La nanotecnología en la industria automotriz

La nanotecnología en la industria automotriz

La nanotecnología está encontrando aplicaciones en las industrias de los plásticos, pinturas y textiles. Esto tiene también consecuencias sobre los automóviles. La nanopartículas están siendo usadas de forma creciente en la construcción de los automóviles modernos. Ellas contribuyen a hacer más dura más durable la pintura y a fortalecer los adhesivos usados en algunas áreas del armado de los vehículos. Los expertos afirman que en un futuro próximo la mayoría de los automotores serán casi totalmente unidos por super pegamentos y reforzados por nanopartículas.

Leishmaniasis: el uso de la nanotecnología

[CURITIBA] Un medicamento usado para tratar las úlceras gástricas y adaptado mediante el uso de nanotecnología, mostró alta eficacia en el combate de la leishmaniasis visceral.

Utilizando principios de la nanotecnología, los investigadores desarrollaron una nanoformulación a base de nanoliposomas, minúsculas vesículas de lípidos que transportan el fármaco con mayor precisión a la célula infectada.

La microscopía electrónica muestra al Leishmania chagasi dañado en sus ultraestructuras después del tratamiento con furazolidona

Divulgación Instituto Adolfo Lutz

Según André Tempone, del Laboratorio de Toxicología Aplicada y Fármacos Antiparasitarios del Instituto Adolfo Lutz (Brasil) y coordinador del estudio, es importante buscar nuevos fármacos para tratar la leishmaniasis porque “todos los actualmente disponibles son tóxicos, y el paciente puede morir por causa de la terapia”.

La leishmaniasis es una enfermedad olvidada que se transmite por la picadura de insectos flebótomos y cuya forma más letal es la visceral, que afecta a 500 mil personas al año en el mundo. “En casos no tratados la tasa de mortalidad es de casi 100 por ciento”, dijo Tempone.

Desde 1912 la leishmaniasis visceral se trata con un medicamento a base de antimonio, un metal altamente tóxico.

El fármaco probado en modelos animales por el equipo brasileño fue la furazolidona, que se usa contra la bacteria Helicobacter pylori — causante de úlceras gástricas — y contra la giardiasis, un parásito intestinal.

El grupo constató la actividad del fármaco contra el protozoo L. chagasi, que causa la leishmaniasis visceral en Brasil.
La furazolidona fue encapsulada en nanoliposomas de 150 nm, los que dirigieron el fármaco de forma específica a los macrófagos infectados. Esto aumenta la eficacia del tratamiento y, como la dosis necesaria es mucho menor, la toxicidad para el organismo disminuye.

“El diferencial de esta formulación es tener una eficacia similar al tratamiento de la furazolidona libre (no liposomal), con una dosis cien veces menor”, dijo Tempone, quien agregó que “esta formulación también podría presentar actividad contra otras especies de Leishmania, presentes en Europa o la India”.

El tratamiento con nanoliposomas sería más caro que el convencional, pero como la terapia actual exige internación, monitoreo y muchos exámenes para analizar la toxicidad del medicamento, al final, los costos serían equivalentes.

“Pese a ser un producto más caro, el proceso de fabricación fue ideado para ser lo más simple posible. En el futuro, podría ser producido por una empresa del gobierno o privada”, agregó.

Los estudios se realizaron en modelos de animales y sus resultados se publican esta semana en el International Journal of Antimicrobial Agents.

Avances en computadoras biológicas

Cientificos comunitarios logran avances en biocomputación

[Fecha: 2010-06-01]

Científicos financiados por la Unión Europea han conseguido demostrar la viabilidad de ciertos componentes para una especie de «bioordenador», allanando así el camino para nuevos adelantos en el campo de la bioingeniería. Los científicos, que pertenecen al Departamento de Química de la Universidad de Lieja (Bélgica) y al Instituto de Química de la Universidad Hebrea de Jerusalén (Israel), exponen los pormenores de su trabajo en un artículo publicado en la revista Nature Nanotechnology.

La ayuda comunitaria a esta investigación provino del proyecto MOLOC («Circuitos lógicos moleculares»), que recibió algo más de 2 millones de euros de su presupuesto total de 2,67 millones de euros del tema «Tecnologías de la información y la comunicación» (TIC) perteneciente al Séptimo Programa Marco (7PM).

En este estudio, dirigido por el profesor Itamar Willner, de la universidad israelí mencionada, se proyectó teóricamente y se demostró empíricamente que ciertos ácidos nucleicos catalíticos artificiales denominados ADNzimas y sus sustratos pueden conformar una plataforma viable para operaciones lógicas fundamentales para procesos computacionales.

Este descubrimiento podría facilitar el desarrollo de aplicaciones en nanomedicina, por ejemplo, un campo en el que la capacidad de llevar a cabo operaciones lógicas podría facilitar el análisis de una enfermedad y activar las respuesta de agentes terapéuticos.

«Los sistemas biológicos capaces de realizar operaciones computacionales podrían ser de utilidad en la bioingeniería y la nanomedicina. En circuitos biocomputacionales ya se han utilizado como componentes activos ADN [ácido desoxirribonucleico] y otras biomoléculas», señalan los autores.

«No obstante, para que los circuitos biocomputacionales sean útiles de cara a aplicaciones, habrá que desarrollar una biblioteca de elementos de computación, con el fin de demostrar el acoplamiento modular de estos elementos y también la escalabilidad de este método.»

Así, este equipo belgo-israelí creó una plataforma computacional basada en ADN que se sustenta en dos bibliotecas de ácidos nucleicos. Una de ellas consta de subunidades de ADNzimas («DNAzymes») y la otra de los sustratos de las ADNzimas.

«Demostramos que la biblioteca de ADNzimas, diseñada y sintetizada por el equipo del profesor Willner, permite crear un conjunto completo de puertas lógicas que pueden usarse para computar cualquier función con operadores booleanos», explicó Françoise Remacle, de la Universidad de Lieja, coordinadora del proyecto MOLOC.

«Asimismo, mostramos que el ensamblaje dinámico de estas puertas en circuitos puede ser dirigido por estímulos o inputs selectivos. Además, el diseño permite la amplificación de las reacciones o outputs.»

MOLOC comenzó su andadura a principios de 2008 y su finalización está prevista para el final de este año. La finalidad de esta iniciativa es diseñar circuitos lógicos cuyo elemento básico es una molécula única (o ensamblajes de átomos o moléculas) que actúa como un circuito lógico, y también demostrar su viabilidad y sus ventajas. Estos sistemas se distinguen de los que emplean una molécula como conmutador.

Además de la Universidad de Lieja y la Universidad Hebrea de Jerusalén, los socios del proyecto MOLOC son el Instituto de Investigación del Estado Sólido (IFF) del Forschungszentrum Jülich, el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, el Departamento de Química de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf, el Instituto de Óptica Aplicada de la Universidad Técnica de Darmstadt (todos ellos en Alemania) y el Instituto Kavli de Nanociencia de la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos).

Para más información, consulte:

Universidad de Lieja:
http://www.ulg.ac.be

Nature Nanotechnology:
http://www.nature.com/nnano/index.html 

Aplicaciones de la Nanotecnología para las enfermedades mentales

Aplicaciones para la Esquizofrenia y 
Otras Enfermedades Mentales


Es un hecho conocido que los fármacos actuales, empleados para tratar enfermedades mentales difícilmente han logrado alcanzar sus objetivos en el cerebro y son altamente ineficientes. De hecho, la mayoría de ellos obtienen sólo un 2% de eficiencia, como resultado de la baja permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Como resultado de esto, las dosis necesarias parar elaborar estos fármacos efectivos, necesitan ser mucho más altas de lo necesario, para así alcanzar sus objetivos. Estas altas concentraciones de compuestos, utilizados en los fármacos, aumentan los niveles de toxicidad de estos, como también las probabilidades de posibles efectos secundarios de estas terapias convencionales. La Nanotecnología y el desarrollo de nanopartículas inteligentes medicinales, podrían obtener la optimización de estos tratamientos y así permitir que estos medicamentos puedan cruzar la barrera hematoencefálica eficientemente, aumentando su permeabilidad para estos medicamentos, como también haciendo uso de las propiedades de la escala nano, que es la” alta selectividad” y “gran superficie de contacto” de las nanopartículas, para hacerlos más reactivos. Por lo tanto, con una dosis más pequeña que los tratamientos convencionales, se podrían tener resultados más promisorios terapéuticamente.
Como muchos de los tratamientos actuales para abordar trastornos cerebrales (por ejemplo, esquizofrenia, enfermedad de Alzheimer, etc.) también emplean compuestos de baja solubilidad en agua, entonces, las drogas en una forma nano pueden, también ser incorporadas en sistemas de transportes alternativos y más eficaces como podrían ser en base oleica, orales, inyectables, geles, ocupando ultrasonido, como también permitiendo que estos medicamentos incorporen, las propiedades de una lenta liberación de los compuestos activos, de una forma altamente selectiva y controlada.
Natura Nova Médica, a través de nuestra división de investigación científica médica, está firmemente convencida de que la nanotecnología puede lograr una diferencia significativa en el futuro de tratamientos médicos, para este tipo de condiciones, como así de otras que aún no han encontrado resultados satisfactorios.

Primer transistor unimolecular

Los ingenieros ajustaron el voltaje aplicado a través de contactos de oro a una molécula de benceno, lo que les permite subir y bajar los estados de  energía de la molécula  y demostrar que podía ser usada exactamente como un transistor tradicional en el nivel molecular.

Un grupo de científicos ha conseguido crear el primer transistor hecho de una sola molécula. El equipo, que incluye a investigadores de la Universidad de Yale y el Instituto Gwangju de Ciencia y Tecnología de Corea del Sur, publicaron sus resultados en el 24 de diciembre cuestión de la revista Nature.

El equipo, incluyendo a Mark Reed, Profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Yale, demostró que una molécula de benceno unido a los contactos de oro podría actuar como un transistor de silicio. 

Los investigadores fueron capaces de manipular los diferentes estados de energía de la molécula en función de la tensión que se le aplica a través de los contactos. Mediante la manipulación de los estados de energía, fueron capaces de controlar la corriente que pasa a través de la molécula. 

"Es como rodar una pelota hacia arriba y sobre una colina, donde la bola representa la corriente eléctrica y la altura de la colina representa es diferente de la energía molécula de los estados," Reed dijo. "Hemos sido capaces de ajustar la altura de la colina, lo que permite actual para obtener a través de cuando era baja, y detener la corriente cuando se fue alto." De esta manera, el equipo fue capaz de usar la molécula de la misma manera como los transistores se utilizan regularmente. 

El trabajo se basa en investigaciones previas que Reed hizo en la década de 1990, lo que demuestra que las moléculas individuales podrían quedar atrapados entre los contactos eléctricos. Desde entonces, él y Takhee Lee, un antiguo asociado postdoctoral de Yale y actualmente profesor en el Instituto Gwangju de Ciencia y Tecnología, desarrollado técnicas adicionales durante los años que les permitió "ver" lo que estaba sucediendo a nivel molecular. 

Poder fabricar los contactos eléctricos de escalas tan pequeñas, la identificación de las moléculas ideales para su uso, y averiguar dónde ubicarlos y cómo conectarse a los contactos fueron también los componentes clave del descubrimiento. "Hubo una gran cantidad de avances tecnológicos sumado a la comprensión que construimos a lo largo de muchos años para que esto suceda", dijo Reed. 

Hay mucho interés en utilizar moléculas en los circuitos de equipo, ya que los transistores tradicionales no son viables a escalas tan pequeñas. Pero Reed hizo hincapié en que ello sea estrictamente un gran avance científico y que las aplicaciones prácticas, tales como pequeños y más rápidos "ordenadores moleculares"-si es que sea posible en absoluto, están a  muchas décadas de distancia. 

"No estamos a punto de crear la próxima generación de circuitos integrados" dijo. "Pero después de muchos años de trabajo preparando este resultado, hemos cumplido una larga década de búsqueda y demostrado que las moléculas pueden actuar como transistores."

El control del transporte de carga en un dispositivo electrónico activo depende íntimamente de la modulación de la densidad de carga interior de un nodo externo. Por ejemplo, un transistor de efecto de campo se basa en la modulación cerrada electrostática de la carga de canales producidos por el cambio de posición relativa de las bandas de conducción y valencia con respecto a los electrodos. En los dispositivos de escala molecular un desafío de larga data ha sido crear un verdadero dispositivo de tres terminales que opere de esta manera (es decir, mediante la modificación de la energía orbital). Aquí reportamos la observación de un dispositivo de estado sólido molecular, en la que actualmente el transporte es directamente modulado por un voltaje de la puerta exterior. Acoplamiento por resonancia mejorada con una aproximación de orbitales moleculares es revelado por espectroscopía de túnel del electrón, lo que demuestra la sincronización directa de órbitas moleculares en un dispositivo electrónico. Nuestros hallazgos demuestran que el verdadero transistor  molecular se puede  crear, y así mejorar las perspectivas de los dispositivos electrónicos de la ingeniería molecular.

Científicos crean el primer transistor molecular

El primer transistor de una sola molécula

 Imagen obtenida con un microscopio electrónico de barrido (falso color) que ilustra un patrón completo de los dispositivos. Toda la estructura se definió en una oblea de silicio oxidado. Las regiones amarillas muestran porciones de las capas de electrodos de Au-multi (una fina capa de oro-Au  con un espesor de ~ 15 nanómetros-nm; una espesa capa de oro  con un espesor de ~ 100 nm), y la región de color púrpura representa la puerta oxidada Al electrodo. Cables de oro rotos por la técnica de electromigración (Fig. 1a, recuadro) se colocan en la parte superior de la puerta del electrodo inferior. Las almohadillas de contacto al que se hace una conexión por cable de unión no son visibles porque se encuentran lejos de la parte activa del dispositivo. Recuadros muestran las imágenes esquemáticas de las uniones  Au-ODT-Au (derecha) y Au-BDT-Au (izquierda). Este es un diagrama conceptual único, ya que sólo un tipo de unión molecular a la vez puede ser fabricado con el proceso actual.

(Continuará en días próximos)

Inversiones de EEUU en nanotecnología

Obama pide invertir más en nanotecnología para que EEUU no pierda el liderazgo

Si no se remedia, en 2005 la Unión Europea y varios países asiáticos invertirán en nanotecnología más que Estados Unidos.

Por Rosalía Arroyo [26-03-2010]

Entre 2003 y 2008 las inversiones públicas y privadas en nanotecnología crecieron un 18% anual, un porcentaje que contrasta con el crecimiento del 27 % anual en todo el mundo, ha dicho el consejo de asesores de ciencia y tecnología del presidente, que además han realizado varias recomendaciones.Estados Unidos necesita incrementar las inversiones en nanotecnología si quiere mantener su liderazgo mundial. Esto es lo que se recoge en un informe presentado ayer por el presidente Barak Obama.

Por una parte afirman que debe incrementarse los fondos para la coordinación de las investigaciones y desarrollos en nanotecnología del país; también se ha pedido que se apueste más por la comercialización de nuevos productos de nanotecnología y que se incentive a los científicos e ingenieros extranjeros que estudian en Estados Unidos para que permanezcan en el país una vez que completen su formación.

La nanotecnología, que es la ciencia que diseña y manipula materiales miles de veces más pequeños que un cabello humano, se ha centrado en la fabricación de materiales más ligeros y fuertes y Estados Unidos en líder en este campo, en el que invirtió 5.700 millones de dólares en 2008, mucho más que cualquier otro país del mundo (4.261 millones de euros).

Recientes cálculos elaborados por el National Nanotechnology Initiative o NNI, encargado de coordinar las investigaciones federales relacionadas con la manipulación de materia a escala nano, muestran que la Unión Europea superará las inversiones norteamericanas en investigación y desarrollo de la nanotecnología en 2005, y que en 2008 lo harán los países asiáticos,fundamentalmente Japón, China y Corea del Sur.

Para cambiar el futuro previsto, el NNI, que ya ha canalizado 12.000 millones de dólares (9.000 millones de dólares) a través de 25 agencias federales en la última década, quiere aumentar su inversión en nanotecnología un 100% en los próximos años.