Nuevas tecnologias capaces de moverse en el agua

existe un nuevo modelo matemático de movimiento que va a poder ayudar a desarrollar aparatos nanometricos capaces de moverse por líquidos. Esto sería un gran paso para aquellos científicos actualmente investigando nuevas formas de transportar por el cuerpo tratamientos contra el cáncer, directamente hacia el tumor, o de transportar aparatos capaces de deshacer un coagulo directamente al lugar del coagulo en cuestión.

Para lograr un avance tan importante para la medicina los cientificos deben solucionar principalmente el problema de cómo lograr que los nano aparatos necesarios para transportar estas cosas tengan capacidad para moverse a través de liquidos.

A diferencia de los objetos de tamaño normal, la viscosidad tiene más impacto sobre los movimientos de un nano objeto en un líquido que la inercia.

Para poder desplazarse por un líquido, un nano objeto necesita lograr un movimiento no recíproco, algo muy difícil de reproducir a nano escala ese es el principal problema que se quiere vencer pero ya despues de esto todo sera mas facil y lograra un gran avance principalmente en el area de la medicina

Computadoras, no mas silicio!

Los avances en el campo de la nanotecnología harán que las computadoras dejen de utilizar el silicio como sistema para integrar transistores que la componen y empiecen a manejarse con lo que se llama mecánica cuántica, lo que hará que utilicen transistores a escala atómica. Aproximadamente para el año 2012, el tamaño de los transistores o chips llegará a límites de integración con la tecnología actual, y ya no se podrán empaquetar más transistores en un área de silicio, entonces se entrará al nivel atómico o lo que se conoce como mecánica cuántica.
Asi que ya nos quedan pocos con esta generacion de computadoras a base de silicio para comenzar a utilizar la mecanica cuantica en la produccion de nuevas computadoras.

Antiespumantes en la industria

Los antiespumantes son productos químicos que evitan que se forme espuma con el movimiento del solvente; aunque nos cueste creerlo, el uso de lociones o cremas suelen provocar espuma en el mismo y a su vez lo contaminan. Las espumas sólo son estables en sistemas que contienen substancias que actúan como agentes tensoactivos; un ejemplo son los humectantes; las mismas se forman cuando el agua interactúa o reacciona con compuestos de los químicos, durante este proceso las burbujas pequeñas se combinan para formar otras más grandes que ascienden hacia la superficie rápidamente.

Los antiespumantes deben tener una tensión superficial inferior al del agente tensoactivo para que produzca el efecto opuesto y provocar así el adelgazamiento rápido de la espuma. Estos productos pueden tener una tensión superficial baja como la silicona y los aceites minerales; para mejorar su capacidad pueden combinarse con jabones metálicos los cuales poseen, a su vez, tensión superficial baja.

El mercado nos ofrece varios tipos de antiespumantes, cada uno de ellos depende de la naturaleza del sistema; están aquellos constituidos a base de disolvente y agua, éstos están combinados con flúor lo que provoca una disminución aún mayor de la tensión superficial. Tenemos también los de tipo tradicional a base de aceites minerales y siliconas; éstos son muy fuertes y, en ocasiones, encontrar la dosis correcta puede ser complicado, para eso se recomienda realizar pruebas mediante agitación para encontrar la medida justa. Los antiespumantes convencionales se utilizan mediante dilución de agua, se recomienda agitar el contenido previamente y luego diluirlo con tres a diez partes de agua; esta emulsión controla la espuma aniónica y catiónica y puede utilizarse en una amplia gama de rangos de pH.

Emulsiones en alimentos

Las emulsiones juegan un papel muy importante en la formulación de los alimentos, estas son tradicionalmente preparadas usando mezclas coloidales. La mayoría de las emulsiones que se encuentran en los alimentos están compuestas por aceite y agua, pero pueden contener otros compuestos que no necesariamente se encuentran emulsionados. Según las concentraciones del aceite y del agua, las emulsiones sencillas son de aceite en agua (mayonesas, leche, aderezos y cremas), o de agua en aceite (margarina).

Muchos alimentos son emulsiones de dos fases, una acuosa y otra grasa. Una idea de su pequeñez la da el que en un gramo de margarina haya más de 10.000 millones de gotitas de agua dispersas en una fase continua de grasa. Las emulsiones son en principio inestables, y con el tiempo las gotitas de la fase dispersa tienden a reagruparse, separándose de la otra fase. Es lo que sucede por ejemplo cuando se deja en reposo una mezcla previamente agitada de aceite y agua. Para que este fenómeno de separación no tenga lugar, y la emulsión se mantenga estable durante un período muy largo de tiempo se utilizan una serie de substancias conocidas como emulsionantes, que se sitúan en la capa límite entre las gotitas y la fase homogénea. Las propiedades de cada agente emulsionante son diferentes, y en general las mezclas se comportan mejor que los componentes individuales. Como ejemplo de emulsiones alimentarias puede citarse la leche, que es una emulsión natural de grasa en agua, la mantequilla, la margarina, la mayoría de las salsas y las masas empleadas en repostería, entre otras.

Resinas de intercambio Ionico

Tipos de resinas de intercambio iónico

Las resinas de intercambio iónico pueden ser de los siguientes tipos:

1) Resinas catiónicas de ácido fuerte

a) Resinas catiónicas de sodio: eliminan la dureza del agua por intercambio de sodio por el calcio y el magnesio.

b) Resinas catiónicas de hidrógeno: pueden eliminar todos los cationes (calcio, magnesio, sodio, potasio,etc) por intercambio con hidrógeno.

2) Resinas catiónicas de ácidos débiles: eliminan los cationes que están asociados con bicarbonatos

3) Resinas aniónicas de bases fuertes: eliminan todos los aniones. Su uso se ha generalizado para eliminar aniones débiles en bajas concentraciones, tales como: carbonatos y silicatos.

4) Resinas aniónicas de base débil: eliminan con gran eficiencia los aniones de los ácidos fuertes, tales como sulfatos, nitratos y cloruros.

Aplicaciones.

1) Tratamiento de aguas

a) Eliminación de la dureza del agua.

i) Eliminación de calcio y magnesio evitando así depósitos e incrustaciones.

ii) Eliminación de hierro y manganeso, cuya presencia puede manchar tejidos, formar depósitos en tuberías e inducir su corrosión.

b) Alcalinidad del agua

i) Eliminación de aniones bicarbonato, carbonato e hidróxidos.

c) Eliminación de materia orgánica

i) Eliminación de ácidos orgánicos (p.e. ácidos húmicos o taninos) precursores de trihalometanos al clorar el agua.

d) Eliminación de nitratos

i) Eliminación de aniones nitrato NO₃^-, mediante resinas en forma de cloruro.

e) Eliminación del ión amonio

i) Eliminación de NH₄⁺ por medio de resinas catiónicas.

b) Desionización del agua

i) Reducción de los cationes (Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺, etc) y aniones (Cl^-, SO₄^2-, etc) presentes en el agua a niveles muy bajos. Muy importante para laboratorios, industrias farmacéuticas, cosméticos, microelectrónica, etc. Se realiza mediante una resina catiónica y dos resinas aniónicas, una básica débil que adsorberá los ácidos fuertes y otra básica para intercambiar los aniones.

2) Industria nuclear

a) Tratamiento de efluentes contaminados con elementos radiactivos, purificación del agua de refrigeración del núcleo, etc.

3) Industria alimentaria

a) Purificación del agua (p.e. industria de la cerveza), desmineralizar líquidos azucarados y jarabes, controlar la acidez, el olor, el sabor y contenido en sal del alimento.

4) Industria farmacéutica

a) Recuperación y purificación de productos (antibióticos, vitaminas, enzimas, proteínas, etc).

5) Hidrometalurgia

a) Tratamiento de efluentes procedentes de la industria de refinado de metales. Recuperación y concentración de metales valiosos (Oro, Platino, Plata, Cobre, Uranio, Cromo, etc.)

Sintesis de materiales luminiscentes

Una de las orientaciones de desarrollo de nuevos materiales se encarga de los compuestos químicos con propiedades luminiscentes. El tipo de grano, la morfología, la aglomeración y la estabilización de la superficie impactan en la eficiencia de los compuestos, sin embargo la síntesis convencional de polvos lumínicos involucran altas temperaturas y reacciones en estado sólido, lo cual favorece a la aglomeración de los granos, teniendo tamaños mayores a 20 micras.

Es por eso que se necesitan usar nuevos métodos para producir polvos de menor tamaño, el cual pueda aumentar las propiedades y mejor control de los parámetros estructurales. Entre estas técnicas, esta la química coloidal, teniendo la gran ventaja de que no aglomera las partículas, dejando libre a procesos de estabilización de la superficie y la habilidad de crear capas delgadas con procesos sol-gel.

Un buen ejemplo son las nanopartículas core-shell de CdSe y ZnS, dopadas con Mn, cuyos valores de luminiscencia son altos y su tamaño es adecuado. Pocos compuestos se han desarrollado en esta área, pero dichas nanopartículas, así como los ortovanadatos de itrio (YVO4) que son buenos precursores para dichas investigaciones también.

Nanosistemas coloidales

A principios del siglo XXI, empezó a existir un enorme interés en el campo de las nanociencias y las nanotecnologías, debido a que las propiedades de la materia que se encuentran intermedias entre la escala molecular y partículas visibles poseen características muy particulares. Dado a esto, en la última década se ha desarrollado el campo de la síntesis de nanopartículas.

Una de los mayores retos que brindaran grandes resultados en la nanotecnología es el control, síntesis y caracterización de materiales nanoestructurados, obteniendo un potencial de fabricación de materiales a bajo costo y gran escala. Para ello, se necesitan utilizar estructuras coloidales, que son buenos para retener partículas de pequeño tamaño, logrando evitar la aglomeración de ellos.

Para que una partícula coloidal sea considerada a escala nanométrico, debe ser unos cuantos nanómetros de largo, y debe ser estabilizada por una corriente eléctrica. El término “nanopartículas” es general y puede ser usada siempre y cuando cumpla con las características dimensionales, y el termino “nanocoloide” se usa por la dispersión de las partículas estabilizadas electrostáticamente. A continuación se muestra una tabla con los distintos tamaños y sus denominados nombres, para comprender un poco mejor la terminología del material a emplear.

Los coloides nanoestructurados se utilizan desde épocas muy antiguas, incluso sin saber que existían. En el imperio romano, pudieron lograr coloides embebidos de nanopartículas metálicas en vidrio para mejorar su calidad, su color y su estructura básica. En específico, formaban sistemas de oro y rubí.

Para comprender el fenómeno, algunos investigadores como Mie y Tyndall, llegaron a la conclusión del comportamiento físico y óptico de las nanopartículas coloidales, siendo nanopartículas no esféricas que absorbían y disipaban la luz en diferentes longitudes de onda. Las nanopartículas pueden tener morfologías de esferas, formas dendríticas, copos, etc. Y se diseñan a partir del tipo de síntesis que se usa. También, dependiendo de la forma, va a cambiar la forma de la cristalinidad, la dispersión, la estructura y por supuesto, las características físicas y ópticas que tendrá el material a macro escala.

Nanotecnologia para descontaminar el suelo

La aplicación de la nanotecnología parece no tener límites, y actualmente se están desarrollando trabajos científicos en los que se demuestra que la aplicación de determinadas nanopartículas resulta una tecnología muy competente para la recuperación de suelos contaminados. En la actualidad el número de emplazamientos contaminados es muy elevado, especialmente en áreas donde la actividad industrial ha sido intensa durante los últimos años. Esta contaminación está asociada a diversas familias de contaminantes, como son los aceites minerales, disolventes, metales pesados, pesticidas, etc.

Las propiedades de las nanopartículas de hierro elemental hacen que reaccionen muy eficientemente con los compuestos contaminantes del suelo, degradándolos o alterando su naturaleza, para hacerlos menos peligrosos. De este modo permiten una mayor eficiencia y rapidez en los procesos de descontaminación de emplazamientos, frente a otras tecnologías más convencionales. Además, son muy versátiles, dado que pueden aplicarse al tratamiento de diferentes tipos de contaminantes con buenos resultados.

En esta línea, la Unidad de Construcción de Tecnalia se encuentra trabajando en diferentes proyectos para la aplicación de esta tecnología en suelos contaminados con diferentes sustancias (disolvente, metales pesados, pesticidas, etc.), con el objetivo de optimizar los resultados obtenidos en los tratamientos de remediación de áreas contaminadas. Hasta el momento, las experiencias llevadas a cabo apuntan a resultados muy prometedores.

Arboles con nanoparticulas de oro

Cientificos del Centro de Investigación en Ciencias Aplicadas de la Academia Sinica en Taiwan, han logrado crear farolas de iluminación naturales con árboles y nanopartículas de oro.

Con el proposito de crear una iluminacion eficiente sin uso de productos toxicos, lograron utilizar nanoparticulas de oro en plantas de Bacopa caroliniana, con esto se indujo clorofila en las hojas para producir una iluminacion de color rojo. Cuando las hojas eran expuestas a luz ultra violeta, las nanopartículas de oro producían un color azul-violeta fluorescente que emite un resplandor rojizo luminoso de la clorofila alrededor.

De acuerdo al investigador, el bio-LED podría utilizarse para hacer árboles luminosos en carretera durante la noche. Esto ahorraría energía y absorbería el CO2, por que la luminiscencia de bio-LED haría que el cloroplasto realice la fotosíntesis.

Manejo de nanoparticulas

Que organizaciones existentes podrían ser utilizadas para el control de las NP’s?

La GHS (global harmonized system) podría especificar y estandarizar la información de los peligros de las nanoparticulas, y hacer que la WHMIS (world hazardous materials information system) obligara a que los productos con NPs estuvieran etiquetados con sus peligros. También podría ser utilizada para el control de estas la TDG (transportation of dangerous goods act).

Cuáles son los peligros más importantes que se tienen al manejar productos con nanoparticulas?
Explosión, Fuego, reacción con diferentes productos y pueden tener efectos catalíticos no deseados.

Que daños pueden ocasionar las nano partículas estando en el medio ambiente?
Las nanoparticulas tienen mucha movilidad en el ambiente por su diminuto tamaño, así puede llegar a contaminar animales y plantas, e inclusive podría llegar a dañar a los humanos que se alimentan de los productos contaminados.

Qué equipo de protección es necesario utilizar en el manejo de NP´s?
Se debe de cuidar el sistema respiratorio, y al mismo tiempo se debe de tener cuidado de la piel.
Para el cuidado del sistema respiratorio se recomienda utilizar cuando menos un respirador de presión positiva equipado con filtros P100.
Para el cuidado de la piel, se deben utilizar trajes especiales, y un sistema de detección de nanoparticulas en el aire, pero aun no es posible determinar la efectividad de esto, ya que las nanoparticulas pueden ser demasiado pequeñas que pasen a través de la protección.

Para que me sirven las herramientas de redes sociales

En mi caso como estudiante de último semestre de nanotecnología, podría hacer un blog relacionado con esa ciencia, en el que pondría noticias diarias de lo que está pasando en todo el mundo en el área de la nanotecnología, este sería un portal muy interesante, ya que las personas podrían encontrar la información condensada de los nuevos descubrimientos del área, esta idea de ser visitada y comentada muy frecuentemente, podría hacer que investigadores, tanto como instituciones se interesen en contactarme para que se publique en mi blog algo que ellos quieran relacionado al tema, esto podría tener ventajas como el trato directo con personas muy importantes en el área que próximamente pudiera estar trabajando con ellos. Para el mismo caso, pero comunicación más rápida, subiría abstractos de mis publicaciones en el blog a twitter, para así llegar más rápido a un mayor número de personas y que estas mismas participen en mi blog y puedan RT a sus followers la información que estoy dando, logrando tener más personas que me sigan interesados en el tema para lograr mi objetivo. Grabaría videos de mi haciendo experimentos sencillos y complicados, utilizando las diferentes herramientas y equipo necesario para dar a entender a la gente que los puedo manejar a un buen nivel, y pondría tutoriales de cómo hacer mediciones correctas y tips que haya aprendido en el transcurso de la universidad, los videos serian en ingles con subtítulos en español, para demostrar mi manejo del idioma y que llegue a más personas que podrían estar interesadas con el tema. Claro en cada uno de estos pondría links hacia mis otras redes sociales para que se complementen y la gente tenga fácil acceso a ellos.

Magnetos Moleculares

Hace ya un par de miles de años que los seres humanos se maravillan por todo lo que no entienden y en algún momento de su historia tocó el turno a los magnetos. El magnetismo despertó en muchas personas el interés suficiente como para dedicar su vida entera en las rocas que eran capaces de atraer metales.

Algún tiempo después, el científico Hans Cristians Orsted descubrió la relación entre la electricidad y el magnetismo, pero fue Michael Faraday el que descubrió la inducción electromagnética siendo nombrado padre del electromagnetismo.

Unos siglos más tarde, se descubrió el por qué de las propiedades magnéticas, esta carga proviene de los espines de los electrones y también se sabe que no existen monopolos magnéticos. Con los conocimientos que se han ido adquiriendo a través de los siglos, ahora se pueden manipular con un nivel mayor de exactitud el campo magnético de un material, sabiendo aparear o desaparear electrones, podremos crear materiales paramagnéticos o diamagnéticos.

Desde hace tiempo se conocen los materiales metálicos que poseen propiedades magnéticas y a pesar de que estos todavía tienen un gran potencial, se ha empezado a buscar contrapartes orgánicas que posean las mismas características. La idea es buscar estos espines electrónicos en los orbitales p, esto pareciera ser posible si es en estos orbitales donde se da la conducción en materiales orgánicos.

Pero esto no sería todo lo que se busca para los nuevos materiales magnéticos, ya conociendo las propiedades de los materiales inorgánicos y con la ventana abierta al nuevo mundo de los materiales magnéticos orgánicos, podemos pensar en el también relativo nuevo mundo de la organometálica, por un lado tenemos las características que sólo pueden proporcionar los orbitales d de un metal y por el otro, una molécula orgánica con propiedades similares no restará fuerza a esta característica.

El futuro de los 3 materiales, tiene todavía muchísimo potencial, eso sin hablar de los también recientes ferrofluidos. En este renacimiento de los materiales magnéticos se logran ver muchas más aplicaciones y un mejor control de las propiedades, el conocer las bases del fenómeno nos abre una gran gama de opciones, llegando a pensar inclusive en los monopolos magnéticos descritos sólo en teorías matemáticas.

Aplicaciones

Los materiales magnéticos orgánicos u organometálicos pueden ser usados en el área de biomedicina, siendo posible su aplicación en la liberación controlada de fármacos, o en el direccionamiento eficaz hacia tumores o células específicas.

Sensores moleculares

Pensando en una perspectiva bottom-up puede ser utilizado en autoensamblaje

MEMS y NEMS

En el campo de la electrónica, donde el almacenamiento de datos es a través de dispositivos magnéticos.

Mas info :

• Joel S. Miller. Organometallic- and Organic-Based Magnets: New Chemistry and New Materials for the New Millennium. University of Utah. 2000.