jueves, 18 de agosto de 2016

Nuevos electrodos Au@δMnO2 para baterías y capacitores


Los electrodos fabricados con nanoalambres de oro recubiertos con MnO2 muestran baja estabilidad cuando están inmersos en los electrolitos de uso rutinario. Para superar este obstáculo, investigadores de la Universidad de California en Irvine estudiaron nanoalambres de oro recubiertos con MnO2  (Au@δMnO2) y embebidos en un electrolito líquido o en un electrolito de gel de polimetilmetacrilato (PMMA). El par de electrodos inmerso en el electrolito líquido resistió de 2,000 a 8,000 ciclos de carga, y el par inmerso en gel de PMMA resistió 200,000 ciclos de carga y descarga.


Los resultados fueron publicados en ACS Energy Letters

martes, 9 de agosto de 2016

Nuevo método de microscopía electrónica detecta dominios magnéticos a escala atómica


Aunque el magnetismo se origina en la escala atómica, las actuales técnicas espectroscópicas sensibles a señales magnéticas solo producen espectros con resolución espacial en una escala mayor. Recientemente, estudios teóricos han demostrado que sondas de electrones de tamaño atómico con aberraciones pre-especificadas pueden detectar el dicroísmo circular magnético de los átomos. En este reporte, investigadores del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee, EUA y de la Universidad de Uppsala, en Suecia, presentan la detección experimental directa en el espacio real del dicroísmo circular magnético en un microscopio electrónico de transmisión de barrido con aberración corregida (STEM).  Sin embargo, para lograrlo, los investigadores emplearon una sonda electrónica con aberraciones de tamaño atómico y con una distribución de fase predeterminada, con la cual revelan el ordenamiento antiferromagnético de los momentos magnéticos de los átomos de Mn en LaMnAsO, a partir de registrar la señal dicroica en el espectro de pérdida de energía correspondiente al borde-L del Mn. Esta novedosa configuración experimental permitirá revelar, con resolución atómica, el ordenamiento de los momentos magnéticos de spin y orbital en materiales ferro-, ferri- y antiferromagnéticos especialmente en aquellos que no puedan ser estudiados por difracción de neutrones.

Los resultados fueron publicados en Advanced Structural and Chemical Imaging

lunes, 1 de agosto de 2016

Síntesis de zeolitas magnéticas para el tratamiento de agua producidas a partir de material de desecho industrial

Dos contaminantes ambientales potencialmente peligrosos se combinaron para obtener un material útil en la eliminación de contaminantes del agua. El lodo rojo (LR) y las cenizas volátiles (CV), que son subproductos de la industria de la fabricación del aluminio, se utilizaron como precursores para sintetizar zeolitas magnéticas.
 

Las zeolitas magnéticas se emplearon con éxito para eliminar contaminantes del agua. Como contaminante industrial de prueba se utilizó el naranja reactivo 16 que se utiliza para teñir telas. La principal ventaja de las zeolitas magnéticas es su fácil extracción del medio con un imán. Esto simplifica el tratamiento de aguas residuales en comparación con tratamientos convencionales porque evita un costoso proceso físico posterior de filtración o centrifugación.

Los resultados fueron publicados en Microporous and Mesoporous Materials

sábado, 25 de junio de 2016

Producción y colección de electrones a partir de la foto-excitación de grafeno en superredes tipo Moiré: BN-grafeno-BN


Se trata de un dispositivo que aprovecha la eficiente interacción de la luz con el grafeno para la producción de electrones. Los investigadores colocaron al grafeno en medio de dos películas delgadas de nitruro boro (BN) que tiene una estructura cristalina similar a la del grafeno, pero sus propiedades electrónicas son muy diferentes, ya que mientras el grafeno es un excelente conductor de electricidad,  el BN es un aislante. Los investigadores descubrieron que si el grafeno se alínea adecuadamente con el BN, se puede generar una superred tipo Moiré, consistente en la superposición de dos redes con períodos distintos y que coinciden en ciertos puntos, cuyas propiedades son muy propicias para la optoelectrónica. En dicha superred se generan regiones con propiedades cuántica muy singulares, donde un solo fotón puede transferir energía a muchos electrones generando una foto-corriente que se colecta en un electrodo.  Esto puede conducir a dispositivos optoelectrónicos más eficientes con un factor de ganancia alto, sin embargo, hay mucho trabajo por hacer para optimizar la corriente eléctrica producida mediante este proceso.

Más detalles en Science Advances, 2016, Vol. 2, no. 5, e1600002 DOI: 10.1126/sciadv.1600002

martes, 14 de junio de 2016

Bionanofabricación aplicada a la oftalmología

Algunas enfermedades oculares causadas por hongos son de pronóstico grave porque pueden llegar a producir ceguera. Los tratamientos tradicionales, como las gotas para los ojos, son de eficacia limitada debido a que el aislamiento del globo ocular limita la disponibilidad del fármaco. Otros tratamientos, como la inyección ocular, tienen altos riesgos secundarios.

Un grupo de investigación  de China y Estados Unidos diseñó y fabricó un lente de contacto para el tratamiento de enfermedades oculares fúngicas a base de un hidrogel híbrido compuesto por el polisacárido HTCC, nanopartículas de plata y óxido de grafeno (GO) al que añadieron una combinación de fármacos antibacterianos y antifúngicos. El hidrogel se retícula a través de interacciones electrostáticas entre el GO y el HTCC. El fármaco antifúngico voriconazol se adsorbe al GO esto permite su liberación constante y controlada dentro del globo ocular. En pruebas con ratones los lentes de contacto fabricados han tenido un efecto exitoso.

Los resultados fueron publicados recientemente en ACS Nano

viernes, 10 de junio de 2016

Red de rotores moleculares


Muchos esfuerzos se han dirigido a lograr sistemas moleculares artificiales con movimiento lineal  y rotacional controlado. Un paso clave en el desarrollo de este tipo de sistemas, es la incorporación de la comunicación entre las moléculas en una red.

Un grupo de investigadores de EEUU y Francia desarrolló un arreglo bidimensional de moléculas que rotan por medio de fuerzas dipolares. Este sistema consiste en una matriz de rotores moleculares donde se produce una conmutación de rotación simultánea cuando se le aplica un campo eléctrico local, como el de la punta de un microscopio de efecto túnel.

El sistema consiste en cientos de rotores construidos a partir de complejos de dos pisos basados ​​en porfirinas en un arreglo hexagonal sobre una superficie de Cu (111) que pueden girar simultáneamente.

Los resultados fueron publicados recientemente en Nature Technology

jueves, 2 de junio de 2016

Puntos cuánticos fotoactivos como antibióticos contra superbacterias

El crecimiento y la propagación de las llamadas superbacterias (aquellas bacterias que producen infecciones resistentes a múltiples medicamentos) constituye un peligro inminente para la humanidad debido a que el arsenal de antibióticos existente, en muchos casos resulta ineficaz para la cura de infecciones superbacteriales. De este modo, los investigadores se han lanzado a la búsqueda de nuevas alternativas como es el uso de nanopartículas.

Un grupo de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, desarrolló puntos cuánticos (nanopartículas semiconductoras) que al ser fotoactivados pueden eliminar un amplio espectro de estas superbaterias aisladas clínicamente, como Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae y Salmonella typhimurium resistentes a diversos fármacos. En pruebas de cultivo, demostraron  una efectividad  del 92 % de este tipo de bacterias. Estos estudios muestran que los puntos cuánticos fotoactivados podrán utilizarse para el tratamiento de infecciones mediante la fototerapia.

Los resultados fueron publicados recientemente en Nature Materials (2016)