“Hemos sido capaces de montar nano-clusters que incorporan a dos grupos de donantes de electrones y los posicionamos exactamente a 0,32nm el uno del otro, lo que les permite formar un dispositivo completamente nuevo de conmutador molecular,” dijo el profesor Lee Cronin, uno de los autores del trabajo. “Tomando estos nano-clusters y colocándolos encima de carbono u oro podemos controlar la habilidad de conmutar. El hecho de que puedan ser montados sobre carbono significa que pueden ser integrados en chips plásticos, por lo que no sería necesario usar silicio y el sistema se volvería mucho más flexible tanto física como tecnológicamente.”

Más información | Physorg
En Genciencia | Los investigadores se aproximan a un nuevo tipo de memoria

Actualmente existen dos tipos de memoria: la memoria “flash”, que no posee partes móviles y es empleada en general por reproductores de mp3 u otros dispositivos portátiles. Tiene la ventaja de que puede ser leída muy rápidamente, pero la escritura es más bien lenta y posee una tiempo de vida predefinido, ya que luego de algunas miles de reescrituras se daña y no puede ser más utilizada. Por el otro lado los discos rígidos poseen una capacidad mucho mayor y un precio por byte menor, pero al tener partes movibles tienen una desventaja mecánica intrínseca, lo contrario que con las memorias flash.

Las memorias “racetrack” poseen las mejores características de ambas tecnologías. Se trata de un pequeño nanocable con propiedades magnéticas, en el que una corriente eléctrica va grabando datos uno después del otro, y por eso el nombre “pista de carreras.” El dispositivo sería capaz de escribir y leer datos en menos de 1 nanosegundo (la mil millonésima parte de un segundo) y por ende siendo extremadamente rápido; almacenaría unas 100 veces más datos en el mismo volumen que las memorias actuales; no poseería partes movibles, consumiría mucha menos energía y además sería barato de producir.

“Ha sido una aventura excitante estar involucrado en la investigación de la spintrónica de los metales desde su inicio casi hace 20 años con nuestro trabajo en válvulas de spin,” dijo Dr. Parkin, uno de los investigadores principales. “La combinación de una física extraordinariamente interesante y de ingeniería de spintrónica de materiales, una capa atómica por vez, continua siendo un gran desafía al mismo tiempo que ofrece grandes recompensas. Las promesas de la memoria racetrack, por ejemplo la posibilidad de llevar cantidades enormes de información en su bolsillo, podría desatar la creatividad llevando a dispositivos y aplicaciones que nadie ha imaginado todavía.”

Los científicos creen que esta tecnología se afianzará de aquí a los próximos 10 años.

Más información | Physorg.com
Más información | Youtube (vídeo explicativo, en Inglés)
Más Información | IBM

“Estamos muy emocionados porque encontramos un compuesto muy potente para combatir al cáncer estructuralmente único,” dijo Dwayne G. Stupack, uno de los investigadores principales. “Creemos que será perfecto para las tecnologías emergentes, especialmente la nanotecnología, que está siendo desarrollada para atacar a los tumores malignos sin efectos secundarios tóxicos.”

El compuesto no es tóxico para la cianobacteria en sí misma, pero activa un “camino mortal” presente en nuestras células. Cuando las células de los vasos que alimentan a los tumores se activan y estos proliferan, se vuelven particularmente sensibles a este agente. Para tener una idea de las dimensiones, si se llenara una pileta de natación de tamaño normal con células cancerígenas, se necesitarían 3 miligramos (el peso de un grano de arroz) de ScA para poder eliminarlas completamente.

La estructura de este compuesto es ideal para aplicaciones nanotecnológicas, ya que tiende naturalmente a incorporarse a nanopartículas de tamaño molecular; de esta forma se puede enviar el compuesto directamente hacia las células malignas y aplicar un tratamiento relativamente seguro y efectivo. “Todavía no sabemos qué tan abundante sea el ScA o si pueda ser cultivado, por lo que es muy importante que hayamos podido producirlo en el laboratorio,” agrega Stupack.

Más Información | Science Daily
En Genciencia | Nanopartículas controladas remotamente liberan medicamentos directamente en los tumores

En una publicación en la revista Nature-Materials los investigadores explican el concepto de las “nanoválvulas moleculares.” Usando una estructura cristalina ordenada, desarrollaron una única estructura sólida que es capaz de convertirse de una serie de canales abiertos en una colección de cámaras de aire cerradas. La transición ocurre rápidamente y es controlada simplemente calentando el material para cerrar las nanoválvulas. Luego se le agrega agua a la sustancia para abrirlas nuevamente y liberar el gas atrapado.

“El proceso es altamente controlable porque no estamos rompiendo ninguna unión química fuerte, el material es completamente reciclable y puede ser utilizado indefinidamente.” dijo Shimizu. El equipo tiene planes de continuar desarrollando el concepto de las nanoválvulas usando materiales más ligeros para crearlas, como sodio o litio, para poder capturar gases más livianos como el hidrógeno o el helio.

“Estos materiales ayudarían a avanzar en la construcción de celdas de combustible de hidrógeno y la creación de filtros para atrapar y almacenar gases como el CO2 de operaciones industriales”, dijo Cramb, otro de los investigadores. De esta forma se evitaría la liberación a la atmósfera de gases potencialmente dañinos, almacenándolos y posteriormente tratándolos en plantas desarrolladas para tal fin.

Más Información | Science Daily
Más Información | University of Calgary

El índice de reflectividad del material es del 0,045 por ciento, es decir por lo menos tres veces más absorbente que la aleación de níquel y fósforo, que hasta ahora ostentaba el récord. Para tener un parámetro de referencia, la pintura negra tiene típicamente un índice de reflexión del 5 por ciento.

Los investigadores están esperando la designación del material como el más oscuro por los records Guinness, pero no descartan que también sea un material utilizable en la conversión de energía solar, ya que básicamente absorbe toda la luz que recibe. Los investigadores sostienen que podría ser utilizable, también, en la detección de infrarrojos o en la observación astronómica.

El material, al estar hecho por pequeños tubos (el diámetro es 400 veces inferior que el del cabello humano) atrapa la luz en sus cavidades; además la superficie se hizo de forma irregular para evitar cualquier reflexión. El profesor Shawn-Yu Lin, quien colaboró en el desarrollo dijo que lo sorprendente no es sólo la baja reflexión sino la alta absorción.

Hasta ahora el compuesto fue probado sólo con luz visible, por lo que el siguiente paso será testearlo en otras longitudes de onda. Si las propiedades se mantienen, es evidente una posible utilización militar como material para “esconder” objetos de radares.

Más Información | Reuters

Investigadores de IBM desarrollaron un nuevo método para mandar información entre diferentes núcleos en un chip transformando pulsos eléctricos en pulsos luminosos. De esta forma se puede reducir el tamaño de las supercomputadoras al de una laptop, y más importante aún se necesitaría una cantidad 10 veces menor de energía para hacerlo funcionar. El modulador óptico empleado por IBM es entre 100 y 1.000 veces menor que cualquier otro del estilo.

El trabajo se concentra en la posibilidad de incluir muchos más núcleos en un sólo chip, que actualmente se ve limitado porque la tecnología de comunicaciones en-el-chip sobre calentaría el procesador y sería demasiado lenta para un aumento en el flujo de trabajo. “Lo que hicimos fue un gran avance hacia la construcción de un mucho más chico y más eficiente método para conectar los núcleos”, dijo Dr. T.C. Chen, vice presidente, Science and Technology, IBM Research.

Actualmente uno de los procesadores más avanzados del mundo, el CELL de IBM (usado por la Play Station 3) contiene 9 núcleos en un sólo chip. El nuevo método permitiría conectar cientos o miles de núcleos en un sólo chip de una manera mucho más eficiente y además en un espacio realmente reducido. Usar luz en vez de cables para mandar información puede ser hasta 100 veces más rápido en los chips.

El modulador óptico de IBM transforma una serie de pulsos eléctricos (1 y 0) que se transmite por un cable en una serie de pulsos de luz que se transmitirán por una guía de ondas nanofotónica de silicio. Primero, se envía una haz láser al modulador, que actúa como un “disparador” realmente veloz que regula cuándo la luz será transmitida o no. Cuando el modulador recibe una señal eléctrica de uno de los núcleos deja pasar un pulso de luz, de esta forma se modula la intensidad del haz, y se pudo convertir una serie digital de bits (1 y 0) en una serie de pulsos lumínicos.

Via | Physorg
Más Información | IBM
Más Información | Video de YouTube

Los semiconductores orgánicos se fabrican colocando una fina capa de material orgánico conductor a una superficie portadora; al realizar este proceso es importante entender las interacciones entre ambos materiales. Un equipo de científicos mostró que en algunos casos ambos materiales se mantienen unidos únicamente por la fuerza de van der Waals. Esta es una fuerza extremadamente débil, que se debe a pequeñas asimetrías en la distribución de los electrones en los átomos, sin embargo ejerce una gran influencia al colocar películas orgánicas muy delgadas en contacto con metales.

Debido a la poca intensidad de esta fuerza, varios estudios previos la habían olvidado completamente; con los nuevos resultados se podrán explicar por qué de algunas discrepancias entre los resultados teóricos y las mediciones experimentales que se habían efectuado. Los semiconductores orgánicos prometen ser una alternativa viable a aplicaciones que requieran de menos energía y sean a la vez más flexibles y poderosas.

Sitio Oficial | FWF Austrian Science Fund
Más Información | Wikipedia (es)

Científicos de IBM han descubierto como hacer posible un dispositivo útil para la informática basado en nanoelectrónica. En concreto, su éxito ha sido aprender cómo guiar átomos individuales de modo que puedan crear piezas para dispositivos de almacenamiento ultra pequeños.

La idea no es otra que jugar a ser dioses, poder manipular y orientar los átomos a nuestro antojo. Entender y manipular el comportamiento de los átomos es fundamental para aprovechar el poder de la nanotecnología. En ello tendrá mucho que ver los avances recientes en electromagnetismo.

Usando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de computación de funcionamiento lógico y transistores, las puertas electrónicas lógicas de que están compuestos los chips. Hace algún tiempo, IBM ya se lanzó en esta aventura y mostró el primer circuito de ordenamiento lógico formado por nanotubos de carbono. Las computadoras moleculares basadas en estos circuitos tienen el potencial de ser mucho más pequeñas y rápidas que la actuales, además de consumir una cantidad considerablemente menor de energia.

Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-Packard (HP), NEC e Intel están invirtiendo millones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo también se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que para este año ha destinado 570 millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.

En España, los científicos hablan de “nanopresupuestos”. Pero el interés crece, ya que ha habido algunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autónoma de Madrid.

Vía | Electrónicos On Line
Genciencia | Superconductividad
Genciencia | A HP le gustan los nanocables
Genciencia | La nanotecnología se deja seducir por españoles
Genciencia | La computación cuántica asoma la cabeza
Genciencia | Primero nanotubos, después nanopolímeros

A pesar de la insuficiente partida económica destinada a la investigación en España y, en especial, a la nanotecnología, aún estando en el vagón de cola en la Europa de los 15, resulta más que sorprendente que nuestros científicos mantengan una buena posición a nivel internacional.

El titular es el siguiente: Los químicos Paula Queipo y David González participaron en un estudio con empleo de técnicas de nanociencia que publica la revista «Nature».

La nueva estructura descubierta combina dos nuevas formas del elemento químico del carbono: los nanotubos de carbono y los fulerenos. Hasta ahora se venía trabajando en la idea de usar los nanotubos de carbono para poder suplantar en los dispositivos electrónicos a los cables y pistas tradicionales de silicio.

Los fulerenos son la tercera forma más estable del carbono, tras el diamante y el grafito. Fueron descubiertos recientemente, y se han hecho muy populares entre los químicos, tanto por su belleza estructural como por su versatilidad para la síntesis de nuevos compuestos, ya que se presentan en forma de esferas, elipsoides o cilindros. Los fulerenos esféricos reciben a menudo el nombre de buckyesferas y los cilíndricos el de buckytubos o nanotubos.

Este hallazgo de material híbrido de carbono puede impulsar una infinidad de posibildades en el ámbito de la electrónica. Lo interesante de esta noticia es el hecho de que facilita la síntesis de dicho material de forma que pudiera ser fabricable en escala industrial. Para ello se usa una especie de catalizador de nanopartículas de hierro que se producen in situ y monóxido de carbono como fuente de carbono.

Según uno de los investigadores, otro hecho importante es el descubrimiento casual que consistía en que cuando los nanotubos de carbono se enlazaban con fulerenos se cargan eléctricamente de una manera natural cuando se juntan unos con otros. De esta forma se podría sintetizar mucho más fácilmente aplicando un campo eléctrico externo.

Vía | La Nueva España
Más Información | Información completa sobre nanotubos de carbono y fulerenos
Genciencia | Los nanotubos de carbono

La empresa canadiense D-Wave System presentó el 13 de febrero de 2007 en Silicon Valley, una primera computadora cuántica comercial de 16-qubits de propósito general; luego la misma compañía admitió que tal máquina llamada Orion no es realmente una Computadora Cuántica, sino una clase de máquina de propósito general que usa algo de mecánica cuántica para resolver problemas.

El aumento en la capacidad de los procesadores y otros circuitos integrados (como las memorias RAM) se consigue mediante la miniaturización. Si se reduce el tamaño de los circuitos se pueden introducir más elementos y la distancia entre transistores es más pequeña, con lo que aumenta la velocidad. El problema surge al acercarse al tamaño del átomo.

En este mundo en miniatura comienzan a tener importancia las leyes de la física cuántica, según las cuales el comportamiento de los electrones es probabilístico. Algo muy difícil de controlar para los ingenieros, a los que no les gusta encontrar un 0 donde debería haber un 1. Sin hablar de las dificultades que presenta manipular átomos.

Para entender mejor el problema conviene conocer cómo se fabrican los circuitos integrados. En el interior de un chip, esa pastilla de plástico negro con patas metálicas, hay una lámina de silicio del tamaño de una uña. Si se pone bajo un microscopio aparece lo que podría ser una ciudad en miniatura: bloques y pistas que no son otra cosa que transistores y cables conductores, los elementos básicos de un circuito.

Todos los componentes del circuito integrado se imprimen literalmente sobre la diminuta lámina de silicio con una técnica fotográfica. Es algo parecido a la serigrafía, pero con una precisión mucho mayor.

Con la tecnología actual se fabrican pistas conductoras de 0,18 micras, es decir, 500 veces más delgadas que un cabello humano. El radio del átomo es solo unas 1000 veces menor. Las capas de aislante que las separan pueden tener un espesor de cuatro o cinco átomos.

El siguiente paso es crear pistas conductoras de 0,10 micras, con lo que los transistores tendrían apenas 100 átomos cada uno. Esto es lo que la ley de Moore predice para dentro de cuatro o cinco años. Más allá, las limitaciones parecen insuperables.

El Computador molecular no es un concepto nuevo, desde que se empezó a conocer la mecánica de funcionamiento de las proteínas y encimas, se comenzó a especular con la idea de utilizar cadenas de moléculas como medio de almacenamiento de información interpretable por otras cadenas orgánicas que pudiesen procesarla. Richard Feynman (premio Nobel de física), ya propuso durante la década de los cincuenta la idea del computador molecular, aunque hasta la década de los noventa no se realizaron los primeros experimentos prácticos.

Leonard Adleman, entre otros méritos, fue el primero en conseguir realizar cálculos matemáticos con moléculas de ADN dentro de un medio controlado. El experimento realizado (presentado el 11 de Noviembre de 1994 en la revista Science), demostró además el enorme potencial que podría desarrollar un computador molecular.

Más Información | Computadoras biomoleculares
Más Información | Los límites del silicio

Sin embargo, existe un posible impacto de las nanopartículas manofacturadas y nanotubos que son libres para moverse en el interior de los materiales. Algunos expertos temen que su tamaño pueda aumentar el potencial tóxico de estos elementos. La preocupación se debe a que las nanopartículas libres pueden ser inhaladas, ingeridas o penetrar por la piel, pudiendo incluso dañar nuestras células. Largos periodos de inhalación en grandes cantidades podrían causar problemas respiratorios.

No obstante, científicos creen que la nanotecnología puede ayudar a mejorar la forma de suministrar las medicinas a enfermos crónicos y con la ayuda de los nanotubos de carbono se podría incrementar las prestaciones de velocidad y consumo de los componentes electrónicos.

Actualmente la investigación se centra en la búsqueda de aplicaciones industriales y prácticamente sólo se hallan resultados académicos. Ya no es tan díficil encontrar programas formativos de posgrado como hace algún tiempo. Sirva por ejemplo la unión mediante una joint venture de varias universidades británicas para impulsar la investigación conjunta.

El carbono fue escogido por ser uno de los elementos químicos más versátiles y constituir el fundamento de la mayoría de moléculas que son importantes para la vida, como el ADN y las proteínas. Lo esencial de carbono es su capacidad para formar enlaces estables consigo mismo.

El siguiente paso en el eslabón ha sido la creación de los nanopolímeros por parte de científicos americanos. El resultado fue confirmado a través de un microscopio electrónico de efecto túnel donde se pudo observar cadenas de nanopartículas. Se trataban de cadenas formadas por 50.000 nanopartículas enlazadas molecularmente entre sí. Se estima que la principal aplicación de este trabajo sea la generación de una nueva serie de materiales, basados en nanopolímeros. Posteriormente se podrá estudiar e iniciar investigaciones de las propiedades de dichos materiales.

La aventura no ha hecho más que empezar…

Más Información | El debut de los Polímeros en Physicsweb.
Más Información | The Royal Society
Más Información | Computación Molecular en UCLA
Genciencia | Consiguen controlar el diámetro de nanotubos de carbono

Usando un ALD (Atomic Layer Deposition), materiales científicos del Georgia Institute of Technology producieron réplicas de ala de una mariposa Morpho peleides, un insecto nativo de Sudamérica y Centroamérica que destaca por el azul brillante de sus alas.

“Nunca pudimos llegar tan cerca a la riqueza de las estructuras que la naturaleza puede crear” dijo Zhong Lin Wang, profesor de la Georgia Tech School of Materials Science and Engineering. “Queremos usar la biología como plantilla para fabricar nuevos materiales y nuevas estructuras. El proceso nos proporciona un nuevo modo de fabricar estructuras fotónicas”. La ala de mariposa artificial es una estructura tridimensional que conserva los atributos de la original. Eso incluye los huecos tubulares que se separan en intervalos regulares, proporcionando el potencial para el uso como splitters ópticos. Los colores que poseen las alas de las mariposas son debidos a una combinación de pigmentos y reflexión de las estructuras fotónicas. “Desde un punto de vista físico, esto es una estructura fotónica muy regular, con huecos regulares que produce el color azulado”.

Vía | Physorg.com

A la capa de silicio se le aplica una intensa y muy variable corriente alterna, lo que causa que los nanotubos colgantes vibren. Los tubos suspendidos son alternamente atraídos y repelidos. La desviación más grande de un nanotubo que se obtuvo fue de 8 nanometros. La distancia de los nanotubos de la capa de silicio influye en la capacidad eléctrica de la capa de silicio. El movimiento de las nanocuerdas proviene de los cambios en capacidad.

Cuando la frecuencia de la corriente aplicada se aproxima al nivel de la suspensión del nanotubo, comienza a vibrar con más potencia. El orden de la magnitud de esas frecuencias suma unas pocas de centenas de MHz. Variando la intensidad y la frecuencia de la corriente aplicada, el grupo de investigación liderado por el Profesor Herre van der Zant, se cambia la tensión de la cuerda teniendo la posibilidad de afinarla. Van der Zant: “Es como tensar una cuerda de piano o guitarra. Puedes afinar la cuerda”.

Vía | Physorg.com

Además de su uso para fortalecer plásticos, los nanocristales se usan en aplicaciones cerámicas y biomédicas como articulaciones artificiales y equipamiento médico, dijo Winter.

“Todos los materiales de las plantas contienen un mínimo del 25% de celulosa”, dijo el profesor Winter, “La madera de los árboles tienen un poco más, entre el 40% y el 50%”. Usando nanocristales de celulosa para fortalecer plásticos tiene ventajas sobre el vidrio que normamlmente se usa. El vidrio es más duro, más complicado en procesar y por eso es más caro trabajar con ello.

Winter y su equipo trabajan con un reactor que puede procesar unos 500 gramos (sobre una libra) de material de una vez. Esto es un incremento significante sobre cantidades de 5 gramos que normalmente se usan en laboratorios.

Vía | Physorg.com

Gracias a esta solución de nanopartículas, se consiguieron regenerar las neuronas dañadas. Esto es un paso más para poder curar las lesiones del sistema nervioso central. Esta solución contenía péptidos, moléculas de 5 nanómetros de largo obtenidos sintéticamente, éstos se ubicaron formando una red de nanofibras que consiguió unir los nervios dañados.

Según los investigadores, fue algo asombroso, ya que la red molecular creada por los péptidos, permitió que el tejido cerebral de los ratones en cuestión, se formara nuevamente y que los nervios crecieran otra vez restaurando la visión. Esta investigación a superado algunas barreras en cuanto a regeneración de nervios se refiere.

Pero lo verdaderamente importante es poder aplicar estos descubrimientos a la humanidad, consiguiendo así solucionar muchos de los problemas que limitan la visión a las personas. La reparación de las lesiones nerviosas con la conexión de las neuronas es una meta cada día más cercana y que permitirá abrir otros campos de trabajo para regenerar lesiones hasta ahora irreparables.

Vía | Actualidad Terra
Más información | Wikipedia
Más información | Pnas

De aquí han salido las disciplinas “nano”, enfermedades que hasta ahora son irreversibles pueden llegar a ser curadas a través de la manipulación del ácido desoxirribonucleico, dispositivos, catalizadores, biosensores o sistemas de administración de fármacos, todo ello parte de la nanociencia, la nanotecnología, etc.

La ingeniería molecular es parte de nuestro futuro y todas las mejoras que son y serán, provendrán de las disciplinas “nano”, da igual cual sea el campo a avanzar, todo gira entorno a esta disciplina. La revista Forbes publicó una lista que considera los 10 mejores productos elaborados con nanotecnología que se comercializaron durante el 2005.

Según los expertos de Forbes y Lux Research: hotbeds, producto fabricado con nanotecnología y utilizado para calentar los pies, se introduce en botas militares para conseguir un alto nivel de calor y comodidad; el colchón lavable de Simmons Bedding Company, gracias a la nanotecnología aplicada consigue atrapar el sudor y humedad en una capa del colchón que luego se puede quitar y lavar como cualquier prenda; las pelotas de golf, de NanoDynamics, reducen de forma dramática los giros y movimientos a los que puedan estar sujetas las pelotas durante un partido.

No hay duda de que las puertas están abiertas en todos los campos, es una gran revolución a nivel industrial, sanitario, tecnológico, ¿Qué nos deparará en el futuro la nanotecnología?

Más información | La jornada
Más información | Forbes
En Genciencia | Hay suficiente sitio ahí abajo

También centrarán sus esfuerzos en la medicina, mediante la utilización de “polvos fluorescentes” compuestos por nanofósforos, que permitirán una mejora en los diagnósticos y chequeos. Otras areas de investigación de Bayer serán las superficies, los compuestos, la nanoelectrónica y la nanobiotecnología.

Vía | Bayer

Será como llevar una segunda piel, ya que esta nueva tela puede actuar como barrera contra las toxinas y matar bacterias instantáneamente, además de las características que hemos mencionado antes.

No perdáis detalle de este interesante escrito del blog Euroresidentes, quizás pronto podamos disfrutar los de a pie de este especial tipo de ropa con el que nos sentiremos un poco más protegidos, ya que de momento se están elaborando con fines militares o científicos.

Vía | Euroresidentes
Más información | Technology review