Los átomos que forman una molécula se han logrado visualizar por primera vez

 Los átomos que forman una molécula se han logrado visualizar por primera vez

Los átomos que forman una molécula se han logrado visualizar bien por primera vez, a través de un Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM). Este logro de los científicos del laboratorio de IBM en Zúrich (Suiza) representa un hito en el ámbito de la nanotecnología y la electrónica molecular y un avance en el desarrollo y mejora de las prestaciones de los dispositivos electrónicos, explica la empresa.

La molécula es el pentaceno (C22H14), consistente en cinco anillos de benceno enlazados formando una cadena aromática, que es candidato a ser utilizada en nuevos semiconductores orgánicos.

Este logro, que se ha publicado en la revista Science, sigue a otro experimento publicado en la misma revista hace dos meses en el que el equipo midió los estados de carga de los átomos con el mismo tipo de microscopio. Así se podrá investigar cómo se trasmite la carga a través de las moléculas o de redes moleculares. Además, los investigadores han conseguido descubrir que la fuerza repulsiva que les ha permitido obtener el contraste suficiente para la imagen procede del efecto cuántico denominado principio de exclusion de Pauli.

En los últimos años, se había conseguido definir nanoestructuras a escala atómica y ahora ha sido posible mostrar la estructura química de una molécula con una resolución atómica, viendo los átomos individuales, ha comentado el investigador Gerhard Meyer, según el cual se puede considerar este hecho similar a la capacidad de traspasar un tejido blando con rayos X para obtener una imagen nítida de los huesos.

Supone un avance significativo en el desarrollo de la electrónica molecular, ya que para aumentar las prestaciones de los dispositivos electrónicos, ordenadores o teléfonos móviles, y reducir su tamaño, es preciso trabajar sobre estructuras atómicas, utilizando herramientas que permitan ver y manipular la materia a dicha escala.

Nanopartículas que cooperan abren nuevas perspectivas a la nanofarmacología

 Nanopartículas que cooperan abren nuevas perspectivas a la nanofarmacología

Investigadores de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) han desarrollado un tratamiento de nanopartículas en dos fases que podría ayudar a superar los problemas que bloquean muchas de las actuales terapias basadas en la nanociencia.

Los científicos, dirigidos por Michael Sailor, desarrollaron un par de nanopartículas que funcionan en colaboración que podrían evitar los sistemas de defensas de anticuerpos del organismo y permitir que los fármacos circulen hacia un determinado objetivo, como las células del cáncer.

En una primera fase, una nanopartícula similar a un nanotubo dorado activador busca y descubre el tumor al completo. Esta molécula activadora puede comportarse como una antena, absorbiendo la radiación láser infrarroja externa.

La radiación calienta el tumor, lo que lleva a que las células produzcan una proteína llamada p32, que a su vez se une a los receptores del segundo tipo de nanopartícula llamada liposoma. La segunda nanopartícula puede incluir fármacos anticancerígenos que se unan de forma selectiva con el tratamiento inicial.

En una prueba del tratamiento de nanopartículas cooperante, los autores incluyeron en los liposomas un fármaco anticancerígeno llamado doxorubicina e inyectaron la medicación en ratones experimentales con tumores cancerosos.

Los investigadores descubrieron que el tamaño del tumor se veía significativamente reducido en comparación con los ratones que eran tratados con una única nanopartícula o ésta no era específica.

 

Nanocables que se fabrican sobre fibras textiles actúan como acumuladores

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

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

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

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

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

 

Nariz electrónica detecta Cáncer a través del aliento

Los avances científicos han llegado a tal punto, que no esta muy lejano el día en que una persona pueda saber si padece cáncer a través de su aliento con tan solo soplar un tubo. Este avance está siendo desarrollado por investigadores Israelies que diseñaron una especie de nariz electrónica que fue capaz de detectar cáncer en un grupo de 200 personas, en las que se contaban personas sanas y otras con alguno de los 4 tipos de cáncer mas comunes en países desarrollados (mama, pulmón, pancreas, prostata).

Esta nueva tecnología se basa en nanosensores construidos con nanopartículas de oro, los cuales son sensibles a moléculas orgánicas(biomarcadores) volátiles propias de cada tipo de cáncer. Este nuevo desarrollo supone un gran avance en el diagnóstico clínico de esta enfermedad, ya que este aparato es mas pequeño, fácil de usar y menos costoso que los métodos actuales.

Científicos estadounidenses logran el viejo sueño de unir agua y aceite

Científicos estadounidenses han conseguido hacer realidad el viejo sueño de la física de los líquidos: combinar el agua con el aceite mediante el uso de un catalizador. Al mismo tiempo, los científicos de la Universidad de Oklahoma han logrado acelerar las reacciones en esa mezcla, lo que ayudaría a optimizar las técnicas de refinamiento de biocombustibles, según indican en un informe publicado por la revista Science.

Según explica el científico argentino Daniel Resasco, profesor de ingeniería de materiales químicos y biológicos de la Universidad de Oklahoma, la mezcla había sido imposible hasta ahora. “A diferencia de los combustibles comunes que sólo contienen componentes hidrofóbicos, los biocombustibles contienen compuestos oxigenados como los aldehídos, alcoholes y ácidos que son muy solubles en agua”, señala Resasco, uno de los autores de la investigación.

Aplicaciones en la industria farmacéutica

“La novedad es que estas nanopartículas que hemos desarrollado son capaces no sólo de estabilizar emulsiones agua-aceite y localizarse en la interfase (el punto de contacto entre los dos materiales), sino también de catalizar reacciones”, agrega. Según el científico, debido a que tienen dos “caras”, una hidrofílica y otra hidrofóbica, los llamados “nanohídridos” que han desarrollado pueden catalizar reacciones en el agua y otras en el aceite.

“De esa manera, se eliminan muchos pasos en el proceso de mejoramiento de los biocombustibles”, indica. El equipo dirigido por el ingeniero Steven Crossley, de la Universidad de Oklahoma, preparó un grupo especial de nanopartículas mezclando nanotubos hidrofóbicos con óxido de sílice, que es hidrofílico. Esta combinación logró que las nanopartículas se unieran en la interfase, entre el aceite y el agua. Al utilizar paladio como catalizador metálico en las nanopartículas, los científicos pudieron medir la reacción del catalizador.

Según el informe de Science, los científicos descubrieron que las nanopartículas con paladio reaccionaban en tres niveles diferentes que se utilizan en la refinamiento de la biomasa. “Este método mejora los sistemas catalíticos conocidos porque estas nanopartículas catalizan las reacciones de manera completa. Además, son fácilmente recuperables al fin de cada reacción”, indican en el informe. Según Resasco, el proceso permite la conversión simultánea de todos los productos oxigenados de una manera más económica y efectiva. Además, “el uso de estos catalizadores amfifílicos (hidrofóbicos e hidrofílicos) puede extenderse a muchas otras áreas, como la química fina y la industria farmacéutica”, añade.

 

Nanopolímeros en la protección y limpieza de materiales

Una de las aplicaciones de los Nanopolímeros es el nanorecubrimiento de materiales con la finalidad de proteger y/o limpiar superficies y con esto conservar las propiedades de los materiales ante las inclemencias del tiempo, suciedad, microorganismos, etc..

Los nanopolímeros tienen aplicaciones en una gran cantidad de industrias, como la alimentaria en la que es imprescindible mantener una adecuada higiene, industria del aseo, limpieza de  vidrios(automóviles, edificios, etc..) , limpieza de superfices de concreto, cemento, granito aplicable a pisos techos, murallas, también son aplicables en acero inoxidable en donde protegen contra la corrosión.

El mecanismo por el cual los nanopolimeros confieren esta nanoprotección, es el mismo que esta implicito en el efecto loto, que consiste en la protección natural que posee la superfice de la flor de loto de tal forma que repele cualquier tipo de sustancia que entre en contacto con ella, como el agua, aceites, miel etc.. esto gracias a superficies super hidrofóbicas que estan estructuradas a escala nanotecnologica.

Hoy en día existe un mercado incipiente de empresas que ofrecen nanopolímeros destacando en chile C-TEC empresa pionera en entregar soluciones nanotecnologicas para el sector industrial en Chile.

Calentamiento inductivo de nanopartículas para tratar el cáncer

 Calentamiento inductivo de nanopartículas para tratar el cáncer

La empresa zaragozana nanoScale Biomagnetics trabaja en el desarrollo y fabricación de equipos para HTM, una técnica que consiste en el calentamiento inductivo de nanopartículas magnéticas con fines terapéuticos, especialmente para tratar tumores malignos.

Según indicó el científico Nicolás Cassinelli a Europa Press, el calentamiento por inducción, que se aplica desde el siglo XIX, supone que un material magnético es expuesto a un campo también magnético variable para que se produzcan corrientes en su interior que pueden llegar a calentarlo.

Esta técnica, unida a la nanotecnología, permite fabricar materiales magnéticos de tamaños cercanos al átomo, “cientos de veces más pequeños que las células de nuestro organismo” y que, por lo tanto, se pueden utilizar para introducirlos o depositarlos sobre las células de un tumor, luego calentarlos por acción de un campo magnético aplicado desde el exterior y utilizar este calor para matar el tumor.

La gran potencialidad de esta aplicación reside en que se trata de un nuevo mecanismo que busca mejorar la selectividad del tratamiento oncológico, es decir, tratar el cáncer con la menor repercusión posible para el resto de los tejidos y sistemas del cuerpo.

Una de las ventajas de esta terapia es que al utilizar nanopartículas magnéticas se aplica el calor solamente en los puntos en que se han depositado previamente las nanopartículas, sin afectar otras áreas, porque los campos usados no afectan a los tejidos sin ayuda de éstas.

El objetivo inmediato de nanoScale es poner a disposición de los investigadores el equipamiento necesario para realizar todo tipo de ensayos relacionados con la búsqueda de nuevos materiales y la experimentación en muestras biológicas y animales.

En una segunda etapa desarrollarán equipos para la aplicación experimental en pacientes, según las necesidades de los investigadores. El objetivo final, al igual que el de los propios investigadores básicos, es el de llegar a la aplicación rutinaria en pacientes.

 

Casas y edificios que se reparan solos después de un terremoto

Las aplicaciones de la Nanotecnología han llegado incluso en tareas de reconstrucción después de un terremoto, y esto porque Investigadores de una universidad inglesa, están desarrollando un nuevo material formado por Nanopartículas en forma de Nanopolímeros, com propiedades de pasar del estado sólido a líquido ,al ser sometidas a una presión, de esta forma al estar en estado líquido rellenaría las grietas de las viviendas ,que luego se solidificarían reparando así  las casas y edificios.

Este nuevo nanomaterial vendría como anillo al dedo en las nuevas construcciones que se están realizando luego del gran terremoto en chile ocurrido el 27 de Febrero del 2010.

Crean detector de explosivos ultrasensible basado en Nanotecnología

Científicos Israelíes de la Universidad de Tel Aviv, han desarrollado un detector de bombas explosivas, basado en Nanotecnología, que es mil veces mas sensibles que el olfato de perros adiestrados, este detector es capaz de percibir distintos tipos de explosivos, además de múltiples compuestos químicos y biológicos.

El dispositivo consiste en un Chip  que posee una matriz de nanocables de Silicio, recubiertos por un compuesto orgánico del tipo amina, el cual se une directamente con las moléculas del explosivo, al unirse esto provoca un cambio en la conductancia de los cables.

El Chip fue puesto a prueba frente a explosivos líquidos ademas de vapores de TNT mezclados con el aire, detectandolos en forma exitosa, ahora el grupo está trabajando en el diseño de matrices de nanocables recubiertos por otras moléculas para así detectar otros tipos de explosivos

Nanopartículas contra males del corazón

Científicos en Estados Unidos crearon nanopartículas capaces de adherirse a las paredes internas de una arteria y liberar medicamentos para curar el tejido dañado.

El avance, afirman los investigadores en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) (Actas de la Academia Nacional de Ciencias), podría convertirse en una alternativa a los stents que se usan actualmente en pacientes con enfermedad cardiovascular.

Los compuestos, llamados nanoburrs, están recubiertos con pequeños fragmentos de proteína que se adhieren sólo a las células dañadas en las paredes de los vasos sanguíneos.

Una vez que llegan a su objetivo pueden liberar medicamento lentamente en el lugar preciso durante varios días.

Terapia dirigida

La ateroesclerosis -el endurecimiento de las arterias que abastecen al corazón- puede conducir a un bloqueo que puede provocar infartos.

Para tratar esta enfermedad los especialistas utilizan un pequeño “globo” que se inserta en el vaso para abrirlo y poder colocar un tubo -llamado stent- para mantenerlo abierto.

Este proceso a menudo provoca un rápido crecimiento de tejido alrededor del stent que puede conducir a un nuevo bloqueo de la arteria. Para evitar este problema se ha desarrollado un nuevo tipo de stent que libera medicamento durante varios días después de la inserción.

El nuevo enfoque, sin embargo, ofrece una alternativa para que estos fármacos sean liberados en el lugar preciso sin dañar el tejido sano.

Los nanoburrs -creados por los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Escuela Médica de Harvard- están cubiertos con proteínas que sólo se adhieren a una estructura en la pared del vaso sanguíneo llamada membrana basal.

Esta membrana sólo queda expuesta cuando la pared de la arteria está dañada, de manera que el medicamento sólo llega a las secciones dañadas del vaso.

Una vez en su lugar se lleva a cabo una reacción que libera el fármaco durante un período prolongado, de hasta 12 días.

Más estudios

Tal como señala el profesor Robert Langer, uno de los autores del estudio, “éste es un ejemplo apasionante de la nanotecnología y las terapias celulares dirigidas y espero que tenga grandes ramificaciones”.

Los científicos esperan que las nanopartículas puedan utilizarse de forma complementaria con los stents vasculares, o en lugar de un stent en áreas donde estos no pueden colocarse.

Agregan además que esta tecnología podría usarse para tratar cualquier enfermedad en donde las paredes celulares se vean dañadas, incluidos ciertos tipos de cáncer y otras enfermedades inflamatorias.

Los expertos afirman, sin embargo, que aunque la tecnología es “prometedora” todavía hacen falta más investigaciones antes de que pueda ser utilizada en pacientes.

“Ésta es una interesante prueba de concepto”, afirma el profesor Peter Weissberg, director médico de la Fundación Británica del Corazón.

“Durante mucho tiempo de han estado buscando formas de dirigir un fármaco particular a una parte específica del organismo”.

“Esta tecnología no podrá reemplazar la necesidad de usar un globo y un stent para abrir una arteria, pero es posible que un día se pueda utilizar para hacer llegar un medicamento que cure la ateroesclerosis”, expresa el experto.