La nanotecnología es una de las ramas de la innovación que más dará que hablar en los próximos años. Sin embargo, el común de los mortales en realidad está incapacitado para asimilar qué significa realmente abordar la nanotecnología en términos de tamaño.

Los tamaños de la nanotecnología son tan diminutos que escapan a nuestra imaginación. Pero podemos intentarlo si, en nuestro viaje a las dimensiones nanométricas, procedemos paso a paso.

Lo primero que debemos hacer es visualizar la división más pequeña de la mayoría de reglas escolares. Eso es un milímetro. Ahora debemos dividir el milímetro en mil partes. Cada una de estas 1.000 partes es un micrómetro o micra. Para hacernos una idea, un cabello humano suele tener unas 50 micras de grosor.

Hasta aquí somos capaces de ver las cosas, pero todavía no hemos llegado a la dimensión nanotecnológica. Ahora debemos dividir el micrómetro en 1.000 partes más. Es decir, sería como dividir el grosor de un cabello humano en 50.000 partes. Una de estas partes es, por fin, un nanómetro. La unidad de medida de los materiales que se pueden fabricar y manipular con la nanotecnología.

¿A qué velocidad me crece la barba?

El nanómetro es una unidad tan diminuta que no es visible a simple vista, y tampoco la podemos imaginar claramente. Por eso podemos emplear muchas analogías para aproximarnos un poco más a ella. Por ejemplo, que la proporción entre un manómetro y un metro es, más o menos, la misma que entre una castaña y el planeta Tierra.

Pero una imagen mucho más gráfica, propuesta por Josep Maria Mainat en su libro Ciencia optimista, creo que es la más elocuente que he leído hasta el momento:

El pelo de la barba de un hombre crece alrededor de medio milímetro al día. Eso son medio millón de manómetros. Dado que un día tiene 86.400 segundos, no cuesta mucho calcular que el pelo facial masculino crece unos 5 o 6 nanómetros por segundo.

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La nanotecnología aborda dimensiones que se encuentran entre los 100 manómetros y 1 nanómetro. Esto es verdaderamente pequeño, casi atómico, pues un ángstrom es la décima parte de un nanómetro, y un ánstrom es el diámetro de un átomo de hidrógeno.

A día de hoy, sin embargo, incluso podemos manipular átomos individuales. El profesor de química T. Ross Kelly ha construido un nanomotor impulsado químicamente con 78 átomos. Ben Feringa, de la Universidad de Groningen, ha creado otro motor de 58 átomos, que además se impulsa con energía solar.

Podemos llegar a manipular cosas tan pequeñas gracias a los microscopios de efecto túnel (Scanning Tunneling Microscope), que tienen una precisión miles de veces superior a los microscopios ópticos. El siglo XXI será también el siglo de la nanotecnología, y las aplicaciones que esta nueva tecnología tendrá en todos los campos, incluida la medicina, todavía es incierta, pero excitante.

Imágenes | Pixabay

Un nuevo tipo de píldora podría ser la solución para el estreñimiento. No se trata de un laxante ni de nada parecido. La idea, estimular físicamente el intestino desde el interior para conseguir su activación.

La píldora no contiene medicamento alguno, pero dispone de un motor eléctrico que hacer vibrar a la cápsula. Una vez tragada la píldora, ésta empieza a vibrar pasadas entre seis u ocho horas. En ese intervalo de tiempo la píldora ha llegado a nuestro intestino y la vibración producida estimula la pared intestinal facilitando la deposición.

Durante las pruebas médicass realizadas en humanos, los pacientes reportaron que el número de deposiciones se había duplicado y que además el acto se había convertido en más fácil y menos dolorosos. Además ninguno de los sujetos manifestó haber sufrido efectos secundarios adversos.

El estreñimiento es una de las dolencias más comunes de salud digestiva. Como dato, el 15% de los habitantes de los EE.UU. están afectados. La mala alimentación, falta de ejercicio físico, algunos medicamentos y una deficiente hidratación son las cusas más comunes.

Vía | CBS news

Un equipo de investigadores de neurociencia de la Universidad de Newcastle, ha desarrollado las gafas 3D más pequeñas del mundo. El objetivo, tratar de entender la visión 3D en la mantis religiosa, al parecer el único invertebrado conocido con esta capacidad. El experimento piensa analizar como la visión 3D ha evolucionado a lo largo de los años y cómo conseguir la percepción de profundidad 3D en robótica y computación.

Las mantis religiosas son famosas por su capacidad de capturar a sus presas con una eficiencia impresionante. Mediante el estudio de las características naturales de la mantis, los investigadores esperan crear algoritmos de manera simple para la visión y programación 3D en robots.

Los investigadores desarrollaron un par de gafas 3D, las más pequeñas del mundo, ajustadas a los ojos de la mantis usando cera de abejas. Luego generaron las imágenes por ordenador. Al igual que los seres humanos que miran una película en 3D, las mantis también pueden ser engañadas calculando la profundidad. El objetivo final es estudiar la evolución de la visión 3D en el mundo natural y cómo se puede aplicar a la robótica moderna.

Via | Universidad de Newcastle

Un grupo de ingenieros médicos han creado un dispositivo de pequeño tamaño que puede controlar a los pacientes mediante el seguimiento de su actividad muscular antes de la administración de sus medicamentos.

Los métodos de seguimiento de los llamados trastornos del movimiento, tales como la epilepsia o la enfermedad de Parkinson, incluían grabaciones por vídeo o dispositivos portátiles, pero éstos tienden a ser voluminosos e inflexibles.

El nuevo aparato, que se lleva adherido en la piel, se ve como una tirita pero se sirve de la nanotecnología para monitorizar al paciente.

Los científicos siempre han estado esperando para crear un dispositivo discreto, capaz de capturar y almacenar toda la información médica, así como los medicamentos que se deben administrar en base a los datos.

Esto ha sido difícil debido a la gran cantidad de electrónica dentro del poco espacio de almacenamiento requerido, alto consumo de potencia y la falta de un mecanismo bueno para la administración del fármaco a través de la piel.

Pero, aunque el invento ayude a rastrear la progresión de la enfermedad y permita un tratamiento más apropiado, hasta ahora los componentes electrónicos utilizados en los aparatos son demasiado frágiles y no son muy adecuados para llevarlos adheridos en la piel.

Aún así, el equipo de Corea del sur y Estados Unidos, afirman haber encontrado la solución con ciertos nanomateriales, creando un dispositivo flexible y elástico que se asemeja a un esparadrapo, aproximadamente un milímetro de espesor. Esperemos que este prototipo cumpla con todos los requisitos y se comercialice pronto.

Vía | Nature Nano

Un grupo de investigadores ha construido las pinzas más pequeñas del mundo, capaz de recoger un virus, e incluso una molécula.

El dispositivo podría ser una bendición para todos aquellos científicos que quieren manipular muestras biológicas o construir pequeñas estructuras de nanocristales, según afirma el físico Mathieu Juan de la Universidad Macquarie, en Sydney.

Que yo sepa, estas son las pinzas más pequeñas jamás construidas. Gracias a ellas, muchas personas podrán manipular, escanear y mover cosas muy pequeñas, como por ejemplo los virus

Dice Juan.

A diferencia de las pinzas convencionales, el nuevo dispositivo utiliza un haz altamente concentrado de luz para agarrar y manipular objetos.

Juan y su grupo de trabajo, dirigido por el profesor Romain Quidant, del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, describe esta tecnología en la revista Nature Nanotechnology.

Los investigadores centraron su trabajo en un haz de luz láser a través de una fibra óptica recubierta de metal. En la punta de la fibra crearon una abertura en forma de pajarita, compuesta por dos triángulos superpuestos.

Es la forma de esta abertura la que permite que el haz de luz se controle con una precisión exquisita

Comenta Juan.

El dispositivo se basa en un mecanismo conocido como "self-induced back action". En esencia, significa que las pinzas ópticas están diseñadas para autoadaptarse a la forma del objeto que están recogiendo.

En otras palabras, el espécimen atrapado desempeña un papel activo en el mecanismo de captura

Escriben los autores.

Cuando los dos triángulos en forma de pajarita se encuentran se genera una fuerza muy suave, que no da lugar a ningún tipo de variación que pudiera dañar la molécula.

Los investigadores informan que utilizan el dispositivo para recoger y mover alrededor de una esfera plástica de sólo 50 nanómetros de ancho, una milésima del ancho de un cabello humano. Durante varios minutos, fueron capaces de mover la esfera atrapada a gran distancia.

Los científicos han estado buscando maneras de manipular objetos cada vez más pequeños, sobre todo en el campo de la Biología, donde las estructuras frágiles son fácilmente destruidas por el calor o presión física.

El nuevo dispositivo, dicen los autores, se compromete a responder a sus necesidades.

Se prevé este enfoque no invasivo para abrir nuevos horizontes en las nanociencias, ofreciendo un nivel de control sin precedentes de objetos de tamaño nanométrico, incluyendo muestras biológicas sensibles al calor

Concluyen.

Vía | ABC

Con la Nanotecnología, cada día existen nuevas y prometedoras aplicaciones. Imaginad un campo lleno de pirámides, pero muy pequeñas. Tanto que cada una de las pirámides podría esconder una célula viva.

Esta es la tecnología que investigadores holandeses presentaron en la revista Small.

Una de las aplicaciones posibles de estas micro-pirámides es la investigación de células: gracias a las paredes abiertas de las pirámides, éstas pueden interactuar entre ellas.

La mayoría de los estudios de células son en 2-D: una situación nada natural, ya que las células se organizan de forma diferente. Si en un estudio le damos a las células espacio en tres dimensiones para moverse, éste está más cerca de lo que encontramos en la naturaleza. Esto es posible con las pirámides fabricadas en el Instituto de Nanotecnología NanoLab MESA+ de la Universidad de Twente.

Si unimos un número de superficies planas de silicio, es posible depositar otro material sobre ellos formando un conjunto de micro-tetraedros. Los nanocientíficos han explorado las posibilidades de aplicación de las pirámides como “jaulas” para las células.

Los primeros experimentos con bolas de poliestireno salieron bien. Los posteriores implicaban la captura de condrocitos, las células que forman el cartílago. Movidas por el flujo capilar, estas células caen automáticamente en la pirámide a través de un agujero en la parte inferior. Poco después de entrar en la jaula 3-D, las células comienzan a interactuar con otras de pirámides adyacentes.

Los cambios en el fenotipo de la célula pueden ser estudiados de esta forma mejor que la usual en 2-D. Por tanto, es una herramienta prometedora para ser utilizada en la investigación de regeneración de tejidos.

Los científicos esperan desarrollar extensiones para esta tecnología: los bordes de la pirámide, por ejemplo, se pueden hacer huecos y que funcionen como canales de fluido. Entre las pirámides es posible también crear canales, que podrían ser utilizados para alimentar a las células.

Vía | ScienceDaily

No os molestéis porque últimamente hablemos mucho de coches (sabemos que no es motorpasión, ellos son especialistas), pero dicen que en tiempos de crisis este tipo de tecnologías avanzan a pasos de gigante, con todo lo que eso supone para la Ciencia. Mirad, por ejemplo, lo que un grupo de holandeses han creado.

Un nanocoche conformado por un puñado de átomos y cuatro extensiones a modo de ruedas, que puede avanzar unas milmillonésimas de metro cada vez que recibe un tren de pulsos eléctricos.

A día de hoy no tiene muchas aplicaciones pero constituye una prueba irrefutable de todo lo que puede llegar hacer la nanotecnología actualmente.

Un grupo de científicos holandeses de la University of Twente, han querido manejar las herramientas de la nanotecnología para crear un pequeño coche a partir de átomos, capaz de desplazarse por una improvisada carretera de metal gracias a breves impulsos eléctricos.

El coche en cuestión es una molécula, diseñada a medida con cuatro prolongaciones que hacen las veces de neumáticos. Solo puede funcionar a temperaturas extremadamente bajas, muy cerca del cero absoluto.

La energía necesaria para que el coche se desplace es aportada por un microscopio de efecto túnel, un dispositivo que a través de una punta muy fina de metal genera una corriente de polarización que mueve electrones de un lado a otro mediante el efecto túnel.

Cuando reciben esta corriente, las zonas de la molécula que actúan como ruedas se deforman y la impulsan hacia adelante.

Para avanzar necesita recibir un tren de impulsos electricos, y durante los experimentos se demostró que puede desplazarse hasta seis milmillonésimas de un metro cada vez que recibe 10 impulsos eléctricos.

Tibor Kudernac, responsable de la investigación, consciente de que su trabajo es poco más que una curiosidad, dijo lo siguiente:

Basta con mirar a nuestro alrededor para ver que en todos los sistemas biológicos existen un gran número de máquinas moleculares o de motores formados a partir de proteínas que realizan funciones muy específicas. Por ejemplo, la contracción de nuestros músculos existe gracias a motores basados en proteínas. Este vehículo eléctrico es solamente la demostración simple de que podemos lograr hacer algo similar y, por tanto, constituye un ejemplo capaz de motivar a otros científicos a realizar una aplicación práctica

Es difícil imaginar cuál podría ser la aplicación concreta de este principio que logre convertir en millonario a algún inventor, pero estamos seguros de que dentro de no mucho tiempo veremos en las tiendas dispositivos que funcionan gracias al trabajo del equipo dirigido por Kudernac.

Vía | ABC

El verano lleva aparejado, generalmente, los viajes a lugares remotos. Y los que arrastramos toda clase de cachivaches (portátil, smartphone y demás) nos damos cuenta, más que nunca, que la mayor parte del peso es por culpa de las baterías.

Pero eso podría pasar a la historia muy pronto si hacemos caso a la promesa de un grupo de investigadores de la Universidad de Rice (Texas): las baterías del futuro tendrán un tamaño del orden de los 150 nanómetros (medida equivalente a la mil millonésima parte de un metro).

Por el momento, los investigadores ya han logrado almacenar energía en una base de iones de litio en un nanohilo. Una vez realizado el ensamblado, la batería mide 150 nanómetros, 60.000 veces más pequeña que una tradicional batería AAA y más pequeña que una bacteria. En su informe aseguran que la batería final tiene el diámetro de un cabello.

Una de las principales aplicaciones que tendrán las baterías de este tamaño se dará en la medicina, pero este reto todavía no está cerca porque la batería sólo admite 20 recargas, lo que dificulta la implantación de elementos microscópicos en el cuerpo humano.

Vía | El País

Por todos es conocido que la madre naturaleza es muy sabia.

Si nos fijamos en la forma que tiene de elaborar materiales, podemos observar que al mezclar componentes orgánicos con inorgánicos a escala nanométrica obtenemos compuestos con mejores propiedades.

Uno de los muchos ejemplos es la concha de Abulón (Haliotis), cuya masa está compuesta por carbonato de calcio en un 98% y por proteínas en un 2%.

Este material es 3000 veces más duro que si sólo estuviera formado por el componente inorgánico, en este caso el carbonato cálcico.

La clave de esta maravillosa dureza se encuentra en que se construye a escala nanométrica.

Por una parte, se puede imitar a la naturaleza en la composición y mezcla de estos diferentes tipos de materiales para conseguir fabricar cerámicas más duras.

O también podemos hacer algo aún más sofisticado; nos podemos inspirar en cómo la naturaleza consigue este material tan fabuloso, en condiciones normales, a temperatura ambiente, sin utilizar químicos tóxicos y sin emitir materiales contaminantes al medio ambiente.

Pero claro, para construir este fascinante compuesto la naturaleza utiliza seres vivos, éstos conocen perfectamente las instrucciones para su fabricación gracias a su código genético.

De esta manera, cuando el abulón se reproduce, transmiten a la siguiente generación las instrucciones para hacer un material tan extraordinario.

Esta es la dirección en la que se está moviendo parte de la investigación actual en el mundo de la nanociencia y nanotecnología.

Varios científicos están estudiando si pueden conseguir que seres sencillos como virus o bacterias no infecciosos construyan estructuras útiles para nosotros.

Se trata de "domesticarlos" para que, utilizando su material genético, construyan nanohilos, baterías o células solares.

A día de hoy, se ha conseguido que virus no patógenos puedan usarse como moldes para la síntesis dirigida de nanohilos magnéticos y semiconductores.

Mediante la modificación genética de virus se consigue que ciertos péptidos aparezcan en la superficie del virus. Estos péptidos adsorben de medio líquido los elementos de interés y se forman monocristales (ZnS, CdS, CoPt, FePt...) en esa misma superficie.

Un calentamiento posterior elimina los virus pero induce la formación de los nanohilos.

Es muy improbable que estas aplicaciones que requieren dicha "domesticación" sean comerciales en un futuro cercano, sin embargo, este tipo de investigación nos ayuda no sólo a entender cómo la naturaleza fabrica los materiales sino también a intentar aprovechar los beneficios de esta forma de producción.

Vía | Nanotec

¿Os lo podéis imaginar? ¿Ir al médico y en vez del típico “Abra la boca y diga A“ que nos diga “Abra la boca y écheme el aliento“?

Pues según un experimento llevado a cabo por el equipo del profesor Hossam Haick del Departamento de Ingeniería Química del Technion (Instituto Israelí de Tecnología), se ha comprobado que un dispositivo, llamado Nariz Artificial Nano-tecnológica, puede identificar señales químicas en el aliento de pacientes enfermos de cáncer y otras enfermedades.

Más de 80 voluntarios participaron en el estudio. De ellos, 22 tenían varios tipos de cáncer de cabeza y cuello (de los más difíciles de detectar), 24 padecían de cáncer de pulmón, y 36 estaban sanos.

La Nariz Artificial Nanotecnología (™ NA-NOSE) es un sistema basado en nanomateriales artificiales olfativos, desarrollado por el Prof. Haick y su equipo, para la detección de compuestos orgánicos volátiles en la fase gaseosa.

Ha sido desarrollado para la prueba o test de aliento de diagnóstico, pero también se puede adaptar a otras aplicaciones en la medicina, la seguridad nacional, la vigilancia del medio ambiente, etc.

NA-NOSE realiza la detección de olores utilizando gran variedad de sensores en conjunto con los métodos de reconocimiento de patrones. Esto está en contraste con la “cerradura y llave“, donde se ha diseñado un sensor altamente selectivo para responder a un determinado analito.

El éxito en estos esfuerzos servirán de base para iniciativas en el diagnóstico de otros problemas de salud o estados de las distintas enfermedades, actualmente explorada por las capacidades de detección.

La investigación en curso se ocupa de problemas importantes, en diversas escalas, en el control de las propiedades de los nanomateriales basados ​​en sensores para el diagnóstico de varias enfermedades.

Vía | LNBD