Huellas dactilares y nanofibras
Las huellas dactilares se usan normalmente para identificar personas, pero ahora han proporcionado a un equipo de ingenieros químicos una pista crucial para desarrollar una nueva técnica de fabricación de nanofibras.
El descubrimiento, realizado en la Universidad Estatal de Pensilvania, conduce a un método nuevo, fácil y versátil de fabricación de nanofibras con usos potenciales en el filtrado avanzado, así como el cuidado de heridas, el suministro de medicamentos, los ensayos biológicos y otras aplicaciones médicas.
La nueva técnica en desarrollo está basada en el modo con que la policía científica obtiene las huellas dactilares en el escenario de un crimen, y resulta más fácil y más versátil que cualquiera de los métodos actuales para fabricar las nanofibras utilizadas comercialmente.
Las primeras nanofibras generadas por la técnica están hechas del ingrediente básico de muchas colas de contacto o supercolas, el cianoacrilato, que es un material biológicamente compatible, y ya utilizado en las suturas líquidas, en esferas para el suministro de medicamentos y en el tratamiento experimental del cáncer. Sin embargo, los investigadores afirman que otros materiales parecidos al cianoacrilato, que forman polímeros sólidos en presencia de un catalizador, podrían usarse potencialmente también en este proceso.
La nueva técnica es tan versátil que no sólo permite a los científicos hacer fibras nanométricas, sino también hojas planas igualmente nanométricas, esferas e incluso hojas rugosas.
Los investigadores pueden generar asimismo superficies estampadas y dicen que el proceso posiblemente podría usarse en una impresora de inyección de tinta.
El Dr. Henry C. Foley, profesor de ingeniería química, quien dirigió el proyecto, explica que los científicos forenses desvelan las huellas dactilares latentes a través de un proceso que emplea vapores de cianoacrilato. Las huellas dactilares existentes sobre una superficie son expuestas a los vapores de cianoacrilato, formadores de un residuo de polímero blanco que hace visible los surcos de las huellas dactilares.
Uno de los investigadores, Pratik Mankidy, había dejado accidentalmente sus huellas dactilares en uno de los equipos utilizados en la investigación que había sido pegado con cola de contacto, y aparecieron las nanofibras. Los investigadores se dispusieron entonces a descubrir el mecanismo de este efecto y lograron su objetivo.
Ahora continúan sus experimentos para comprender el proceso más profundamente. Muchas de las fibras producidas por el nuevo proceso tienen diámetros de entre 200 y 250 nanómetros, y centenares de micras de largo. Las nanofibras hoy disponibles en el mercado están en este mismo rango. Estos nuevos resultados abren un nuevo mundo de oportunidades para el control de las estructuras a escala nanométrica mediante la química catalítica
martes, 5 de diciembre de 2006
introduccion
Introducción a la Nanotecnología
Al borde de la realidad se gesta una revolución tecnológica inmensa, a pesar de lo minúsculas que son sus partes. Es allí donde la materia adquiere fundamento.
En este territorio, fuera del alcance de nuestras miradas, habitan los átomos, y la medida oficial es el nanómetro, o lo que es lo mismo, una mil millonésima parte de uno de nuestrEsta historia comenzó en 1959, pero nadie sabe cuándo, ni cómo, ni dónde va a terminar. Las visiones de un futuro desencadenado como consecuencia de la manipulación de la materia al nivel de los átomos, incrustada en la promesa de la revolución de la nanotecnología, contrasta con la advertencia de quienes nos recuerdan que los sueños a veces se convierten en pesadillas.
Este sueño comenzó entonces, en 1959, en una conferencia en el Caltech, el Instituto de Tecnología de California. El físico Richard Feynman, un especialista en mecánica cuántica ganador del Premio Nóbel, dedicó su charla al “problema de manipular y controlar las cosas a pequeña escala”. Fue un chispazo. Una detonación que en ese momento no hizo demasiado ruido pero cuyo eco puede estremecer el siglo XXI.
“Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo”, dijo Feynman. Al nivel de lo atómico, aseguró el profesor “muchas cosas nuevas podrán suceder”, porque las partículas se comportan en forma distinta a lo que ocurre a mayor escala. “Si nos reducimos y comenzamos a juguetear con los átomos allá abajo estaremos sometidos a unas leyes diferentes, y podremos hacer cosas diferentes”.
“Al nivel atómico hay nuevos tipos de fuerzas, nuevos tipos de posibilidades, nuevos tipos de efectos”. Feynman, quien debe considerable parte de su fama a esta conferencia, como descubrirá cualquiera que investigue en internet, dijo a los asistentes que plantear el desafío de la manipulación de los átomos resultaba natural, obvio. Y advirtió: “en el año 2000, cuando miren hacia atrás a esta época, se preguntarán por qué nadie empezó a moverse seriamente en esta dirección sino hasta 1960”.os metros.
Al borde de la realidad se gesta una revolución tecnológica inmensa, a pesar de lo minúsculas que son sus partes. Es allí donde la materia adquiere fundamento.
En este territorio, fuera del alcance de nuestras miradas, habitan los átomos, y la medida oficial es el nanómetro, o lo que es lo mismo, una mil millonésima parte de uno de nuestrEsta historia comenzó en 1959, pero nadie sabe cuándo, ni cómo, ni dónde va a terminar. Las visiones de un futuro desencadenado como consecuencia de la manipulación de la materia al nivel de los átomos, incrustada en la promesa de la revolución de la nanotecnología, contrasta con la advertencia de quienes nos recuerdan que los sueños a veces se convierten en pesadillas.
Este sueño comenzó entonces, en 1959, en una conferencia en el Caltech, el Instituto de Tecnología de California. El físico Richard Feynman, un especialista en mecánica cuántica ganador del Premio Nóbel, dedicó su charla al “problema de manipular y controlar las cosas a pequeña escala”. Fue un chispazo. Una detonación que en ese momento no hizo demasiado ruido pero cuyo eco puede estremecer el siglo XXI.
“Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo”, dijo Feynman. Al nivel de lo atómico, aseguró el profesor “muchas cosas nuevas podrán suceder”, porque las partículas se comportan en forma distinta a lo que ocurre a mayor escala. “Si nos reducimos y comenzamos a juguetear con los átomos allá abajo estaremos sometidos a unas leyes diferentes, y podremos hacer cosas diferentes”.
“Al nivel atómico hay nuevos tipos de fuerzas, nuevos tipos de posibilidades, nuevos tipos de efectos”. Feynman, quien debe considerable parte de su fama a esta conferencia, como descubrirá cualquiera que investigue en internet, dijo a los asistentes que plantear el desafío de la manipulación de los átomos resultaba natural, obvio. Y advirtió: “en el año 2000, cuando miren hacia atrás a esta época, se preguntarán por qué nadie empezó a moverse seriamente en esta dirección sino hasta 1960”.os metros.
nano fibras mas delgadas que la onda de luz
Nanofibras más delgadas que la onda de luz
Nanotecnología
Un grupo de investigadores ha creado cables de fibra óptica de tan sólo 50 nanómetros de grosor. Son más delgados que la longitud de onda de la luz que transportan, por lo que deben hacerlo de una forma poco habitual.
(NC&T) Hechas de sílice y muy flexibles, las fibras utilizan el material como guía alrededor de la cual las ondas luminosas fluyen. Además, y dado que los científicos pueden fabricar las fibras con un diámetro uniforme y con superficies muy lisas (a nivel atómico), las ondas de luz pueden permanecer coherentes a medida que viajan.
Este tipo de cables permitirá que los dispositivos que los utilicen transmitan más información usando menos espacio. El nuevo material tendrá aplicaciones en productos médicos cada más pequeños, y en diminutos equipos fotónicos, como sistemas láser a escala nanométrica, herramientas para comunicaciones y sensores. De hecho, el tamaño tiene una importancia crítica en la detección, de modo que si tenemos un mayor número de fibras en una misma área, un sensor puede detectar muchas más toxinas a la vez, por ejemplo, y con mayor precisión.
El adelanto tecnológico ha sido llevado a cabo por expertos de la Harvard University liderados por Eric Mazur y Limin Tong, en cooperación con científicos de la universidad japonesa de Tohoku.
Se esperan avances en campos tales como la microcirugía, que requiere de láseres de pulsos cortos (sobre todo en dermatología y en la cirugía del ojo), o en la investigación de las neuronas de gusanos microscópicos (nematodos).
Nanotecnología
Un grupo de investigadores ha creado cables de fibra óptica de tan sólo 50 nanómetros de grosor. Son más delgados que la longitud de onda de la luz que transportan, por lo que deben hacerlo de una forma poco habitual.
(NC&T) Hechas de sílice y muy flexibles, las fibras utilizan el material como guía alrededor de la cual las ondas luminosas fluyen. Además, y dado que los científicos pueden fabricar las fibras con un diámetro uniforme y con superficies muy lisas (a nivel atómico), las ondas de luz pueden permanecer coherentes a medida que viajan.
Este tipo de cables permitirá que los dispositivos que los utilicen transmitan más información usando menos espacio. El nuevo material tendrá aplicaciones en productos médicos cada más pequeños, y en diminutos equipos fotónicos, como sistemas láser a escala nanométrica, herramientas para comunicaciones y sensores. De hecho, el tamaño tiene una importancia crítica en la detección, de modo que si tenemos un mayor número de fibras en una misma área, un sensor puede detectar muchas más toxinas a la vez, por ejemplo, y con mayor precisión.
El adelanto tecnológico ha sido llevado a cabo por expertos de la Harvard University liderados por Eric Mazur y Limin Tong, en cooperación con científicos de la universidad japonesa de Tohoku.
Se esperan avances en campos tales como la microcirugía, que requiere de láseres de pulsos cortos (sobre todo en dermatología y en la cirugía del ojo), o en la investigación de las neuronas de gusanos microscópicos (nematodos).
nano fibras mas delgadas que la onda de luz
Nanofibras más delgadas que la onda de luz
Nanotecnología
Un grupo de investigadores ha creado cables de fibra óptica de tan sólo 50 nanómetros de grosor. Son más delgados que la longitud de onda de la luz que transportan, por lo que deben hacerlo de una forma poco habitual.
(NC&T) Hechas de sílice y muy flexibles, las fibras utilizan el material como guía alrededor de la cual las ondas luminosas fluyen. Además, y dado que los científicos pueden fabricar las fibras con un diámetro uniforme y con superficies muy lisas (a nivel atómico), las ondas de luz pueden permanecer coherentes a medida que viajan.
Este tipo de cables permitirá que los dispositivos que los utilicen transmitan más información usando menos espacio. El nuevo material tendrá aplicaciones en productos médicos cada más pequeños, y en diminutos equipos fotónicos, como sistemas láser a escala nanométrica, herramientas para comunicaciones y sensores. De hecho, el tamaño tiene una importancia crítica en la detección, de modo que si tenemos un mayor número de fibras en una misma área, un sensor puede detectar muchas más toxinas a la vez, por ejemplo, y con mayor precisión.
El adelanto tecnológico ha sido llevado a cabo por expertos de la Harvard University liderados por Eric Mazur y Limin Tong, en cooperación con científicos de la universidad japonesa de Tohoku.
Se esperan avances en campos tales como la microcirugía, que requiere de láseres de pulsos cortos (sobre todo en dermatología y en la cirugía del ojo), o en la investigación de las neuronas de gusanos microscópicos (nematodos).
Nanotecnología
Un grupo de investigadores ha creado cables de fibra óptica de tan sólo 50 nanómetros de grosor. Son más delgados que la longitud de onda de la luz que transportan, por lo que deben hacerlo de una forma poco habitual.
(NC&T) Hechas de sílice y muy flexibles, las fibras utilizan el material como guía alrededor de la cual las ondas luminosas fluyen. Además, y dado que los científicos pueden fabricar las fibras con un diámetro uniforme y con superficies muy lisas (a nivel atómico), las ondas de luz pueden permanecer coherentes a medida que viajan.
Este tipo de cables permitirá que los dispositivos que los utilicen transmitan más información usando menos espacio. El nuevo material tendrá aplicaciones en productos médicos cada más pequeños, y en diminutos equipos fotónicos, como sistemas láser a escala nanométrica, herramientas para comunicaciones y sensores. De hecho, el tamaño tiene una importancia crítica en la detección, de modo que si tenemos un mayor número de fibras en una misma área, un sensor puede detectar muchas más toxinas a la vez, por ejemplo, y con mayor precisión.
El adelanto tecnológico ha sido llevado a cabo por expertos de la Harvard University liderados por Eric Mazur y Limin Tong, en cooperación con científicos de la universidad japonesa de Tohoku.
Se esperan avances en campos tales como la microcirugía, que requiere de láseres de pulsos cortos (sobre todo en dermatología y en la cirugía del ojo), o en la investigación de las neuronas de gusanos microscópicos (nematodos).
nuevos avances en la produccion de nanofibras
Nuevos avances en la producción de nanofibras.
Según un periódico checo, The Prague Post, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Libereca ha descubierto una forma de producir nanofibras que podría revolucionar todo el proceso de producción de nuevos tejidos. Aunque la creación de nanofibras no es nada nuevo, los investigadores de Liberec dicen que han inventado una máquina capaz de fabricar nanofibras de forma masiva. "La novedad (de este nuevo avance) se deriva de su capacidad de producir de forma contínua" según Ondrej Novak, miembro del equipo de investigación. La máquina tiene capacidad de fabricar nanofibras en piezas que miden 1,5 metros de ancho y varios metros de largo. Este nuevo proceso, según los investigadores, podría reducir el coste de fabricar nanotejidos. El grupo ha patentado su novedoso proceso de producción de nanofibras, y esta a la espera de recibir un patente internacional. La estructura de tejidos fabricados con nanofibras permite la creación de una tela con características extraordinarias. Por ejemplo, un vestido que cambie de color, un jersey que cambia su capacidad de abrigar según la temperatura corporal de la persona que lo lleva, ropa para fuerzas de emergencia que protege ante posibles agentes biológicos pero permite traspasar el sudor...
Según un periódico checo, The Prague Post, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Libereca ha descubierto una forma de producir nanofibras que podría revolucionar todo el proceso de producción de nuevos tejidos. Aunque la creación de nanofibras no es nada nuevo, los investigadores de Liberec dicen que han inventado una máquina capaz de fabricar nanofibras de forma masiva. "La novedad (de este nuevo avance) se deriva de su capacidad de producir de forma contínua" según Ondrej Novak, miembro del equipo de investigación. La máquina tiene capacidad de fabricar nanofibras en piezas que miden 1,5 metros de ancho y varios metros de largo. Este nuevo proceso, según los investigadores, podría reducir el coste de fabricar nanotejidos. El grupo ha patentado su novedoso proceso de producción de nanofibras, y esta a la espera de recibir un patente internacional. La estructura de tejidos fabricados con nanofibras permite la creación de una tela con características extraordinarias. Por ejemplo, un vestido que cambie de color, un jersey que cambia su capacidad de abrigar según la temperatura corporal de la persona que lo lleva, ropa para fuerzas de emergencia que protege ante posibles agentes biológicos pero permite traspasar el sudor...
nanocables con estructura cristalina
Nanocables con estructura cristalina
Segun el Technology Review equipos de investigación de la Universidad de California at Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han logrado crear nanocables con composiciones de materiales específicos y en una postura y orientación específica. Esto supone toda un avance en la fabricación de nanocables, ya por primera vez los científicos han logrado controlar la estructura cristalina de nanocables derivada de los materiales semiconductores gallium nitride y zinc oxide. El proceso podría permitir el desarrollo de componentes electrónicos como diodos que emiten luz y diodos láser con propiedades ajustables. Depositar una capa fina de un material sobre una superficie cristalina hace que dicho material adopte la estructura cristalina de esta superifice. Los investigadores han logrado con este método que sus nanocables, con un diámetro de 15 a 40 nanometros, adopten la forma y la orientación deseadas al aparear la estructura cristalina con la estructura deseada del nanoc
Segun el Technology Review equipos de investigación de la Universidad de California at Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han logrado crear nanocables con composiciones de materiales específicos y en una postura y orientación específica. Esto supone toda un avance en la fabricación de nanocables, ya por primera vez los científicos han logrado controlar la estructura cristalina de nanocables derivada de los materiales semiconductores gallium nitride y zinc oxide. El proceso podría permitir el desarrollo de componentes electrónicos como diodos que emiten luz y diodos láser con propiedades ajustables. Depositar una capa fina de un material sobre una superficie cristalina hace que dicho material adopte la estructura cristalina de esta superifice. Los investigadores han logrado con este método que sus nanocables, con un diámetro de 15 a 40 nanometros, adopten la forma y la orientación deseadas al aparear la estructura cristalina con la estructura deseada del nanoc
lunes, 4 de diciembre de 2006
nanofibras
Las nanofibras de cristal bioactivo como biomaterial de última generación
El cristal bioactivo está considerado actualmente como el material más biocompatible en el campo de la regeneración ósea debido a su bioactividad, osteoconductividad (capacidad del material para actuar como andamiaje y soportar el acoplamiento celular y la consiguiente formación y deposición de matriz ósea) e incluso osteoinductividad (especie de andamio que ayuda a las células precursoras osteogénicas a diferenciar entre las células óseas maduras). Sin embargo, la fórmula del cristal bioactivo se ha limitado a fibras en la escala del micrón, polvos y bulk. Ahora, investigadores de Corea del Sur y el Reino Unido han fabricado, por primera vez, un cristal bioactivo en forma de nanofibras. Este material, que presenta una bioactividad excelente, podría abrir la puerta al desarrollo de nuevos materiales de regeneración ósea nanoestructurados para la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos.Se han estudiado materiales para aplicaciones biomédicas con el fin de aumentar y regenerar tejidos humanos que han sufrido algún daño o enfermedad. A lo largo de los últimos diez años la demanda de biomateriales sintéticos ha aumentado significativamente y se han dedicado muchos esfuerzos al área de ingeniería de tejidos y biomateriales.El Prof. Hae-Won Kim, del departamento de Biomateriales Dentales de la Universidad de Dankook, en Corea del Sur, explicó los beneficios del biocristal para Nanowerk: “La mayoría de los estudios en vivo sobre biocristales han confirmado su excelente biocompatibilidad tanto con tejidos duros como blandos. Esto se atribuye principalmente a su capacidad para formar una capa bioactiva en la interfaz en contacto con los tejidos vivos, llamada capa de hidroxicarbonato de apatita (HCA), que equivale a la fase mineral de los tejidos humanos duros. Basándose en amplias investigaciones realizadas en vivo e in vitro, los cristales bioactivos están considerados como uno de los biomateriales más prometedores de la ‘próxima generación’”.
El cristal bioactivo está considerado actualmente como el material más biocompatible en el campo de la regeneración ósea debido a su bioactividad, osteoconductividad (capacidad del material para actuar como andamiaje y soportar el acoplamiento celular y la consiguiente formación y deposición de matriz ósea) e incluso osteoinductividad (especie de andamio que ayuda a las células precursoras osteogénicas a diferenciar entre las células óseas maduras). Sin embargo, la fórmula del cristal bioactivo se ha limitado a fibras en la escala del micrón, polvos y bulk. Ahora, investigadores de Corea del Sur y el Reino Unido han fabricado, por primera vez, un cristal bioactivo en forma de nanofibras. Este material, que presenta una bioactividad excelente, podría abrir la puerta al desarrollo de nuevos materiales de regeneración ósea nanoestructurados para la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos.Se han estudiado materiales para aplicaciones biomédicas con el fin de aumentar y regenerar tejidos humanos que han sufrido algún daño o enfermedad. A lo largo de los últimos diez años la demanda de biomateriales sintéticos ha aumentado significativamente y se han dedicado muchos esfuerzos al área de ingeniería de tejidos y biomateriales.El Prof. Hae-Won Kim, del departamento de Biomateriales Dentales de la Universidad de Dankook, en Corea del Sur, explicó los beneficios del biocristal para Nanowerk: “La mayoría de los estudios en vivo sobre biocristales han confirmado su excelente biocompatibilidad tanto con tejidos duros como blandos. Esto se atribuye principalmente a su capacidad para formar una capa bioactiva en la interfaz en contacto con los tejidos vivos, llamada capa de hidroxicarbonato de apatita (HCA), que equivale a la fase mineral de los tejidos humanos duros. Basándose en amplias investigaciones realizadas en vivo e in vitro, los cristales bioactivos están considerados como uno de los biomateriales más prometedores de la ‘próxima generación’”.
nano cables
Nanocables moleculares basados en DNA :
Un consorcio internacional de 7 universidades y centros de investigación busca una alternativa a la microelectrónica basada en sílice utilizando moléculas de DNA, lo cual puede permitir una reducción por mil del tamaño de los sistemas actuales. La UPV/EHU participa en este proyecto a través del grupo de investigación del Profesor Ángel Rubio Secades, catedrático del Departamento de Física de Materiales.
El lado realmente innovador de este proyecto está, por una parte, en utilizar todo el potencial de reconocimiento y autoensamblado de los sistemas biológicos, más específicamente, usando derivados del DNA tales como G4-DNA, M-DNA y PC-DNA con un mayor potencial electrónico que el DNA (que es de por sí aislante) y, por otra, en realizar estudios en química de superficies combinados con microscopía SPM y espectroscopía, medición de transporte eléctrico, nano-fabricación sofisticada y estudios teóricos de simulación computacional de la estabilidad y propiedades de los dispositivos sintetizados y/o motivar nuevas estructuras que tengan un potencial mayor. De este modo se está desarrollando el modo de fabricar nanocables usando los citados derivados moleculares y el modo de controlar la interacción entre el electrodo molecular y el substrato molecular buscando conocer a fondo los mecanismos de conducción energéticos de estos nanocables y poder hacer modelos de dispositivos nanomoleculares basados en estos derivados de DNA.
Procedimento :
Procedimiento
Utilice gafas de seguridad
Utilice guantes
Se recomienda el uso de una campana de extracción
Evite el contacto con o la inhalación de níquel o soluciones de níquel.
Obtener un filtro Anodisc de 0.02 micrómetros. Estos discos de cerámica son muy frágiles y un anillo de polipropileno les sirve de soporte. Remover la membrana de alúmina del empaque utilizando las pinzas. Asegurarse de sujetar la membrana por el anillo de polipropileno para evitar que ésta se quiebre. Cubrir por completo el lado superior de la membrana (lado con el anillo de polipropileno más ancho) con un material conductor (vea las opciones en el siguiente paso).
Una opción es cubrir la membrana con la aleación de GaIn utilizando el aplicador con punta de algodón. El lado cubierto lucirá brillante, mientras que el lado opuesto permanecerá opaco. Aunque es muy importante cubrir la superficie por completo para prevenir escapes, sólo es necesario sumergir el aplicador en GaIn una vez. La capa de GaIn puede ser bastante delgada. Para asegurarse que la membrana quedó completamente cubierta, observar el lado no cubierto y verificar que el mismo esté totalmente opaco.
Otra opción es utilizar la técnica de "sputtering" con plata para cubrir la superficie. Las condiciones utilizadas son 50 militorr de argón y 45 miliamperes de corriente por tres deposiciones de 150 segundos. Para asegurarse que la membrana quedó completamente cubierta, observar el lado no cubierto y verificar que el mismo esté totalmente opaco.
Colocar la membrana en el centro de la placa de cobre con el lado cubierto en contacto con la placa. Sostener la membrana utilizando la cinta aislante. Cubrir el resto de la placa con la cinta aislante para evitar que quede en contacto con la solución de níquel.
Colocar la placa de cobre y el alambre de níquel dentro del beaker de 50 mL. Conectar el lado negativo del sujetador con la batería AA a la placa de cobre y el lado positivo al alambre de níquel. Añadir la solución de níquel para recubrimiento al beaker hasta cubrir la membrana. Dejar en solución por 10-50 minutos para permitir el proceso de electrodeposición de níquel. A mayor tiempo de electrodeposición, mayor será la longitud de los cables.
Desconectar la batería y remover la placa de cobre de la solución.
La solución de níquel puede ser reutilizada. ¿Por qué la concentración de la solución de níquel no cambia durante la electrolisis?
Lavar el electrodo con agua.
Sumergir el electrodo en acetona para remover la cinta aislante. Esto tomará varios minutos. (La segunda película representa un tiempo actual de 15 minutos).
Remover la membrana de la placa de cobre y transferirla a la lámina de vidrio con el lado cubierto con GaIn hacia arriba.
En una campana de extracción, utilizar ácido nítrico y el aplicador de algodón para remover la capa de GaIn. Moje el aplicador de algodón con agua antes de descartarlo.
Lavar con agua.
Colocar el disco en 5 mL de NaOH 6 M por 10 minutos para disolver la membrana. Descartar el anillo de polipropileno.
Colocar el beaker junto a un imán. Los nanocables de níquel serán atraídos hacia el imán. Remover la solución de NaOH. Lavar los nanocables con agua. Colocar el imán junto al beaker para separar los nanocables del agua. Remover el agua. Repetir el proceso de lavado varias veces. Adicionar agua para suspender los nanocables y transferir a un vial para almacenar. Mantener los nanocables en solución.
Nueva teoría explica la superconductividad ampliada de los nanocables
Los cables superconductores se emplean en los equipos para la obtención de imágenes por resonancia magnética, en los trenes de alta velocidad por levitación magnética y en los dispositivos sensores que detectan las variaciones del campo magnético del cerebro. En el futuro, cables superconductores extremadamente finos podrían utilizarse, con pérdidas bajas, para las líneas de transmisión de energía eléctrica a largas distancias."
Un consorcio internacional de 7 universidades y centros de investigación busca una alternativa a la microelectrónica basada en sílice utilizando moléculas de DNA, lo cual puede permitir una reducción por mil del tamaño de los sistemas actuales. La UPV/EHU participa en este proyecto a través del grupo de investigación del Profesor Ángel Rubio Secades, catedrático del Departamento de Física de Materiales.
El lado realmente innovador de este proyecto está, por una parte, en utilizar todo el potencial de reconocimiento y autoensamblado de los sistemas biológicos, más específicamente, usando derivados del DNA tales como G4-DNA, M-DNA y PC-DNA con un mayor potencial electrónico que el DNA (que es de por sí aislante) y, por otra, en realizar estudios en química de superficies combinados con microscopía SPM y espectroscopía, medición de transporte eléctrico, nano-fabricación sofisticada y estudios teóricos de simulación computacional de la estabilidad y propiedades de los dispositivos sintetizados y/o motivar nuevas estructuras que tengan un potencial mayor. De este modo se está desarrollando el modo de fabricar nanocables usando los citados derivados moleculares y el modo de controlar la interacción entre el electrodo molecular y el substrato molecular buscando conocer a fondo los mecanismos de conducción energéticos de estos nanocables y poder hacer modelos de dispositivos nanomoleculares basados en estos derivados de DNA.
Procedimento :
Procedimiento
Utilice gafas de seguridad
Utilice guantes
Se recomienda el uso de una campana de extracción
Evite el contacto con o la inhalación de níquel o soluciones de níquel.
Obtener un filtro Anodisc de 0.02 micrómetros. Estos discos de cerámica son muy frágiles y un anillo de polipropileno les sirve de soporte. Remover la membrana de alúmina del empaque utilizando las pinzas. Asegurarse de sujetar la membrana por el anillo de polipropileno para evitar que ésta se quiebre. Cubrir por completo el lado superior de la membrana (lado con el anillo de polipropileno más ancho) con un material conductor (vea las opciones en el siguiente paso).
Una opción es cubrir la membrana con la aleación de GaIn utilizando el aplicador con punta de algodón. El lado cubierto lucirá brillante, mientras que el lado opuesto permanecerá opaco. Aunque es muy importante cubrir la superficie por completo para prevenir escapes, sólo es necesario sumergir el aplicador en GaIn una vez. La capa de GaIn puede ser bastante delgada. Para asegurarse que la membrana quedó completamente cubierta, observar el lado no cubierto y verificar que el mismo esté totalmente opaco.
Otra opción es utilizar la técnica de "sputtering" con plata para cubrir la superficie. Las condiciones utilizadas son 50 militorr de argón y 45 miliamperes de corriente por tres deposiciones de 150 segundos. Para asegurarse que la membrana quedó completamente cubierta, observar el lado no cubierto y verificar que el mismo esté totalmente opaco.
Colocar la membrana en el centro de la placa de cobre con el lado cubierto en contacto con la placa. Sostener la membrana utilizando la cinta aislante. Cubrir el resto de la placa con la cinta aislante para evitar que quede en contacto con la solución de níquel.
Colocar la placa de cobre y el alambre de níquel dentro del beaker de 50 mL. Conectar el lado negativo del sujetador con la batería AA a la placa de cobre y el lado positivo al alambre de níquel. Añadir la solución de níquel para recubrimiento al beaker hasta cubrir la membrana. Dejar en solución por 10-50 minutos para permitir el proceso de electrodeposición de níquel. A mayor tiempo de electrodeposición, mayor será la longitud de los cables.
Desconectar la batería y remover la placa de cobre de la solución.
La solución de níquel puede ser reutilizada. ¿Por qué la concentración de la solución de níquel no cambia durante la electrolisis?
Lavar el electrodo con agua.
Sumergir el electrodo en acetona para remover la cinta aislante. Esto tomará varios minutos. (La segunda película representa un tiempo actual de 15 minutos).
Remover la membrana de la placa de cobre y transferirla a la lámina de vidrio con el lado cubierto con GaIn hacia arriba.
En una campana de extracción, utilizar ácido nítrico y el aplicador de algodón para remover la capa de GaIn. Moje el aplicador de algodón con agua antes de descartarlo.
Lavar con agua.
Colocar el disco en 5 mL de NaOH 6 M por 10 minutos para disolver la membrana. Descartar el anillo de polipropileno.
Colocar el beaker junto a un imán. Los nanocables de níquel serán atraídos hacia el imán. Remover la solución de NaOH. Lavar los nanocables con agua. Colocar el imán junto al beaker para separar los nanocables del agua. Remover el agua. Repetir el proceso de lavado varias veces. Adicionar agua para suspender los nanocables y transferir a un vial para almacenar. Mantener los nanocables en solución.
Nueva teoría explica la superconductividad ampliada de los nanocables
Los cables superconductores se emplean en los equipos para la obtención de imágenes por resonancia magnética, en los trenes de alta velocidad por levitación magnética y en los dispositivos sensores que detectan las variaciones del campo magnético del cerebro. En el futuro, cables superconductores extremadamente finos podrían utilizarse, con pérdidas bajas, para las líneas de transmisión de energía eléctrica a largas distancias."
martes, 28 de noviembre de 2006
nanotecnologia
nanotecnologia
El termino "nanotecnologia" es utilizado para describir cualquier cosa mesurada en una escala nano (nano significa un-mil-millon). La nanotecnologia molecular trata de la ubicacion y diseno exacto de atomos. La meta y las promesas fabulosas de esta ciencia emergente fueron por primera vez descritas en el libro de K. Eric Drexler "Engines of Creation", en 1986, y retomado en una monografia sobre este autor, firmada por Ed Regis y llamada "Nano", a principios de los noventa. La idea de los cientificos que desarrollan proyectos nanotecnologicos no solo aspira a la ubicacion de atomos a nivel individual, sino a la creacion de maquinas moleculares capaces de crear, atomo a atomo, todo lo que hoy nos rodea o lo que deseemos tener en el futuro. En las palabras del propio Eric Drexler: "Puestos en orden de una manera, los atomos componen aire, tierra, agua. Con otro diseno, los atomos forman unas fabulosas fresas frescas." Suena fantastico. Si aprendemos a disenar la distribucion atomica como lo hace la naturaleza podemos establecer un inesperado e inimaginado control sobre la materia que nos rodea. O sobre nuestros cuerpos. Por ejemplo, podriamos darle un giro inverso al proceso de envejecer colocando los atomos de forma inversa. Volver a la juventud simplemente cambiando el diseno de nuestros moleculas...Ensamblaje molecular: Para llegar ahi, hay que crear maquinas de ensamblaje molecular, que a su vez crearan otras mayores. Este proceso sigue hasta que las maquinas de ensamblaje quedan configurar el producto final, utilizando como unica materia prima cantidades amorfas de los atomos necesarios. Por ejemplo, seres humanos utilizarian dentro de su cuerpo maquinas moleculares de proteinas y enzimas que llevan a cabo funciones de nivel nano e incluso sub-nano. La nanotecnologia es todavia altamente teorica. Para apreciar lo pequeno que es un atomo: un atomo es un 1/10.000 del tamano de una bacteria, a su vez un 1/10.000 del tamano de un mosquito.
Composicion de nanoengranajes: Estas nanoestructuras estan completamente construidas de atomos de Carbon. Los diferentes colores en la estructura son usados unicamente para clarificar la simulacion de la dinamica molcular. Estas estructuras fueron construidas en dos partes, primero el engranaje y luego la columna. Esta estructura fue contruida en el centro Naval de investigacion de los Estados Unidos, utilizando reglas estandares para formas superficies cerradas. El calculo utilizado fue : numero_pentagonos - numero_heptagonos - 2*numero_octagonos = 12 Para producir este engranaje se usaron cuatro pentagonos en la punta un diente y un octagono entre la esquina adyacente y la del pentagono. Este posicionamiento de los pologonos nos da 24 pentagonos y 6 octagonos quew si los ponemos en la ecuacion dada nos daria: 24 - 2*6 = 12 Satisfaciendo la regla para generar una superficie cerrada. Al lado de estos engranajes se ponen las columnas apropiadas. En este caso una parte de un cilindro hecho con grafito. Para unir estas columnas al engranaje se requiere de un cilindro de forma simetrica al engranaje.
La Nanotecnologia molecular da la posibilidad de desmembrar las moleculas, atomo por atomo, para luego transportarlos a velocidades cercanas a la de la luz y construir la misma molecula pero en otra parte; incluyendo por supuesto las moleculas biologicas humanas. Por otra parte, se encuentra la aplicacion de esta tecnologia en la medicina no introsiva o aquella que no utiliza los metodos tradicionales. Por ejemplo, con esta herramienta no es necesario someter al paciente a una complicada operacion, sino que pueden emplearse robots inmersos en la corriente sanguinea que podran operar a control remoto. Tambien la nanotecnologia sera de gran ayuda en la creacion de dispositivos sintetico-biologicos y otros adelantos en este campo.
Algunos usos de Nanotecnologia: La Miniaturizacion: La reduccion de los componentes electronicos, conocida tambien como nanotecnologia, (Drexler, 1993: 20-25) cercana a las dimensiones correspondientes a 10-9 o 10-13 es un elemento que le ha permitido a la computadora concretar su proceso de difusion. El objetivo fundamental de este proceso es incrementar su portabilidad, su autonomia, en suma su movilidad, conmutabilidad y oportunidad. Como un resultado que busca su adaptacion forzosa a las necesidades de espacio y de tiempo de la vida moderna. El proceso de fabricacion de computadoras ha pasado con velocidad vertiginosa de los sistemas operados con valvulas de vacio (conocidas como bulbos o ampollas de vacio); a los semiconductores tradicionales (conocidos como transistores de tipo PNP o NPN); de ahi a los sistemas creados con base en circuitos integrados y por ultimo a los microprocesadores que realizan procesos de manera paralela. Desde los anos sesenta que fue la decada en la que se crearon los primeros circuitos integrados; el numero de componentes electronicos alojados en los "chips" se ha duplicado casi anualmente - como dato promedio -. Aunque no se puede ubicar aqui la frontera en esta area tecnologica. El surgimiento de nuevos materiales y tecnologias permiten avisorar el desarrollo de computadoras que operen con pequenos impulsos electricos o electroquimicos o simplemente con agua.
Crea maquina microscopica capaz de manipular cadenas de ADN: Un equipo de cientificos ha armado una pieza movil de unas pocas hebras de acido dioxirribonucleico, y dice que se trata del primer paso hacia la construccion de “maquinas” ultramicroscopicas que algun dia podrian ejecutar en espacios microscopicos tareas tan complejas como fabricar circuitos electronicos y despejar vasos sanguineos obstruidos en el cerebro. La pieza en forma de gozne, a la que es posible mover a voluntad, tiene apenas cuatro diez milesimas del espesor de un cabello humano. El nuevo experimento no representa la primera vez que los cientificos han armado piezas moviles a partir de compuestos quimicos. Pero los ejemplos anteriores han tenido el defecto de ser harto flacidos. Sin embargo, el artefacto de ADN es particularmente rigido y ejecuta movimientos 10 veces mayores, dijo Nadrian C. Seedman, director del equipo de investigador. El artefacto fue armado uniendo dos espirales bifurcadas de ADN con un puente de ADN. Parte de la estructura se retuerce cuando se le aplica una cierta solucion quimica.
Un grupo de cinco cientificos de Colombia, Alemania, Estados Unidos, Inglaterra y Corea, desarrollaron una tecnica que permite almacenar mil veces mas informacion en un disco duro de un computador mucho mas pequeno que uno tradicional. El disco duro de una computadora esta hecho con base en capas delgadas magneticas, normalmente elaboradas con hierro y cromo, que permite almacenar la informacion. El disco duro de una computadora personal convencional tiene un diametro de siete centimetros. La nueva tecnica, perfeccionada en Estados Unidos, por cientificos de varios paises, consiste en cambiar la composicion del disco duro convirtiendo las capas en puntos magneticos del tamano de una millonesima parte de un milimetro, lo que implica que diez millones de puntos magneticos, colocados uno seguido del otro, sin dejar espacio, ocuparian solo un centimetro de longitud. Con esta herramienta tecnologica, en un centimetro lineal de puntos magneticos que equivalen al tamano de la cabeza de un alfiler, se podra acumular mas informacion que un disco duro convencional. El infimo tamano de los puntos magneticos, elaborados con base en atomos de niquel o cobalto, con aleaciones de hierro, es tal que solo se mide en nanometros, de ahi que esta tecnologia reciba el nombre de nanotecnologia. La nanotecnologia esta reemplazando a la microelectronica por que aumenta la fiabilidad de la informacionque guarda, la capacidad de almacenar y disminuye ostensiblemente el tamano de cualquier componente o equipo tecnologico.
La introduccion de la Nanotecnologia en los adhesivos: Desde su introduccion, la tecnologia de One-Bottle-Bond™ (adhesivo monocomponente) en Prime&Bond ha producido excelentes resultados. Como breve resumen, base nombrar la Alta tasa de retencion, una calidad marginal excelente, ausencia de decaimientos recurrentes y unas propiedades del manejo excelentes. La tradicion de innovacion en este adhesivo continua hoy con la incorporacion a su formula de nanoparticulas. Estas particulas de carga de escala nanometrica son 100 veces mas pequenas que las particulas de relleno tradicionales incorporados en composites o compomeros para aumentar su resistencia. Estas pequenas particulas refuerzan significativamente el adhesivo manteniendo sus propiedades esenciales de alto rendimiento adhesivo. Las nanoparticulas tienen el tamano perfecto para penetrar entre los tipicas microretenciones creadas por el grabado acido al igual que entre los mas pequenos tubulos dentinarios. El tamano de la particula es aproximadamente 7 nanometros (un nanometro es igual a 1/1000 micras). Una vez alli, estas diminutas particulas refuerzan los componentes naturales de la dentina mientras se crea el ambiente adecuado para una perfecta union entre la substancia del diente y el material restaurador.
Hay dos tipos de Nanotecnología
A) Top-down: Reducción de tamaño. Literalmente desde arriba (mayor) hasta abajo (menor). Los mecanismos y las estructuras se miniaturizan a escala nanométrica. Este tipo de Nanotecnología ha sido el más frecuente hasta la fecha, más concretamente en el ámbito de la electrónica donde predomina la miniaturización.
B) Bottom-Up: Auto ensamblado. Literalmente desde abajo (menor) hasta arriba (mayor). Se comienza con una estructura nanométrica como una molécula y mediante un proceso de montaje o auto ensamblado, se crea un mecanismo mayor que el mecanismo con el que comenzamos. Este enfoque, que algunos consideran como el único y "verdadero" enfoque nanotecnológico, ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera extremadamente precisa. De esta manera podremos liberarnos de las limitaciones de la miniaturización, muy presentes en el campo de la electrónica.
El último paso para la Nanotecnología de auto montaje de dentro hacia fuera se denomina "Nanotecnología molecular" o "fabricación molecular", y ha sido desarrollada por el investigador K. Eric Drexler. Se prevé que las fábricas moleculares reales sean capaces de crear cualquier material mediante procesos de montaje exponencial de átomos y moléculas, controlados con precisión. Cuando alguien se da cuenta de que la totalidad de nuestro entorno perceptivo está construida mediante un limitado alfabeto de diferentes constituyentes (átomos) y que este alfabeto da lugar a creaciones tan diversas como el agua, los diamantes o los huesos, es fácil imaginar el potencial casi ilimitado que ofrece el montaje molecular.
Algunos partidarios de una visión más conservadora de la Nanotecnología ponen en duda la viabilidad de la fabricación molecular y de este modo tienen una visión contradictoria a largo plazo con respecto a la teoría de Eric Drexler, el defensor más conocido de la teoría de la fabricación molecular. Es importante tener en cuenta de alguna manera esta nota discordante, porque la mayoría de los investigadores involucrados piensan que la madurez de la Nanotecnología es una evolución positiva y que la Nanotecnología mejorará de manera significativa la calidad de la vida en el planeta (y en el espacio) de la población mundial.
Realidad o ciencia ficción
Sin embargo, a pesar de que se avanza continuamente en el diseño de nuevos medicamentos y técnicas con capacidad de manipular la materia átomo por átomo, no existen fechas precisas para que todos estos adelantos sean una realidad en la vida cotidiana de millones de personas, pues la ciencia, al igual que el arte, también tiene a la imaginación y la creatividad como motores.
Algunas de las investigaciones más recientes en la búsqueda de tratamientos alternativos contra el cáncer fueron difundidas por un grupo de investigadores estadunidenses. En ellas se usaron nanopartículas de oro para el tratamiento del mal, lo que representa un gran logro para el combate contra esta enfermedad, a pesar de que puedan transcurrir varios años antes de su aplicación en seres humanos. Actualmente, muchos productos generados por la nanotecnología han sido aplicados a la vida cotidiana de millones de personas, como el uso de materiales más livianos y resistentes, catalizadores con nanopartículas de platino en los vehículos para hacer más eficiente el consumo de combustible, hasta tecnología de punta en el desarrollo de proyectos espaciales.
La nanotecnología y el conocimiento de los procesos biológicos, químicos y físicos a nivel molecular, se convertirán en una de las revoluciones científicas más importantes para la humanidad, la cual debe ser difundida e incorporada en la sociedad con una amplia participación y apoyo por parte del Estado y la iniciativa privada.
La "excelente" calidad de las investigaciones desarrolladas por especialistas requiere de mayor impulso financiero que garantice el futuro de importantes proyectos y de un cambio en la cultura científica que permita que la mayoría de la población conozca el potencial de un nuevo campo científico que puede cambiar el futuro de la humanidad.
El principal reto será incorporar la nanotecnología como un nuevo campo multidisciplinario vinculado estrechamente a la sociedad, tanto por sus aplicaciones como por su potencialidad para resolver los problemas más urgentes, como el acceso a recursos energéticos, agua o alimentos.
A ello se suma la falta de interés de importantes sectores de la iniciativa privada que pueden participar en el desarrollo de una tecnología moderna y eficiente que repercutirá tanto en la calidad de vida de las personas como en el consumo de diversos artículos.
Sin un programa de divulgación que informe a la sociedad y al sector industrial de los avances que puede generar la nanotecnología, se agudizará el rezago científico en el que se ubican muchos de los países en desarrollo, a pesar de tener un cuerpo científico altamente capacitado, pero sin recursos ni difusión.
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