La famosa agencia DARPA, perteneciente al Departamento de Defensa de los Estados Unidos, es la institución encargada de desarrollar proyectos de investigación relacionados a las cuestiones militares de dicho país, y entre sus líneas de investigación ahora contará con una nueva, que tiene como finalidad desarrollar nanochips para monitorizar a las tropas.

La idea básica es implantar en los soldados unos nanochips con los cuales podría ser posible obtener datos a distancia sobre sus constantes vitales, con lo cual esperan estar siempre al tanto de la situación médica de sus tropas, para poder retirar a aquellos en peligro potencial y evitar así tener que realizar evacuaciones en mitad de una misión.

Esta investigación tiene su origen en varios estudios que ha realizado la agencia, los cuales indican que la mayoría de las evacuaciones médicas que han realizado son por causa de enfermedades comunes y no por heridas obtenidas en combate, como muchos podríamos pensar.

Claro que el proyecto no se queda solo en obtener las constantes vitales, ya que la idea es que con estos nanochips se pueda conocer la ubicación de cada soldado en el campo de batalla, y lo más interesante, determinar su estado psicológico. Sin embargo, esta idea tiene muchos contras que están relacionados con la invasión a la privacidad de los militares, pues quiéranlo o no seguirán siendo monitoreados cuando estén de permiso o se retiren.

Vía: Mobiledia

¿Un vidrio que no se puede empañar? Vaya que en el MIT no se quedan atrás en cuanto a investigaciones y desarrollos, pues no terminamos de hablar sobre alguna de sus actividades cuando ya están dando a conocer otra; y en este caso recién acaban de mostrar un vidrio que no se puede empañar por ningún motivo, algo que podría tener múltiples aplicaciones.

Esta nueva propiedad del vidrio la han logrado al añadirle al material nanopartículas en forma de cono, que además evitan que se refleje la luz y repelen el agua, y es esto último, el rechazo del agua fuera de la superficie lo que hace que cualquier rastro de suciedad y polvo que se encuentre pegado al vidrio se elimine.

Un desarrollo de este tipo sería ideal para ser utilizado en los automóviles, donde el empañamiento de los vidrios es algo que todos hemos sufrido en ciertas ocasiones, pero también representaría un avance importante para el desarrollo de paneles solares, los cuales pierden mucha de su eficiencia por el polvo que se llega a acumular en ellos.

Pero esto no queda ahí, también sería posible utilizarlo en las ventanas exteriores de los hogares e inclusive en los electrónicos, como la televisión y los smarthpones. Podría sonar un tanto delicado este nuevo vidrio, pero desde el MIT advierten que sería lo suficientemente duradero para utilizarse en todos los casos mencionados.

Además, la industria de la energía solar tendría en este nuevo vidrio a uno de sus mejores aliados, pues al no rebotar la luz en su superficie aumentaría la eficiencia de los paneles fotovoltaicos. El problema en el que ahora se encuentran centrados los investigadores es hallar un método eficiente para pegar la película de nanoconos en vidrios de mayor tamaño.

Vía: MIT News

En Génova (Italia), en el Instituto Italiano de Tecnología (IIT) se encuentran trabajando en un papel que será resistente al agua, magnético y antibacterial, lo que se ha conseguido al obtener moléculas individuales, conocidos como monómeros, que se conectan  con nanopartículas específicas, lo que crea un polímero que incluye nanopartículas, que le brindan propiedades bastante interesantes.

Claro que las propiedades básicas del papel se mantendrán, por lo que aún se podrá escribir, borrar, imprimir en él y doblarlo de manera normal. La idea básica fue añadir óxido de hierro a las nanopartículas para hacer la matriz del polímero con la cual el papel se vuelva magnético, y si se le añade nanopartículas de plata se obtienen propiedades antibacterianas.

De hecho con esta técnica será posible mejorar cualquier tipo de telas o papeles, ya que una vez creado el compuesto se inyecta mediante laminado, inmersión o revestimiento, con lo que solo se le confieren las nuevas propiedades sin modificar ninguna otra; con esta tecnología se podría elaborar papel resistente al agua o hacer este incluso fosforescente.

Según el doctor Roberto Cingolani quien es el director científico del proyecto, un papel antibacteriano tendría muchas aplicaciones en las industrias de envasado de alimentos y aplicaciones médicas; y un papel fluorescente y magnético sería ideal para la fabricación de billetes y documentos originales.

Por su parte, un papel resistente al agua podría utilizarse para proteger documentos de gran valor, como lo son aquellos de mucha importancia histórica. Con todas estas posibilidades para mejorar el papel parece bastante interesante el futuro de este proyecto, que espero de resultados tangibles pronto.

Vía: Journal of Materials Chemistry

Tal parece que las investigaciones sobre pinturas andan muy movidas; ya les contaba hace no muchas entradas de una pintura solar con la que se podrá aprovechar dicho tipo de energía. Ahora hay noticias de una pintura que podría detectar fallas estructurales en edificios y puentes.

La pintura que investigadores escoceses de la Universidad de Strathclyde han creado actúa a niveles nanoscópicos para detectar fallas en las edificaciones; está compuesta de nanotubos de carbono y un aditivo mineral que es residuo de la combustión del carbón, al mezclarse forman una pintura parecida al cemento de alta durabilidad.

El secreto radica en que los nanotubos de carbono están perfectamente alineados y  transportan una corriente eléctrica, entonces cuando se doblan varía la conductividad eléctrica lo que indica a su vez una posible falla en la estructura.

La manera en que estos datos se conocerán será mediante comunicación inalámbrica con nodos establecidos en las superficies de las estructuras; el problema es que dicho sistema de comunicación requerirá baterías para su funcionamiento y los investigadores están en búsqueda de una solución viable.

Aquí es cuando imagino una mezcla entre la pintura solar de la que ya les hablé y esta pintura contra fallos estructurales, pues sería algo genial tener las ventajas de ambas pinturas en una sola además que se resolvería el problema de la fuente de energía para las baterías.

Pero bueno, primero habrá que esperar los resultados de las pruebas piloto que se están realizando en la ciudad escocesa de Glasgow, iniciadas después de que el inventó demostrara características sobresalientes en las pruebas de laboratorio. Sin duda será de gran ayuda para prevenir desastres graves.

Vía: Strathclyde

Desde que surgieron las celdas solares hemos estado esperando el momento en el cual su costo de producción disminuya para que sean de fácil acceso y así poder instalarlas sobre las azoteas de nuestras casas para disminuir un poco la cuenta de luz eléctrica. Pero ¿que pasaría si con una pintura obtuvieras los mismos beneficios que con las fotoceldas?

Los años pasan y la tecnología de las celdas fotovoltaicas no avanza como el mercado quisiera y si no ocurre un abaratamiento en los costos seguro que pronto será una tecnología olvidada. Lo digo por la simple razón de que se están creando nuevos métodos de aprovechar la energía solar, uno de los cuales es una pintura que puede conducir electricidad.

En la Universidad de Notre Dame, investigadores del Centro Notre Dame de Nano Ciencia y Tecnología (NDnano) se encuentran desarrollando lo que ellos llaman “pintura solar”, qué es un nuevo material que utiliza nano-partículas de dióxido de titanio cubiertas con sulfuro de cadmio. Estas partículas son suspendidas en una mezcla de agua y alcohol para crear una pasta, como la que se ve en la imagen superior.

Si dicha pasta se aplica a un material conductor transparente y se expone a la luz solar es posible producir energía eléctrica. Aunque esto es un gran avance la investigación aún está en sus inicios, pues la eficiencia de conversión de luz solar a electricidad es apenas del 1%, mientras que en las celdas solares comerciales esta eficiencia es de 10 a 15%.

Sin embargo, la ventaja de esta nueva pintura nombrada como “Sun-Believable” es que es sumamente económica y muy fácil de aplicar; por lo que los investigadores esperan mejorar su estabilidad y eficiencia ya que sus aplicaciones potenciales son muchas y podría en un futuro implementarse masivamente en edificios y grandes construcciones.

Fuente | Physorg

Dispositivo micromagnético - microfluídico para limpiar la sangre de patógenos - Imagen del Hospital Pediátrico de Boston

La sepsis, una infección en la sangre, puede abrumar rápidamente las defensas del cuerpo y es responsable por más de 200.000 muertes por año sólo en los Estados Unidos. Bebés prematuros y personas con un sistema inmunitario debilitado son especialmente vulnerables a esta infección.

Ya que la mayoría de los tratamientos existentes no son efectivos, investigadores del Programa de Biología Vascular del Hospital Pediátrico de Boston están desarrollando un mecanismo de primera línea de defensa para estas infecciones, que usa el magnetismo para eliminar los patógenos de la sangre.

El sistema que estos investigadores imaginan  consiste en drenar la sangre del paciente, y pequeñas partículas magnéticas, previamente embebidas de anticuerpos contra patógenos específicos son agregados. La sangre es luego conducida a través de un sistema microfluídico en donde dos líquidos fluyen lado a lado sin mezclarse, uno contiene la sangre contaminada, y el otro es una mezcla de sustancias salinas. Las partículas se adhieren a los patógenos, y un magneto los extrae (junto con los patógenos) al otro fluido, el cual es desechado, mientras la sangre ya purificada es reintroducida al organismo del paciente.

Se espera que el dispositivo, una vez  terminado, disponga de cientos de estos sistemas microfluídicos, y pueda limpiarle la sangre a un infante por completo en sólo unas horas.

“Este microdispositivo para purificar la sangre ofrece ser una nueva arma potencial para combatir patógenos en niños y adultos sépticos, que funciona simplemente al remover la fuente de infección, y por ende permitiendo al paciente que se someta a un tratamiento exitoso con antibióticos”, declara Don Ingber, investigador del proyecto.

Fuente: Hospital Pediátrico de Boston

Análisis del "escarabajo fotónico" con esta técnica, que se espera ayude a mejorar el diseño de células solares y chips de computadora - Imagen de American Chemical Society

Un reciente descubrimiento podría acelerar el entendimiento de un amplio rango de enfermedades, desde cáncer hasta osteoporosis, gracias a investigadores de Utah que están informando el desarrollo de una nueva técnica microscópica que usa espejos de “nanopartículas de plata” para revelar detalles ocultos dentro de huesos, células cancerosas, y otras estructuras biológicas. El método también puede ayudar a identificar el daño estructural en una amplia gama de materiales, incluyendo plásticos de fibra de carbono usados en aeroplanos.

John Lupton y colegas investigadores señalan que una de las herramientas más poderosas y ampliamente usadas para imaginar estructuras biológicas es la microscopía fluorescente, que requiere que el especimen sea tratado con tintas fluorescentes. Pero las tintas usadas para visualizar estas estructuras puden matar cálulas vivas en el proceso, limitando de esta manera la efectividad de esta técnica.

Los científicos mejoraron dicha técnica al usar un láser infrarrojo excitando un conjunto de nanopartículas de plata, cada una de ellas es 1/5000 el ancho de un pelo humano, depositado debajo del material de estudio. Las partículas enfocan intensos rayos de luz a través de las muestras para revelar información acerca de la composición de la estructura de estas. En un estudio de laboratorio, se usó esta nueva técnica para ver la escala verde iridiscente del llamado “escarabajo fotónico”, la cual podrá  otorgar ideas para diseñar nuevos y más poderosos chips de computadora y células solares.

Fuente: American Chemical Society

Batería de ion de litio - Imagen de nissanchair.com

Un equipo de investigadores de la Universidad de Rice han creado una gran variedad de nanotubos metálicos que funcionan como si fueran electrodos y que mejorarán enormemente el funcionamiento de las baterías de ion de litio.

Con la creciente demanda de energía eléctrica como alternativa a otras formas de energía contaminante, tal tecnología representa una revolución en el área. Y según declaran los expertos hasta los capacitores electroquímicos y células de combustible se beneficiarían con esta investigación.

Dichos nanotubos, son diseñados para parecer y comportarse como los cables coaxiales usados para conducir electricidad. Los cuales consisten en una coraza de  oxido de manganeso y un núcleo altamente conductor.

“Hemos puesto dos materiales, el nanotubo, el cual es altamente conductor de electricidad, y que también pueden absorber litio, y oxido de manganeso, el cual tiene una muy alta capacidad pero una muy pobre conducción eléctrica” declara Arava Leela Mohana Reddy, un investigador de la mencionada universidad. “Pero cuando los combinás obtenés algo interesante”, añade.

“Si bien la combinación de estos materiales ha sido estudiada como una composición de electrodos por varios grupos de investigación, es el cable coaxial especialmente diseñado de estos materiales lo que les ofrece un rendimiento mejorado como electrodos para baterías de litio”, dice el investigador que dirige el proyecto.

“Actualmente, estamos tratando de modificar y perfeccionar las estructuras para obtener un rendimiento insuperable”, declara Manikoth Shaijumon, también investigador de Rice. Los nanotubos microscópicos, de sólo unos nanómetros de largo, pueden ser empaquetados en cualquier número de configuraciones.

Dominar esta tecnología haría a las baterías futuras muy delgadas y deformables.

Fuente: Rice University

La superficie de Fermi alrededor de un átomo de cobalto, los colores representan la curvatura de la superficie - Imagen de Science Daily

Al igual que los sonares envían ondas para explorar las profundidades del océano, los electrones pueden ser usados para inspeccionar conductos microscópicos e investigar las propiedades ocultas de la estructura atómica de los metales. Un grupo de investigadores de varias universidades alemanas reportaron en la revista “Science” su éxito al usar esta táctica en las superficies de Fermi alrededor de ciertos elementos.

Las superficies de Fermi determinan las propiedades más importantes de los metales, tales como ser la conductividad, la capacidad calórica y magnética, entre otras. En dichas superficies hay electrones de alta energía en movimiento. Dependiendo en la forma de la superficie y en la movilidad asignada a los electrones, se determinan las propiedades físicas de los metales.

El procedimiento se basa en dirigir un flujo de electrones a través de un microscopio de inspección de conductos a escala nanométrica, hacia una pequeña muestra del metal. Al propagarse como si fueran ondas, los electrones se dispersan y reflejan al encontrarse con obstáculos en su camino, obstáculo que podría ser un solo átomo de cobalto.

Y la relación entre una onda emitida y recibida puede aportar mucha información sobre la superficie de Fermi del material con tanta presición como si se tratara de un sonar inspeccionando algo a mayor a escala. Se espera que conociendo mejor los metales se pueda manipularlos de una manera más eficiente.

Fuente: Helmholtz Association of German Research Centres

Modelo computarizado de una sección de ADN - Imagen de yayabo.net

Químicos de la Universidad de Nueva York y de la Universidad Nanjing de China han desarrollado un dispositivo nanorobótico de dos brazos que puede manipular moléculas dentro del ADN. “A lo que se aspira con la nanotecnología es poner estructuras de escalas moleculares o incluso atómicas dónde y cuándo queramos ponerlas con total precisión”, declaró el profesor Nadrian Seeman de la NYU, miembro del proyecto. Y añade: “Esta es una unidad programable que permite a los investigadores capturar y maniobrar elementos a una escala sin precedentes“.

El dispositivo, que mide 150 x 50 x 8 nanómetros, es el segundo trabajo de Seeman en este área, su primera obra consistía en una tecnología similar pero de un solo brazo, y que resultó pionera en su momento al presentar un aparato nanotecnológico capaz de manipular una sección de ADN.

Esta nueva creación de Seeman de dos brazos, se basa en el “origami de ADN“, un método develado con su su antiguo dispositivo que usa unos cuantos cientos de filamentos de ADN para crear una estructura muy larga que pueda moldearse para adoptar cualquier forma. Dichas formas, de aproximadamente 100 nanómetros de diámetro, son 8 veces más largas y tres veces más complejas de lo que podrían haber sido creadas con un fragmento simple y cristalino de ADN.

El mencionado dispositivo, permite la creación de nuevas estructras de ADN, funcionando entonces como si fuera una fábrica al ensamblar diferentes materiales a partir de componentes más sencillos. Con esta habilidad, tiene el potencial de desarrollar nuevas fibras sintéticas, avanzar en la codificación de información, y mejorar el ensamblamiento informático de estructuras de ADN.

Al probar el dispositivo con un microscopio de fuerza atómica, se comprobó un rendimiento del 100%, mucho superior a lo que se esperaba.

Fuente: NYU