Nanopartículas de oro detectan rápidamente sustancias químicas peligrosas

Científicos del Imperial College de Londres han desarrollado un sistema para detectar rápidamente pequeñas cantidades de productos químicos como contaminantes, explosivos o drogas ilegales.


El nuevo sistema puede escoger una sola molécula objetivo de 10.000 billones de moléculas de agua en cuestión de milisegundos, atrapándolo en una sola capa de autoensamblaje de nanopartículas de oro.

El equipo de científicos, todos del Departamento de Química del Imperial, dicen que esta tecnología abre el camino para desarrollar dispositivos que sean compactos, reutilizables y fáciles de montar, y podría tener una variedad de usos, incluyendo la detección de drogas, explosivos, contaminantes en los ríos o gases nerviosos liberado en el aire. Los resultados de la investigación se publican esta semana en Nature Materials.

En un uso potencial, tal dispositivo podría detectar trazas mínimas de explosivos u otras sustancias ilegales dejados por los delincuentes en las superficies que tocan. Los avances realizados por este equipo ayudará a las fuerzas del orden para identificar y hacer frente a tales actividades con sustancias ilegales.

El co-autor de la investigación, Michael Cecchini, dijo: "Nuestro sistema podría resolver un problema clave de las pruebas químicas confiables y portátiles para su uso en el mundo exterior, es muy sensible y podría ser utilizado para buscar pequeñas cantidades de una molécula específica. incluso en las zonas públicas ".

http://www3.imperial.ac.uk/newsandeventspggrp/imperialcollege/newssummary/news_20-11-2012-16-8-51

Nuevos geles inyectables se endurecen después de entrar en el cuerpo.

Los geles que pueden ser inyectados en el cuerpo, cargando medicina o cécular que puedan regenerar el tejido dañado, son prometedores para el tratamiento de diferentes tipos de enfermedades, incluyendo cáncer. Sin ebargo, esto geles inyectables no siempre mantienen su estructura sólida ya que se encuentran dentro del cuerpo.

Los ingenieros químicos del MIT han diseñado un gel inyectable que responde a la alta temperatura del cuerpo al forman una red de refuerzos que hacen que el gel sea más durable, permitiéndole que funcione en un periodo mucho más largo de tiempo.

El equipo de investigación, lidereado por Bradley Olsen, un profesor asistente de la ingeniería química, describieron los nuevos geles en un tomo reciente de la revista Advanced Functional Materials. El autor principal del artículo es Matther Glassman, un estudiante graduado en el laboratorio de Olsen. Jacqueline Chan, una estudiante visitante en el MIT, también es autora.

Olsen y sus estudiantes trabajaron con una familia de geles conocidos como shear thinning hydrogels, que tienen una habilidad única para cambiar entre estados sólidos y líquidos. Cuando son expuestos a un estrés mecánicos, como que sean empujados a través de una ajuga de inyección, estos geles fluyen con líquidos. Pero ya dentro del cuerpo humano, los geles regresan a su estado normal sólido.

Piel de plástico sensible al tacto se regenera por sí misma

La ingeniero químico de Stanford, Prof. Zhenan Bao y su equipo lograron fabrican el primer material que puede sentir presión y curarse (regenerarse a sí misma) cuando se daña.

Los investigadores tuvieron éxito al combinar dos ingredientes para obtener lo que Bao llama "lo mejor de ambos mundos" -- la habilidad de regeneración de un polímero plástico y la conductividad de un metal.

Comenzaron con un plástico consistente de largas cadenas de moléculas unidas por puentes de hidrógeno. 

"Estos enlaces dinámicos le permiten al material regenerarse", dijo Chao Wang, un co-autor de la investigación. Las moléculas pueden separarse fácilmente, pero cuando se vuelven a unir, los enlaces se reconocen entre ellos y restauran la estructura del material después de que fue dañado. El resultado es un material flexible, el cual aún a temperatura ambiente, se siente como un saltwater taffy que se ha dejado en el refrigerador.

A este polímero, los investigadores añadieron pequeñas partículas de niquel, lo cual mejoró su fuerza mecánica. Las superficies a nanoescala de las partículas de níquel son ásperas, lo cual resultó ser importante en hacer el material conductor.

El resultado fue un polímero con caracterísitcas no comunes. "La mayoría de los plásticos son buenos insuladores, pero éste es un conductor excelente", dijo Bao.

http://news.stanford.edu/news/2012/november/healing-plastic-skin-111112.html

Puntas de diamante en la escala nanométrica mejoran la nano-manufactura.

Una de las inovaciones más prometedoras de la nanotecnología ha sido la habilidad de desempeñar una nanofabricación rápida usando puntas en la escala nanométrica. La velocidad de la frabricación puede incrementar dramáticamente al usar calor. Las altas velocidades y temperaturas han sido conocidas porque degradan la punta... hasta ahora.


"El tratamiento térmico se utiliza ampliamente en la fabricación", de acuerdo con William King, profesor del College of Engineering Bliss. "Hemos estado trabajando para encoger el procesamiento termal a la escala nanométrica, donde se puede utilizar una fuente de calor a escala nanométrica para agregar o quitar material, o inducir una reacción física o química".

Uno de los principales retos ha sido la fiabilidad de las puntas de escala nanométrica, especialmente con la realización de nano-escritura en superficies duras semiconductoras. Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois, la Universidad de Pennsylvania, y Advanced Diamond Technologies Inc., han creado un nuevo tipo de nano-punta para el tratamiento térmico, el cual está hecho completamente de diamante.
"El extremo de la punta de diamante es de 10 nm de tamaño," explicó King. "No sólo la punta se utiliza para el procesamiento térmico de escala nanométrica, pero es extremadamente resistente al desgaste."

http://engineering.illinois.edu/news/2012/11/14/nanometer-scale-diamond-tips-improve-nano-manufacturing

Nanocristales y catalizador de níquel mejora substancialmente la producción de hidrógeno

El trabajo fue realizado por los estudiantes de posgrado Zhiji Han y Fen Qiu, como parte de una colaboración entre los profesores Richard Eisenberg, Todd Krauss y Patrick Holland, el cual es financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Su artículo será publicado en la revista Science a finales de este mes.

Una de las desventajas de los métodos actuales para la producción de hidrógeno ha sido la falta de durabilidad en un material que absorbe luz, pero los científicos de Rochester han sido capaces de superar este problema mediante la incorporación de nanocristales. "Las moléculas orgánicas son utilizadas típicamente para capturar la luz en sistemas fotocatalíticos" dijo Kreuss, quien ha estado trabajando en el campo de los nanocristales por más de 20 años. "El problema es que sólo duran horas, o, si tienes suerte, un día. Estos nanocristales realizaron el trabajo sin ningún signo de deterioro por al menos dos semanas".

Los investigadores lograron superar otras desventajas de los sistemas fotocatalíticos tradicionales. "La gente ha utilizado catalizadores hecho de platino y otros metales caros," dijo Holland. "Sería mucho más sustentable si utilizaramos metales que fueran encontrados con más facilidad en la Tierra, más asequibles, y que fueran menos tóxicos. Esto incluiría metales como el níquel".

Mientras que los tres investigadores dicen que la implementación comercial de su trabajo está a años de hacerse realidad, Holland señala que un sistema eficiente y de bajo costo tendría usos más allá de la energía. "Cualquier industria que requiera grandes cantidades de hidrógeno se beneficiaría, incluyendo las industrias de farmacéuticos y de fertilizantes.


El proceso desarrollado por Holland, Eisenberg, y Krauss es similar a otros sistemas fotocatalíticos, necesitaban un cromóforo (el material absorbente de la luz), un catalizador para combinar protones y electrones, y una solución, que en este caso es agua. Krauss, un experto en nanocristales, proporcionó puntos cuánticos (nanocristales) de seleniuro de cadmio (CdSe) como el cromóforo. Holland, cuya experiencia se basa en la investigación de catálisis y níquel, suministró un catalizador de níquel (nitrato de níquel). Los nanocristales se taparon con DHLA (ácido dihidrolipoico) para hacerlas solubles, y el ácido ascórbico se añade al agua como donador de electrones.

http://www.rochester.edu/news/show.php?id=4892