Nanotecnología y almacenamiento del carbono

Un avance reciente del Lawrence Berkeley National Laboratory es la combinación de dos sectores: la nanotecnología y la captura del carbono. Aunque la combinación pueda parecer inusual, en realidad, la nanotecnología podría ser el único modo de averiguar si la captura del carbono geológico –confinando el CO2 bajo tierra– funciona realmente.

El modo más fiable para almacenar de forma segura el CO2 es lograr que se una con un sólido y forme un carbonato (pensemos en los corales que cubren las rocas en los océanos). Ese proceso es termodinámicamente estable y proporciona, además, una solución a largo plazo para el almacenamiento de CO2. El problema es que con los métodos actuales el proceso requiere mucho tiempo: miles de años.

Sin embargo, el laboratorio Lawrence Berkeley se las ha arreglado recientemente para producir cristales de óxido de magnesio a nanoescala que, según el científico Jeff Urban, podría ayudar a acelerar ese proceso de enlace entre el CO2 y el sólido. “Se sabe que los cristales de óxido de magnesio influyen en los procesos y velocidades de reacción”, señaló. “Y si podemos controlar el tamaño y química de superficie de los cristales, puede que seamos capaces de incrementar considerablemente la velocidad de enlace del CO2 a la superficie”.

Los investigadores del Lawrence Berkeley todavía necesitan descubrir estas piezas y, según Urban, planean estudiar los cristales con más detalle para ver cómo reaccionan en contacto con el CO2 y cómo interactúan con el dióxido de carbono líquido.

Fuente: Earth2Tech

Nanosensor que detecta enfermedades

Investigadores del centro tecnológico vasco CIDETEC-IK4, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad de Berkeley, EEUU, han desarrollado un sensor electroquímico altamente sensible, capaz de detectar posibles mutaciones en el ADN con mayor rapidez de lo que era posible anteriormente.

El logro del equipo de investigación está en que el sensor que han desarrollado utiliza solo un nanotransistor cuyo cable es un sencillo nanotubo de carbono. Esto significa que es posible detectar las ondas del ADN sin tener que modificarlas para aumentar la sensibilidad del sistema.

La detección de ADN se ha utilizado solo como prueba de concepto para estudiar la viabilidad de los sensores y que todo un campo de posibilidades, se abrirá en los próximos años, cuando los nanobiosensores sean capaces de detectar otros tipos de moléculas y podamos utilizarlos para estudiar las enfermedades genéticas.

La contribución específica de CIDETEC-IK4 ha consistido en lograr la función del nanotubo a través de un polímero que permite el anclaje del ADN. Esto ha resultado ser vital, ya que el polímero es un elemento fundamental sin el cual el nanosensor no funciona.

Fuente: eitb

Encapsulación a nano escala

Un grupo de investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología, perteneciente al Instituto Catalán de Nanotecnología (ICN) y al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) español, ubicados en el Parque de Investigación de la UAB, junto con el Departamento de Química de esta universidad, han desarrollado y patentado un método con el que se obtienen, al momento, cápsulas organometálicas de tamaños que oscilan entre micrómetros y nanómetros. En ellas se encapsularán sustancias en nanoesferas que contendrán propiedades intrínsecas de los metales, como el magnetismo, la fluorescencia o la conductividad, lo que podría ser de gran utilidad una vez aplicado al radiodiagnóstico, la electrónica o los sensores.

La encapsulación de sustancias y el posterior control sobre cuándo y cómo se liberan es una de las últimas estrategias desarrolladas en los campos de la química, la medicina, las ciencias de los materiales y las tecnologías medioambientales. Esta estrategia se basa en la idea de la "bala mágica", sobre la que se ha hablado durante años, especialmente en el campo de la medicina, y que consiste en ser capaz de transportar sustancias terapéuticas hasta lugares específicos en los que son necesarias.

Fuente y artículo completo: Science Daily

Creación de nanopartículas de oro con té para combatir el cáncer

Según un artículo publicado en la revista Journal of Materials Chemistry, un grupo de científicos ha descubierto el modo de crear nanopartículas para combatir el cáncer utilizando únicamente sales de oro y una taza de té Darjeeling.

La mayoría de las nanopartículas se fabrican durante intensivos procesos industriales que originan subproductos y sustancias químicas tóxicas. Sin embargo, recientemente, investigadores de la Universidad de Missouri-Columbia descubrieron un proceso que permite producir nanopartículas añadiendo sales de oro a una mezcla de agua y soja. Los fitoquímicos de soja naturales reaccionan con las sales para producir nanopartículas de oro estables, sin que se originen subproductos tóxicos.

"El nuevo proceso que hemos desarrollado solo aprovecha los que la naturaleza ha puesto a nuestra disposición y lo utiliza para producir una tecnología que ya demostrado tener un impacto de gran alcance en la medicina y la tecnología en general", señaló la investigadora Kattesh Katti.

A continuación, los investigadores repitieron el mismo procedimiento con té Darjeeling en lugar de soja y descubrieron que una vez más los fitoquímicos naturales presentes en el té transformaban las sales en partículas puras de oro a nanoescala. Además, los fitoquímicos se enlazan al exterior de las partículas de oro, lo que significa que las partículas microscópicas se podrían inyectar en el interior de las células tumorales, transportando los compuestos del té que combaten el cáncer directamente a donde proporcionan mayor beneficio.

Fuente: Nanotechnology Now

Nueva solución para la contaminación por aguas residuales de los tintes

Evitar que los residuos de los tintes químicos contaminen los ríos y canales podría ser mucho más fácil en el futuro, gracias a un sistema de limpieza con óxido metálico barato y reciclable desarrollado por investigadores estadounidenses y chinos.

El proceso utiliza un novedoso material nanoestructurado capaz de absorber las moléculas de tinte de las vías fluviales como si de una esponja se tratase. El material está hecho de óxido de níquel, por lo que se puede calentar en un horno para eliminar las moléculas de tinte, lo que permite su posterior reutilización.

'En China se producen anualmente alrededor de 1.600 millones de toneladas de aguas residuales que contienen tintes, pero tan solo se recicla una pequeña proporción de todo esto', señala Juncheng Hu, que trabajó en la parte china del proyecto, en la Universidad Central del Sur para las Nacionalidades, en Wuhan.

'Nuestro nuevo proceso puede absorber casi tanto tinte como carbón activo, pero la ventaja es que los tintes se destruyen simplemente utilizando calor, por lo que es posible reciclar el material', señala Ryan Richards, que dirigió el equipo de la Facultad de Minas de Colorado, en los EEUU.

Fuente y artículo completo: RSC

Centro ibérico de investigación en nanotecnología

Presidente del Gobierno de España, José Luis Rodriguez Zapatero y el primer ministro portugués José Sócrates estuvieron entre los dignatarios que asistieron a la inauguración del Centro ibérico de investigación en nanotecnología creado en el norte de Portugal, que se espera atraiga a las mentes más brillantes del mundo en el campo de la investigación submolecular.

El centro trabajará en los campos de la nanomedicina, el seguimiento medioambiental, la electrónica y la nanomanipulación molecular. La nanoinvestigación, que tiene lugar a niveles subatómicos y submoleculares, tiene posibles aplicaciones en la medicina, la robótica, la informática, la alimentación e incluso la cosmética.

Con una inversión inicial de 140 millones de dólares y un coste anual previsto de 30 millones de euros que se espera costeen España y Portugal, el centro será el primer laboratorio de nanotecnología con estatus de organización internacional. Esto facilitará la contratación de científicos de otros países.

Un total de 200 científicos y 100 estudiantes de doctorado trabajarán en las instalaciones de 14.400m2. Cuarenta ya han sido contratados y se está llevando a cabo un proceso de formación especializado. El centro estará totalmente operativo a mediados del 2010.

Nanotecnología y cambio climático

Así es como creo que se debería utilizar la nanotecnología avanzada para resolver el problema del cambio climático:

¡Hay que desarrollar nanotecnología avanzada ya! En concreto, desarrollar una tecnología de máquinas que se autorepliquen a escala molecular.

Debemos decidir cómo debería ser el clima de la Tierra: esto incluye cuánta variabilidad natural queremos permitir.

Y decidir cuánto CO2 queremos tener en la atmósfera, lo cual es independiente del tema de la temperatura: el CO2 es un gas invernadero relativamente menor; lo principal es, por supuesto, es el H2O. Podemos fijar el nivel de CO2 como queramos asfixiando o amplificando las corrientes naturales que discurren desde sus nacimientos hacia las depresiones.

Si queremos una temperatura más elevada que la del equilibrio correspondiente al nivel de CO2 deseado, añadiremos gases invernadero adicionales al aire. En realidad ya lo estamos haciendo de forma bastante más importante mediante la irrigación, incrementando la humedad del aire en grandes extensiones (p. ej. California) que serían secas por naturaleza. No obstante, hay otros gases como el metano que son bastante potentes y se podrían utilizar.

Si queremos que haga más frío, tendremos que extraer un poco de agua del aire, o bien crear un gas invernadero negativo utilizando la nanotecnología (es decir, una molécula o nanobola que refleje el infrarrojo cercano y sea transparente al infrarrojo térmico( y administrar la cantidad que sea necesaria.

Si todo esto falla, construiremos una “máquina meteorológica”. No obstante, hay que tener cuidado, pues mientras que la variabilidad climática natural no supone un riesgo para nuestra existencia (nos arreglamos bien en junglas húmedas y hemos sobrevivido a edades glaciares), una máquina meteorológica controlada por los mismos que dirigen nuestro sistema financiero actualmente podría ser un juguete peligroso.

Artículo completo de J Storrs Hall y gráficos: Nanodot

Control de nanobots

Robert A. Freitas Jr., autor de la serie de libros “Nanomedicine”, acaba de publicar un nuevo trabajo teórico de gran relevancia acerca de los diversos aspectos del control de nanobots médicos, en el que deja entrever futuras discusiones sobre este tema.

El capítulo ocupa unos 5,2 Mb y es posible descargar una versión preimpresión desde la página web sobre nanomedicina de Freita. A continuación, se muestra el resumen (abstract):

La nanomedicina es la aplicación de la nanotecnología a la medicina: la conservación y mejora de la salud humana, utilizando herramientas moleculares y el conocimiento molecular del cuerpo humano. La nanorobótica médica es la forma de tecnología más potente de la futura nanomedicina. Los nanobots se pueden construir a partir de piezas diamantoides a escala nanométrica y subsistemas mecánicos, incluidos sensores, motores, manipuladores, centrales de energía y ordenadores moleculares. La presencia de nanoordenadores de abordo permitiría a los nanobots médicos realizar en vivo numerosas actuaciones complejas que se deberían ejecutar, al menos, de forma semiautónoma, guiadas por la información recibida de los sensores locales, condicionadas por las configuraciones preprogramadas, los scripts de actividad y la temporalidad de eventos, y además, limitadas por una variedad de protocolos de control en tiempo real ejecutados al mismo tiempo. […] Introducimos el concepto de protocolos de control de nanobots, necesarios para garantizar que cada nanorobot completa totalmente la misión tiene asignada, con precisión, seguridad y dentro del tiempo establecido de acuerdo con el plan. Se han identificado seis clases principales de protocolos de control de nanobots, entre las que se incluyen los protocolos de funcionamiento, biocompatibilidad, escenario, seguridad y grupales. Seis subclases importantes de los protocolos de escenario incluyen protocolos de control de localización, funcionales, situacionales, fenotípicos, temporales y de identidad.

Fuente: The Foresight Institute

Saser, el láser sónico

Científicos de la Universidad de Nottingham han creado un nuevo tipo de dispositivo láser acústico llamado Saser. Se trata de un equivalente sónico al láser, capaz de producir un intenso rayo de ondas sonoras uniformes a nanoescala. El nuevo dispositivo podría tener aplicaciones importantes y de gran utilidad en varios campos, como la informática y la formación de imágenes.

El Saser imita la tecnología láser, pero en lugar de ondas de luz utiliza ondas sonoras, y en vez de fotones envía fonones. Además, en lugar de enviar las ondas a través una cavidad óptica, el Saser sónico viaja a través de una diminuta estructura denominada ‘superlattice' (superentramado). Esta estructura está hecha de 50 láminas superfinas de dos materiales semiconductores alternos: arseriuro de galio y arseniuro de aluminio. Para lograr el efecto exacto, cada capa debe ser tan fina como el aire (de apenas unos átomos de grosor). Cuando los fonones están en el interior del superentramado, rebotan, se multiplican y finalmente, escapan en forma de rayo de fotones de ultra alta frecuencia.

Otra aplicación convierte el rayo Saser en ondas electromagnéticas de terahertzios. Estas se pueden utilizar para la obtención de imágenes médicas y el visionado de seguridad. En el campo de la nanotecnología, las ondas sonoras de alta intensidad se pueden utilizar para modificar las propiedades electrónicas de las nanoestructuras; por tanto, el Saser se podría utilizar como reloj de terahertzios de alta velocidad, lo que podría hacer que los ordenadores del futuro funcionasen mil veces más rápido.

Fuente: Nanotechnology Now