuevo y muy diferente concepto de arquitectura, que nos mostrará distintos y sorprendentes resultados. Pero aún más importante, es que se romperian con esquemas y materiales que hemos utilizado durante más de cinco mil años.

Disponible.http://www.clarin.com/arquitectura/cambiara-arquitectura_0_356364367.html