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14 de mayo de 2010

Inventan nanorobots de ADN

Viernes, 14 de mayo de 2010

Inventan nanorobots de ADN

Cíentíficos estadounidenses crean dos arañas que trabajan a nivel molecular


Araña molecular con patas de ADN de color verde que debe alcanzar un objetivo de color rojo (Foto: Tomada de elpais.com )

Científicos estadounidenses crearon robots capaces de realizar funciones complejas a nivel molecular de forma independiente gracias a la inserción de ADN en sus componentes.

La revista Nature publicó un artículo donde explica los dos tipo de robots de ADN o máquinas moleculares que pueden trasladrse de un punto de enlace biológico a otro sobre una superficie de código genético.

El primer tipo es una araña molecular que según las claves que le suministre el ambiente en el que se encuentre, será capaz de ejecutar acciones de manera independiente. Sus tres patas son enzimas de ADN que pueden dividir una secuencia determinada en un sustrato cubierto también de esta fuente de vida.

Según el periódico El País, la máquina llegó hasta 100 nanómetros, un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro.

El segundo robot es una cadena de montaje a escala nanométrica con cuatro piernas y tres manos con los que se desplaza rápidamente sobre un sustrato de ADN y pasan por unas máquinas programables que les suministran nanopartículas.

A través de una cadena de montaje se le suministra sustancias distintas. Lloyd Smith, químico de la Universidad de Wisconsin asegura que esta cadena desarrollada por científicos chinos y estadounidenses representa un gran avance en la nanotecnología con ADN.

Investigadores de la Universidad de Arizona indican que a pesar de su difícil desarrollo, las máquinas son programables, es decir se puede predecir su conducta biofísica y su interacción con paisajes diseñados para ellos.

En un futuro podrían utilizar estos robots en terapias médicas, se podrían reconfigurar a si mismos para realizar diversas tareas sin que una persona tenga que intervenir en su funcionamiento.

Leer artículo original (en inglés): Nature

Tomado de:

El Universal (México)

27 de febrero de 2010

Un dispositivo permitirá escuchar a células, partículas y bacterias


Sábado, 27 de febrero de 2010

Un dispositivo permitirá escuchar a células, partículas y bacterias

Basado en la misma técnica láser de las llamadas pinzas ópticas, el llamado “micro-oido” tendrá aplicaciones médicas

Un equipo de investigadores del Reino Unido está desarrollando un dispositivo que permitirá conocer los sonidos del mundo a escala microscópica. Saber cómo suenan las bacterias al moverse o las partículas microscópicas suspendidas en un líquido (como el polen dentro de una gota de agua) serán algunas de sus posibilidades. Asimismo, el llamado micro-ear (micro-oído) permitirá escuchar cómo se desplazan las bacterias por la sangre y, por tanto, desarrollar medicamentos que detengan su expansión por el organismo.


Un dispositivo permitirá escuchar a células, partículas y bacterias

Investigadores de la Universidad de Glasgow, de la Universidad de Oxford y del National Institute of Medical Research at Mill Hill, en el Reino Unido, están desarrollando un dispositivo que permitirá escuchar objetos audibles sólo a micro escala.

Este dispositivo, bautizado como micro-ear (micro-oído) será como una especie de microscopio pero a nivel auditivo, y permitirá a los científicos escuchar los sonidos que hacen las células y las bacterias cuando se mueven, por ejemplo.

Gracias a él, también podrán oírse otros eventos ocurridos a micro-escala, como la interacción de los medicamentos con los microorganismos, informa la revista Physorg.

Micrófono ultrasensible

El micro-ear está basado en la misma técnica láser de las llamadas pinzas ópticas. Estas pinzas usan partículas cargadas eléctricamente y suspendidas en un rayo láser para suministrar una fuerza atractiva o repulsiva, con la que se sostienen y mueven físicamente objetos microscópicos.

Según Jon Cooper, director del proyecto micro-ear e investigador de la Universidad de Glasgow, la técnica de las pinzas ópticas, que permite una sensibilidad extrema, ha sido aplicada al micro-ear, para dar lugar a un micrófono ultrasensible.

La diferencia entre ambos dispositivos radicaría en que, en el caso del concepto del micro-ear se reúnen varios rayos de luz láser –en lugar de uno sólo-, que se disponen en anillo para rodear y captar objetos diminutos.

El sonido emitido por dichos objetos hace que las cuentas suspendidas en la luz de los rayos vibren. Estas vibraciones pueden ser medidas por una cámara de alta velocidad. De este modo, a través de las mediciones registradas, se conoce el sonido de los objetos.

Escuchar el movimiento browniano

Los científicos han usado ya el micro-ear para escuchar el movimiento browniano de partículas microscópicas.

Este tipo de movimiento es el que se produce cuando algunas partículas microscópicas se encuentran en un medio fluido como, por ejemplo, las partículas de polen contenidas dentro de una gota de agua.

Según explican los científicos en otro artículo publicado por la Universidad de Glasgow, el principal desafío para escuchar estos movimientos a microescala radicó en distinguir las señales reales derivadas de la dinámica de las partículas, del ruido de fondo de los entornos microscópicos.

La clave para superar este escollo, consistió en emplear las cámaras de alta velocidad para medir la posición de muchas partículas simultáneamente.

Así, más que la señal procedente de una de las partículas, fue el movimiento interrelacionado de las partículas entre sí lo que captaron los sensores, distinguiéndolo del ruido de fondo.

Lea el artículo completo en:

Tendencias 21

20 de enero de 2010

Nanopartículas contra males del corazón

Miércoles, 20 de enero de 2010

Nanopartículas contra males del corazón

Científicos en Estados Unidos crearon nanopartículas capaces de adherirse a las paredes internas de una arteria y liberar medicamentos para curar el tejido dañado.

Nanopartículas en pared arterial

Las nanopartículas se adhieren a la pared de la arteria y liberan medicamento.

El avance, afirman los investigadores en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) (Actas de la Academia Nacional de Ciencias), podría convertirse en una alternativa a los stents que se usan actualmente en pacientes con enfermedad cardiovascular.

Los compuestos, llamados nanoburrs, están recubiertos con pequeños fragmentos de proteína que se adhieren sólo a las células dañadas en las paredes de los vasos sanguíneos.

Una vez que llegan a su objetivo pueden liberar medicamento lentamente en el lugar preciso durante varios días.

Terapia dirigida

La ateroesclerosis -el endurecimiento de las arterias que abastecen al corazón- puede conducir a un bloqueo que puede provocar infartos.

Para tratar esta enfermedad los especialistas utilizan un pequeño "globo" que se inserta en el vaso para abrirlo y poder colocar un tubo -llamado stent- para mantenerlo abierto.

Este proceso a menudo provoca un rápido crecimiento de tejido alrededor del stent que puede conducir a un nuevo bloqueo de la arteria. Para evitar este problema se ha desarrollado un nuevo tipo de stent que libera medicamento durante varios días después de la inserción.

El nuevo enfoque, sin embargo, ofrece una alternativa para que estos fármacos sean liberados en el lugar preciso sin dañar el tejido sano.

Los nanoburrs -creados por los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Escuela Médica de Harvard- están cubiertos con proteínas que sólo se adhieren a una estructura en la pared del vaso sanguíneo llamada membrana basal.

Esta membrana sólo queda expuesta cuando la pared de la arteria está dañada, de manera que el medicamento sólo llega a las secciones dañadas del vaso.

Una vez en su lugar se lleva a cabo una reacción que libera el fármaco durante un período prolongado, de hasta 12 días.

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia & Tecnología

28 de octubre de 2009

Nikon Small World 2009

Miércoles, 28 de octubre de 2009

Nikon Small World 2009


Ya se conocen los ganadores de Nikon Small World 2009, el concurso anual de fotografía que desde hace 35 años premia los mejores trabajos en microfotografía. Su reto es encontrar las imágenes que mejor reflejan “la belleza y complejidad de la vida vista a través del microscopio”.



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El primer puesto ha sido para Heiti Paves (Universidad de Tecnología de Tallin, Estonia) y su imagen de una antera de Arabidopsis thaliana



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Sección de una flor de Sonchus asper, una planta con flores amarillas semejante al diente de león. Obtuvo el segundo premio



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Ovario de rape fotografiado por James E. Hayden, del Instituto Wistar de Filadelfia. Obtuvo el cuarto premio.



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Haz de microfilamentos de actina fluorescente, fotografiado por Dennis Breitsprecher, de Hannover (Alemania).



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Huevo de langosta retratado por la bióloga noruega Tora Bardal.



nikon2009-a

Embrión de guppy (Poecilia reticulata), un pez muy conocido en el mundo de la acuariofilia.



Fuente:

Muy Interesante

16 de octubre de 2009

¡Nanopinzas que atrapan virus!

Viernes, 16 de octubre de 2009

Nanopinzas que atrapan virus

"Agarrar con palillos un trocito de sushi sin desmontarlo no es fácil", bromea Romain Quidant, líder del grupo que ha conseguido el resultado. "Imagínense la dificultad de hacerlo con objetos millones de veces más pequeños y con palillos hechos de luz", añade.


Pinzas ópticas

Dibujo de un virus atrapado ópticamente por un nano-agujero en una película metálica.- ICFO

Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona han hecho público en la revista Nature Physics un experimento en el cual consiguen atrapar con luz partículas de tan sólo 50 nanómetros (milmillonésimas de metro). Hasta ahora objetos tan pequeños (del mismo tamaño de un virus) no se podían agarrar. Para conseguir el mismo resultado con los medios hasta ahora disponibles, hubiera sido necesario aplicar una fuerza 10 veces mayor que destrozaría objetos tan pequeños. El resultado del ICFO, posible gracias al apoyo de la Fundació Cellex Barcelona, informa el instituto, abre la puerta a manipular moléculas y microorganismos sin dañarlos.

"Agarrar con palillos un trocito de sushi sin desmontarlo no es fácil", bromea Romain Quidant, líder del grupo que ha conseguido el resultado. "Imagínense la dificultad de hacerlo con objetos millones de veces más pequeños y con palillos hechos de luz", añade. En efecto, la herramienta utilizada por el equipo del ICFO es una pinza óptica. Este sistema utiliza una propiedad singular de los haces de luz enfocados: su capacidad de atrapar partículas muy pequeñas.

Desde su invención, en los setenta, las pinzas ópticas han logrado agarrar objetos cada vez menores. Cuanto más enfocada la luz, menor la magnitud de la partícula atrapada. Recientemente, este proceso se ha encontrado con una barrera: la física prevé que la luz no se puede enfocar más allá del llamado límite de difracción. Para la luz normal, este límite está entre 500 y 1.000 nanómetros.

Sin embargo, los científicos han diseñado distintas estrategias para sortear este problema. El año pasado, el equipo de Quidant fabricó una nanopinza capaz de atrapar una bacteria de tan solo 1 micra, sin dañarla, pero los investigadores no se han parado aquí. Objetos como virus, proteínas o cadenas de ADN son aún más pequeños y la única manera de atraparlos es aumentar la intensidad de la luz enfocada. El problema es que una luz tan intensa quemaría cualquier partícula de este tamaño. El equipo de Quidant ha conseguido superar también esta barrera, reduciendo en 10 veces la intensidad necesaria.

Su nanopinza tiene una particular estructura geométrica, que consiste de un agujero nanométrico en una película metálica. Cuando esta estructura se ilumina con láser, se produce en el agujero un fenómeno llamado resonancia de plasmón, que permite atrapar una partícula que se coloque en su proximidad. "El efecto es parecido a un estira y afloja", explica Quidant. "Cuando la partícula se encuentra bien colocada en el agujero, la intensidad de luz necesaria para atraparla es muy baja", detalla el investigador, "pero si se aleja, la intensidad sube sólo lo suficiente para volverla a reconducir al centro".

El nuevo sistema se añade a la caja de herramientas nanoscópicas que se han ido desarrollando en los últimos años. Estos instrumentos se están integrando, por ejemplo, en sensores portátiles capaces de detectar sustancias dopantes, fármacos o precursores tumorales en una muestra tan pequeña como una única gota de sangre. Asimismo, las nano-herramientas podrían constituir las piezas esenciales de todo tipo de circuito nanoscópico.

Fuente:

El País Ciencia

29 de marzo de 2008

Crean el primer ordenador molecular capaz de procesar en paralelo.

Puede adoptar 4,3 mil millones de combinaciones posibles, aunque algunas de ellas inestables.


Investigadores japoneses han conseguido crear el ordenador más pequeño del mundo, formado por sólo 17 moléculas. Es la primera máquina molecular que puede procesar en paralelo: es capaz de tomar 4^16 estados diferentes, es decir, cerca de 4,3 mil millones de combinaciones posibles, aunque al menos en principio algunas de ellas serían demasiado inestables. Con una arquitectura similar a la de la red neuronal del cerebro humano, sus creadores se proponen convertir la máquina actual en una esfera tridimensional de 1.024 moléculas, capaz de ejecutar 1.024 instrucciones a la vez, alcanzando en teoría un total de 4^1.024 combinaciones posibles.

Por Yaiza Martínez.


Estructura del funcionamiento en paralelo del ordenador molecular. (MSBN)

Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Tsukuba, en Japón, ha conseguido crear el ordenador más pequeño del mundo, formado por sólo 17 moléculas.

El invento es en realidad una máquina molecular que puede realizar procesamientos en paralelo, es decir, ejecutar de manera simultánea varias órdenes. Esta máquina multi- tareas se auto-ensambló sobre una superficie de oro a partir de 17 moléculas de una sustancia química utilizada en nanotecnología, denominada duroquinona.

Tal y como explica CosmicLog, este ordenador sería un nuevo logro de la nanotecnología, campo de las ciencias aplicadas que se dedica al control y manipulación de la materia a nivel de átomos y moléculas. MSBN ha elaborado un interesante video explicativo.

Procesamiento en paralelo

Dieciséis de las moléculas forman un anillo alrededor de una molécula central, que es la unidad de control de la máquina. Para introducir una orden, se hace “titilar” eléctricamente dicha molécula central utilizando para ello un microscopio de efecto túnel.

Este microscopio permite no sólo visualizar superficies a escala del átomo, sino también manipularlas gracias a una finísima aguja capaz de actuar a nivel atómico, incorporada a su estructura. Una vez activada, la molécula central envía sus órdenes al resto de las moléculas periféricas al mismo tiempo, según explica al respecto The Thelegraph. Este nano ordenador es entonces capaz de tomar 4^16 estados diferentes, es decir, cerca de 4,3 mil millones de combinaciones posibles, aunque al menos en principio algunas de ellas serían demasiado inestables.

En la publicación especializada Proceedings of the National Academy of Sciences, los científicos creadores de la máquina, Anirban Bandyopadhyay y Somobrata Acharya, del International Center for Young Scientists de Japón, explican que cada una de las moléculas es en realidad una máquina lógica.

La comunicación en paralelo que puede desarrollar esta máquina lógica representa un avance conceptual significativo en comparación con los procesadores más rápidos existentes en la actualidad, que ejecutan sólo una instrucción cada vez.

Imitando al cerebro

Según declaraciones de los científicos para la CosmicLog, la arquitectura de este micro-ordenador sería similar a la de la red neuronal del cerebro humano, ya que el ensamblado de la máquina se hizo imitando la manera en que las células gliales funcionan para hacer circular las órdenes por el sistema nervioso.

Este tipo de comunicación de “uno a muchos” resulta esencial para el cerebro, y los científicos computacionales han señalado durante décadas que, de poderse aplicar a la computación, podría revolucionar la manera en que las máquinas puedan llegar a “pensar”.

Esta ordenador molecular abre importantes posibilidades para los tratamientos médicos. Por ejemplo, en el futuro, según sus creadores, no se necesitará cirugía para curar los tumores cerebrales. Simplemente, se inyectará en el organismo sangre que contenga las máquinas moleculares, y éstas acudirán al lugar concreto para tratarlo.

Es decir, nanochips que contengan los ordenadores nanométricos llegarán al sitio donde “noten” que un tumor está activo, y allí comenzarán a producir moléculas de quimioterapia a pequeña escala. Cuando el tumor haya sido curado, las máquinas podrán auto-desconectarse.

Cuestiones pendientes y futuro

Sin embargo, aún queda mucho trabajo por hacer hasta que esto sea posible. Quedan pendientes cuestiones como, por ejemplo, el tamaño del microscopio de efecto túnel, que no resultaría práctico para conocer los resultados de un nano ordenador o para cosechar las sustancias químicas producidas por las nano-fábricas.

Por tanto, habría que desarrollar otros métodos de control, como lectores ópticos para nano-ordenadores. De cualquier forma, Bandyopadhyay afirma que seguirán avanzando y que, en un futuro próximo, planean transformar la rueda bidimensional de 16 moléculas en una esfera tridimensional formada por 1024 moléculas. Ésta será capaz de ejecutar 1.024 instrucciones a la vez, alcanzando en teoría un total de 4^1024 combinaciones posibles.

La nanotecnología es una ciencia que va avanzando cada día y que promete importantes logros. Sus futuras aplicaciones no sólo se desarrollarán en el sector de la medicina, sino que prometen abarcar desde el almacenamiento, la producción y la conversión de energía o la producción agrícola, hasta la generación de armamento y sistemas de defensa en el sector militar.

Tendencias 21

18 de febrero de 2008

Nanotecnología: Pensar en pequeño para crear a lo grande.

Foto tomada de: Proteónica, genómica y nanotecnología (Proyecto Oncnosis)



El mundo se vuelca en la revolución nanotecnológica - La ciencia trata de imitar a la naturaleza partiendo del átomo para introducir nuevos materiales que cambiarán la vida cotidiana.


En 1961, el presidente de Estados Unidos John Fitzgerald Kennedy marcó la conquista del espacio como una nueva frontera para su país. Casi 40 años más tarde, otro presidente, Bill Clinton, situaba esa frontera en otro espacio inmenso aunque mucho más pequeño. "Imagínense reducir toda la información ubicada en la Biblioteca del Congreso en un artefacto del tamaño de un terrón de azúcar", dijo Clinton. Nacía así la Iniciativa Nacional de Nanotecnología en Estados Unidos, un plan copiado pronto por el resto de países competidores, que pretendía estimular la ciencia y la economía a través de esta prometedora ciencia basada en la manipulación de la materia a escala atómica.

El futuro de lo que comemos, compramos, observamos, padecemos e investigamos pasa por la nanotecnología. Dos motores mueven esta ciencia.

El primero es el económico; más pequeño significa más barato.

El segundo motor es puramente científico y, como siempre, plantea otras inquietudes más filosóficas: la posibilidad de imitar a la naturaleza, es decir, colocar los átomos donde queramos a través de la química.

"Todas las creaciones humanas han partido siempre de lo grande a lo pequeño, de arriba abajo, mientras que la naturaleza resuelve sus problemas de abajo arriba. La nanotecnología permite invertir ese proceso y hacerlo como ocurre en la naturaleza", explica Héctor Guerrero, del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).

El desafío está en esa inversión de los procesos de fabricación. Las técnicas mecánicas que permiten la operación en la escala del nanómetro (1 milímetro es igual a 1 millón de nanómetros) son el microscopio de efecto túnel y el microscopio de fuerza atómica. Ambos permiten manipular moléculas individuales para formar nanoestructuras sobre las que se cimienta la construcción de nuevos materiales y nanoestructuras. "Es una nueva revolución, como pudo ser la revolución industrial, la microelectrónica o la genética y genómica", explica Guerrero.

El origen de esa revolución tiene fecha y lugar: 1959, Instituto Tecnológico de California. El científico neoyorquino Richard Phillips Feynman, muy dado a las frases ingeniosas -a él se atribuye esa de "la física es como el sexo: seguro que tiene una utilidad práctica, pero no es por eso que lo hacemos"- da una conferencia titulada Hay sitio de sobra al fondo. Feynman teoriza sobre la nanotecnología antes de que se inventara la palabra (¡tampoco existía la palabra chip!). Para ello recurre a una pregunta que ha pasado a la historia como el principio de esta nueva visión tecnológica: ¿Es posible escribir los 24 tomos de la edición de 1959 de la Enciclopedia Británica en la cabeza de un alfiler? "Sí", se respondía Feynman. Toda la Enciclopedia cabe en dicha cabeza si aumentamos su área 25.000 veces. O sea, que sólo tenemos que reducir el tamaño de la Enciclopedia 25.000 veces para poder meterla en la cabeza de un alfiler de un milímetro.

Los retos de la nanotecnología para los próximos años no caben ya en ese milímetro. Los más realistas y cercanos se centran en las tecnologías de la información y las comunicaciones, concretamente en la fabricación de dispositivos de almacenamiento masivo que lleven los terabytes a los discos duros domésticos. En un horizonte más lejano, los logros pasan por las nanomáquinas, capaces de realizar tareas mecánicas -como abrir compuertas o hacer girar ejes-, que por ahora sólo pueden hacerse con dispositivos mucho mayores. El siguiente paso lógico sería la construcción de nanorrobots, máquinas capaces de replicarse a sí mismas y de hacer reparaciones en otras máquinas o en el cuerpo humano sin dirección desde el exterior.

Lea el artículo completo en:

El País - Sociedad

Recordemos que el valor de un objeto es el tiempo que se emplea en su producción, para más detalles revisar este resumen de:

Antihumanismo, economicismo y antihistoricismo

¿La nanotecnología puede alterar los medios de producción? ¿La nanotecnología alterará la sociedad en que vivimos? Lo invitamos a leer este comprendio y a sacar, luego, sus propias conclusiones:

Modo de producción y formación social


Estos ensayos pertenencen al filósofo francés Louis Althusser (1918-1990)



Lea más sobre Althusser en este enlace:

La escuela: aparato ideológico del Estado, incluye un PDF

Finalmente les invito a conocer más de Fenynman, un científico fuera de serie, aquí, por ahora, una lista de sus principales obras:

Casa del Libro.com

Y una breve biografía de Fennyman:

Wikipedia


Finalmente un libro autobiográfico: ¿Me está usted tomando el pelo Sr. Fenynman?, pero en inglés...

"Surely You're Joking, Mr. Feynman!"

29 de mayo de 2007

Comportamiento del agua a escala nanométrica.
MÓNICA SALOMONE - Madrid - 30/05/2007 -



En las membranas celulares, en torno al ADN y en muchas proteínas hay pequeñísimas cantidades de agua, pero la forma en que estas moléculas se comportan en ese entorno tiene poco que ver con la imagen que todos tenemos del líquido elemento y sigue sin estar clara. Ahora, utilizando técnicas basadas en láser que pueden detectar cambios en moléculas en escalas de tiempo de femtosegundos -la milbillonésima parte de un segundo-, investigadores españoles profundizan en el agua a escalas nanométricas. Han descubierto, por ejemplo, que cuantas menos moléculas de H2O hay, peor se difunden en el medio en que se encuentran, como si el agua se volviera viscosa.

El trabajo, del grupo de Abderrazzak Douhal (Universidad de Castilla-La Mancha), se publica en The Journal of Physical Chemistry B. "Es interesante medir el comportamiento del agua a escala nanométrica, porque es como está en el organismo y en nanosistemas de interés para la nanotecnología", explica Douhal.

Lo que hicieron los investigadores fue meter el agua en nanopiscinas -micelas, estructuras esféricas de dimensiones nanométricas-, junto con una molécula espía elegida para revelar cambios en las moléculas de agua. La molécula espía es inducida por un láser a intercambiar protones con las moléculas de agua, y al hacerlo emite luz cuyo color y características dependen del número de moléculas del agua implicadas en el intercambio. "Al medir el movimiento de la molécula espía podemos conocer el cambio estructural y dinámico del agua en la nanopiscina", explica Douhal.

La clave del trabajo estuvo en introducir muy poco a poco el agua en las nanopiscinas. Pudieron observar así algo que puede parecer antiintuitivo: cuando hay tan pocas moléculas de agua, éstas se mueven muy mal, están rígidas, como "congeladas", explica Douhal. La razón es que están interactuando con las moléculas de la pared de la nanopiscina. Luego, "el agua empieza a comportarse de forma más líquida y finalmente se estabiliza", pero nunca alcanza el grado de fluidez que del agua a las escalas cotidianas.

Pero, además, los investigadores se han dado cuenta de que hallando la densidad del agua en este tipo de nanosistemas habrían llegado a la misma conclusión. La fórmula clásica, que divide masa por volumen, revela que la densidad del agua aumenta mucho al principio, cuando hay pocas moléculas, para después disminuir y por último estabilizarse. "Es llamativo, hemos recurrido a tecnología de vanguardia y resulta que una fórmula clásica, que no se había aplicado antes al agua a escala manométrica, nos da el mismo resultado", comenta Douhal.

Fuente:

Diario El País (España)

Journal of Physical Chemistry B

27 de abril de 2007

“En el futuro llegaremos a vivir 1.000 años”

William Sims Bainbridge
Sociólogo, experto en computación


Doctor en Sociología por la Universidad de Harvard, director de Computación centrada en el ser humano de la Fundación Nacional de Ciencias de EE UU y uno de los mayores expertos mundiales en la controversia ciencia versus religión, William S. Bainbridge cree que la aplicación de las tecnologías más avanzadas ayudará a la humanidad a vivir más y mejor.

El interés por el progreso humano siempre ha formado parte de la vida de William Sims Bainbridge. Su abuelo paterno, William R. Bainbridge, fue un famoso oncólogo especializado en cirugía reconstructiva en tiempos de guerra, de quien nuestro entrevistado heredó el microscopio y el interés por la investigación. Bainbridge además es editor de uno de los informes científicos más importantes del siglo XXI: Tecnologías convergentes para la mejora de las capacidades del ser humano. De todo eso hablamos con él.

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Tecnologías a medida: Bainbridge dirige parte de sus investigaciones a comprender el funcionamiento de la mente humana con el fin de crear máquinas –en la imagen, un nanorrobot– que nos ayuden a satisfacer nuestras necesidades.
- ¿Podría explicarnos qué es la "Convergencia NBIC"?

-NBIC es la combinación de la nanotecnología (N), la biotecnología (B), las tecnologías de la información (I) las nuevas tecnologías basadas en las ciencias cognitivas (C), y constituirá el corazón del desarrollo ecnológico de las próximas décadas. El impacto de la nano tecnología se debe en parte a la biotecnología y a la informática, pero permite a ambas un nuevo desarrollo de la investigación para comprender el funcionamiento de la mente humana, de nuestra capacidad para crear computadoras, robots y toda clase de máquinas inteligentes que cumplan con nuestras necesidades, en definitiva de tener más herramientas para alcanzar nuestras metas.

-¿Qué impacto tendrá la convergencia NBIC en la sociedad?

-Si no avanzamos en esta dirección, se producirá un estancamiento de la economía de las naciones desarrolladas, lo que podría conducir a una parálisis general. Si no progresamos tecnológicamente en la dirección NBIC, agotaremos nuestros recursos y no seremos capaces de combatir el calentamiento global y otros problemas medioambientales. Pero si combinamos el progreso científico con las ciencias cognitivas, no sólo aprenderemos a utilizar mejor los recursos materiales, sino también a tratar algunos de los problemas sociales que no se han resuelto en los últimos años.

-¿Qué debe hacer Europa para liderar la "carrera" NBIC?

-Europa está bien situada y lleva mucha ventaja en la integración de las ciencias sociales con la tecnología, porque en EE UU no son capaces de fundir los objetivos de la investigación de las ciencias del comportamiento ni de comprender al ser humano de una manera científica, debido a sus inhibiciones culturales e ideológicas, mientras que Europa, en su diversidad de perspectivas y culturas y su profunda historia intelectual, está mucho más preparada.

-¿Coincide usted con el biólogo inglés Aubrey de Grey en que en el futuro próximo el ser humano tendrá una vida muy longeva?

-Estoy de acuerdo en que tanto la cantidad de vida como su calidad aumentarán perceptiblemente en cierto plazo, pero no puedo aventurar cuándo ni qué desafíos tecnológicos tendremos que afrontar. Los demógrafos pronostican que se producirá un frenazo en el aumento de la longevidad sin un verdadero empuje de la tecnología. Pero el verdadero fin de la investigación es alcanzar una vida plena y productiva, no sólo una vida más larga.

-¿Podrá la tecnología vencer a la muerte?

-La tecnología puede proveernos de nuevas formas no sólo de alargar la vida, sino de darle mayor alcance. Podremos movernos hacia el exterior, en la galaxia, a través de las estrellas, pero las distancias y tiempos que eso requiere nos obligarán a desarrollarnos más allá de las limitaciones de nuestra existen cia y de nuestro conocimiento actual. Si usted me pregunta si se puede alargar la vida hasta el infinito, yo estoy convencido de que es posible alcanzar un cifra enorme, como 1.000 años, por ejemplo, pero no sabemos si eso llegará dentro de una década o de un siglo.

-¿Qué piensa del llamado mind uploading -la transferencia a software de toda la información contenida en la mente- como posible solución a la muerte?

-Gran parte de mi investigación se dedica a intentar comprender cómo podemos aprovechar el mind ploading. En los tiempos precientíficos, los filósofos distinguían entre el espíritu y la materia, y en cierto modo estaban en lo cierto, no en el aspecto sobrenatural del carácter humano, sino en el espíritu como fuente de la información, ya que los humanos somos patrones de información dinámicos; lo que ocurre es que esos patrones no han de estar obligatoriamente "encerrados" en un cuerpo. Mi investigación parte de las ciencias sociales y del comportamiento para buscar tecnologías prácticas que transfieran aspectos de la personalidad humana primero a un sistema de información y después a robots y otros sistemas que puedan percibir y actuar realmente dentro del mundo. Con la tecnología actual ya podemos conseguir una transferencia de la personalidad, digamos de baja fidelidad. La cuestión es cuándo podremos conseguirla en "alta".

-¿Cuándo podrá la tecnología vencer enfermedades como el sida, el cáncer y el Alzheimer?

-Cada una es un caso aparte. Mi abuelo, eminente oncólogo que en 1914 escribió un libro titulado El problema del cáncer, se quedaría asombrado si pudiera ver que la enfermedad aún no ha sido vencida. Yo creo que es una lucha difícil que puede llevarnos un siglo, pero soy optimista porque ahora empezamos a entender el cáncer. El Alzheimer es una enfermedad muy específica que requerirá un tratamiento específico; hoy ya existen algunos que ayudan, y espero que se encuentre una solución definitiva a corto plazo. El sida es un caso de infección viral crónica y por desgracia la humanidad aún no ha logrado controlar esas infecciones. Así que creo que el sida y el cáncer serán las más difíciles, mientras que el Alzheimer puede tener una curación en una década o dos.

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Jóvenes milenarios Bainbridge está convencido de que la aplicación de la tecnología servirá para alargar la vida diez siglos e incluso lograr la inmortalidad transfiriendo nuestra mente a una máquina.

-¿Cree que la posibilidad de cada uno de usar la tecnología para mejorar su capacidad cerebral debe ser considerada un derecho?

-Como científico social, no veo ninguna base lógica para que la sociedad pueda prohibir a sus miembros que hayan decidido voluntariamente mejorar sus vidas el derecho de hacerlo, lo cual debería ser reconocido por las leyes. Si debe cubrirlo o no el estado, esa es otra cuestión. En mi opinión, hay muchos problemas graves de salud, discapacidad, educación, pobreza..., como para considerar que mejorar la capacidad cerebral deba ser una prioridad. En todo caso, todo el mundo debería tener acceso a esa posibilidad. Creo que deberíamos mantenernos unidos como especie, compartiéndolo todo. Creo en el reparto de labores y en que no cabe otra dirección que el alargamiento de una vida en la que todos saldremos ganando.

-¿Pueden las tecnologías NBIC ayudar a la sociedad a protegerse de la amenaza terrorista?

-Están apareciendo herramientas como la detección química de explosivos que ayudarán a aplicar la ley. Pero el terrorismo no es una cuestión de unos cuantos malvados contra el mundo. Se trata de un conflicto social muy complejo y las soluciones a los problemas sociales deben ser también sociales.


Alejandro Sacristán y Giulio Prisco


Fuente:

Muy Interesante

23 de marzo de 2007

Un nuevo material permite la fotosíntesis artificial de forma económica

Saludos amigos. Esta noticia apareció en "Tendencias de la Ingeniería" el 7 de enero del 2007. Si bien la noticia es pasada es bueno publicarla pues no se le a dado la debida importancia pues sería posible reproducir la fotosíntesis natural de manera artificial... ¡y a bajo costo!

Está constituido por nanopartículas de dióxido de manganeso, fundamentales en la fotosíntesis Ingenieros de la Universidad japonesa de Kyoto han desarrollado un material construido a base de nanopartículas muy puras de dióxido de manganeso que podría utilizarse para reproducir la fotosíntesis natural de forma artificial y a muy bajo costo. Estas nanopartículas, que desempeñan un papel fundamental en el proceso de la fotosíntesis, se obtienen mediante una especial técnica de combustión. El reducido tamaño de estas partículas, de varios nanómetros, convierte al nuevo material en más reactivo y eficaz para imitar el fenómeno natural de la fotosíntesis. Teóricamente, podría reducir 300 veces más que las plantas el dióxido de carbono presente en la atmósfera. Por Vanessa Marsh.

Deakin University

Un grupo de ingenieros de la universidad de Kyoto, liderado por el profesor Hideki Koyanaka, ha desarrollado un material que podría ser utilizado para reproducir a muy bajo costo el proceso de la fotosíntesis de las plantas, de manera artificial.

El nuevo material, del que informa el diario japonés Nikkei, se ha conseguido utilizando una especial técnica de combustión que permite producir nanopartículas muy puras de dióxido de manganeso, que desempeñan un papel fundamental en el proceso de la fotosíntesis.

El reducido tamaño de estas partículas, de varios nanómetros, convierte al nuevo material en más reactivo y eficaz para imitar el fenómeno natural de la fotosíntesis, con la ventaja adicional de que el nuevo material podría reducir 300 veces más que las plantas el dióxido de carbono presente en la atmósfera.

La llamada fotosíntesis artificial es un campo de investigación que intenta reproducir la fotosíntesis natural de las plantas, por la que éstas convierten el dióxido de carbono y el agua en carbohidratos y oxígeno utilizando la luz solar. La fotosíntesis artificial, que hasta el momento se encontraba en un estadio inicial de desarrollo, podría verse potenciada por los resultados de la labor de los ingenieros japoneses.

Sistemas baratos

Gracias al nuevo material desarrollado en la Universidad de Kyoto, será posible la utilización de sistemas baratos y eficaces para sintetizar los azúcares y el etanol a partir de la luz y del dióxido de carbono, reduciendo en el proceso la cantidad de emisiones de dióxido de carbono lanzadas a la atmósfera.

Aplicando una innovadora técnica de combustión, estos ingenieros han conseguido producir partículas de dióxido de manganeso altamente puras y del tamaño de varios nanómetros. Estas partículas forman la base del innovador material.

El manganeso cuesta varios cientos de yenes (un yen equivale a 0.00653122 euros) por kilo, y jugaría un importante papel en el proceso artificial de imitación de la fotosíntesis. El pequeño tamaño de sus partículas hace que el nuevo material sea más reactivo y eficaz en el proceso de síntesis de azúcares o etanol.

Reducción del dióxido de carbono

Las plantas, durante el proceso de la fotosíntesis, consumen dióxido de carbono. Los ingenieros japoneses señalan que, en teoría, el nuevo material de manganeso puede reducir hasta 300 veces más que las plantas el dióxido de carbono presente en la atmósfera.

Aparte de su bajo coste, por tanto, tiene un valor ecológico. Ahora, los ingenieros se plantean su comercialización en dispositivos prácticos, de pequeño tamaño, que en principio serían utilizados para reducir las emisiones de dióxido de carbono en su misma fuente de producción, es decir, que se instalarían en los coches o fábricas.

Frenar el calentamiento

En general, y al igual que en la fotosíntesis natural (dividida en la fase de reacción dependiente de la luz y la segunda fase, de reacción independiente de la luz), la fotosíntesis artificial consta de dos fases.

En la primera de ellas, se separa el oxígeno del hidrógeno, y este último puede emplearse en máquinas que se alimenten de hidrógeno para producir energía gracias a las llamadas “tecnologías del hidrógeno”.

En la segunda fase, se imitaría la segunda fase de la fotosíntesis natural, en la que las plantas convierten el dióxido de carbono en glucosa (forma de almacenaje de energía para el desarrollo y crecimiento de las plantas), aplicando el mismo procedimiento a escala industrial, de manera que pueda contrarrestarse el calentamiento global.

De manera específica, esta segunda fase de la fotosíntesis artificial supondría la posibilidad de eliminar el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera.

Fuentes:

Tendencias de la Ingeniería

Diario Nikkei

Lea también:

Como lograr que las plantas sobrevivan en condiciones extremas

27 de febrero de 2007

Especial: LOS PLÁSTICOS (III)
El futuro de los polímeros sintéticos

La nanotecnología y el uso de materias primas vegetales, como el azúcar y el maíz, serán determinantes para el costo y las características de los plásticos del mañana

Por Tomás Unger

Para quienes han nacido a fines del siglo XX es difícil apreciar el cambio introducido por los plásticos en la vida cotidiana. En 1951 el cine inglés produjo una película profética, que se convirtió en un clásico: "El hombre del traje blanco" con Alec Guinness. Es la historia de un científico que crea una fibra sintética superior a las fibras textiles en uso. Con su nuevo material hace un traje blanco, virtualmente indestructible, que no se mancha ni arruga. El invento le vale la enemistad tanto de los empresarios como de los sindicatos porque, de ser aceptado, este causaría una revolución industrial.

La fibra maravillosa de Alec Guinness todavía no existe, pero las fibras sintéticas desarrolladas durante la segunda mitad del siglo XX han hecho realidad una revolución, y no solo en la industria textil. Quienes fueron al colegio en la primera mitad del siglo pasado recordarán algo que ya no se ve, pero que entonces era frecuente: la ropa zurcida y parchada. La relación entre el costo de la comida y el de la ropa era inversa a la de hoy. Antes de la aparición de las fibras sintéticas y los adelantos que las acompañaron en la industria textil, una familia podía comer en un buen restaurante por el precio de una casaca impermeable, que hoy se puede comprar por lo que cuesta un buen cebiche.

En las dos últimas semanas hemos descrito en esta página algunos de los polímeros sintéticos, presentes en todas nuestras actividades, y que han cambiado nuestras vidas. Hoy describiré algunos más que están entre los más importantes, y los que se presentan en el horizonte, que prometen revolucionar nuevamente algunas industrias. Entre los plásticos de mayor uso que nos faltaba mencionar están los siguientes:

PTFE son las iniciales del politetrafluoruro de etileno, conocido como teflón. Este polímero, patentado en 1941, como sucedió con tantos otros, fue descubierto por casualidad por el químico Roy Plunkett en 1938 cuando trabajaba para los laboratorios de Du Pont, que registró el nombre en 1944. Una de las primeras aplicaciones de este material, resistente al calor y con bajísimo coeficiente de fricción, fue en la fabricación de la primera bomba atómica. En la planta de enriquecimiento de uranio, donde se manejaba el fluoruro de uranio altamente reactivo, se usó PTFE para revestir las tuberías y válvulas.

Al acabar la guerra, Du Pont comenzó a producir teflón en cantidades industriales y en 1954 el ingeniero francés Marc Gregoire, aprovechando su alta resistencia térmica y baja fricción, lo empleó por primera vez en una sartén. Hoy teflón se ha vuelto un nombre genérico, empleado para las numerosas variantes del PTFE en diversos usos. La variedad de aplicaciones va desde el revestimiento de balas para reducir el desgaste del barril de las armas hasta circuitos impresos, pasando por chumaceras, engranajes, empalmes para remolques y hasta lubricantes de teflón (con disulfuro de molibdeno).

El poliuretano es uno de los polímeros sintéticos de más amplio y variado uso. Sus aplicaciones más conocidas son en las espumas, usadas en envases, muebles y hasta alas de aviones. La espuma de poliuretano, ya sea flexible o rígida, se usa para paneles acústicos y como aislante térmico en refrigeradoras. Las fibras a base de poliuretano incluyen la lycra, usada en textiles y órganos artificiales. La fibra expandex también es en su mayor parte poliuretano, como lo son los condones, las bases de alfombras y diversas empaquetaduras.

Otro uso muy importante del poliuretano es en pinturas y pegamentos. Combinado con ciertos aditivos, el poliuretano es resistente al fuego y es usado en construcción. Los barnices de poliuretano se usan como revestimiento para pisos de madera, siendo un componente importante de diversos materiales de acabado que incluyen una gran variedad de esmaltes transparentes.

Kevlar es el nombre una fibra sintética, hecha a partir de aramid, una poliamida desarrollada originalmente por Monsanto en los años 60. El kevlar fue creado por Du Pont en 1970 para cuerdas de neumáticos, en los que nunca se usó. Su primer empleo fue para chalecos antibalas. La principal característica del kevlar es su resistencia, cinco veces mayor a la del acero a igualdad de peso. El kevlar es usado en los llamados compuestos que incluyen fibra de carbono. Las características estructurales de este material lo hacen apropiado para usos que van desde el blindaje hasta las carcasas de automóviles de competencia.

DEL PETRÓLEO AL MAÍZ
A pesar de haber usado tres páginas no hemos mencionado todos los polímeros sintéticos que se fabrican hoy ni hemos cubierto la enorme variedad de usos que tienen los llamados plásticos. Combinando diversos plásticos se obtiene materiales de características especiales y las posibilidades de combinarlos son interminables. Hoy, a pesar de su versatilidad, la industria de los plásticos se encuentra ante una situación difícil. Esto se debe a que su principal materia prima es el petróleo.

La fabricación de plásticos es un uso más eficiente del petróleo que quemarlo en un motor; sin embargo, su empleo como combustible determina el precio. Con el petróleo a más de 50 dólares el barril, la mayoría de los plásticos sube de precio y algunos están condenados a dejar de ser envases descartables, a menos que una materia prima alterna reemplace al petróleo, lo que ya se está dando.

Por ser polímeros con largas cadenas de carbono e hidrógeno, los plásticos también pueden producirse con carbohidratos. A diferencia del petróleo, hidrocarburo fósil no reemplazable, los carbohidratos están en las plantas, siendo el maíz y el azúcar dos materias primas que pueden reemplazar al petróleo en la fabricación de plásticos. Las hojas y tallos de las plantas contienen hidrocarburos que eventualmente podrán ser empleados para producir plásticos. Mientras tanto, ha surgido otra tecnología que abre un nuevo panorama a los polímeros sintéticos.

LA NANOTECNOLOGIA
El nombre nano (del latín enano) se aplica a la manipulación de materiales que miden menos de una micra y se miden en nanómetros. Una micra es la millonésima de un metro (una milésima de milímetro). Un nanómetro es la milésima de una micra. Para referencia, un pelo humano tiene 80.000 nanómetros de diámetro. Uno de los logros más importantes de la nanotecnología ha sido la construcción de moléculas que no existen en la naturaleza, entre ellas estructuras de carbono con extraordinarias características físicas.

Una de estas moléculas es el nanotubo, descrito por primera vez en 1952 por dos científicos rusos cuyo trabajo no fue divulgado por la Guerra Fría. En 1976 los físicos Endo, Koyama y Oberlin crearon nanotubos de carbono. En 1987 EE.UU. concedió una patente a H.G. Tennent para "fibras de carbono entre 3,5 y 70 nanómetros de diámetro y una longitud 100 veces mayor".

El nanotubo es una hoja de carbono de un átomo de espesor enrollada para formar un tubo cuyo diámetro es 50.000 veces menor al de un pelo. La estructura atómica es hexagonal, como en el grafito, enrollada en un tubo 10.000 veces más largo que ancho. Las características del nanotubo de carbono son asombrosas. Su resistencia a la atracción es 22 veces mayor que la del acero, su conductividad térmica es dos veces la del diamante y 1.000 veces la del cobre.

Los usos potenciales del nanotubo de carbono van desde pegamentos secos hasta transmisores, componentes electrónicos, estructurales, etc. Por el momento el problema es el precio, más de 1.000 dólares por kilo, pero se espera que nuevas técnicas de fabricación podrán abaratarlo. Todo parece indicar que estamos ante una revolución similar a la que produjeron los plásticos en el siglo XX.

Fuente:

Vida & Futuro (El Comercio)

¿Qué son los polímeros?

Wikipedia: Polímeros

Los primeros polímeros sintéticos

Polímeros sintéticos y naturales
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