UNAM El Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental
Transcripción
UNAM El Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental
CATALIZADORES PARA COMBATIR LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA UNAM El Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental (PUNTA) ya ha generado los primeros resultados de investigación y ha sido evaluado favorablemente por reconocidos expertos internacionales Para enfrentar el grave problema de contaminación atmosférica que padecen áreas como la Ciudad de México, el Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental (PUNTA) de la UNAM avanza con pasos firmes hacia la obtención de catalizadores para mejorar el medio ambiente. A un año de su inicio, este proyecto, que forma parte del Programa de Investigación Multidisciplinaria: Proyectos Universitarios de Liderazgo y Superación Académica (IMPULSA), ya ha dado los primeros resultados de investigación y ha sido evaluado favorablemente por reconocidos expertos a escala internacional. El objetivo, explicó el doctor José Manuel Saniger Blesa, director del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) y actual coordinador del Proyecto, es encontrar catalizadores eficaces, más activos y estables, y con una mayor especificidad que los que existen hasta ahora. Detalló que es una sustancia que acelera las velocidades de reacción de los procesos químicos y que también reduce la temperatura a la que ocurren. “Esto tiene una gran importancia industrial porque la energía requerida para llevar a cabo el proceso es menor y eso siempre representa ventajas medioambientales y un ahorro económico”. El científico añadió que existen dos familias o grupos básicos de catalizadores: los homogéneos y los heterogéneos. En el primer caso, tanto los reactivos como el producto y el catalizador se encuentran en la misma fase formando una disolución. Los segundos, relacionados con PUNTA, se refieren a aquellos donde el catalizador es un sólido mientras que los reactivos y productos están en fase gaseosa. 1 Un nanocatalizador, en tanto, presenta una fase activa formada por partículas de tamaño nanométrico (mil millonésima parte de un metro). La ventaja de trabajar en tales dimensiones es que la reactividad química de estas partículas aumenta mucho, expuso. Aunque los nanocatalizadores se usan desde mucho antes de que se pusiera en boga el término de nanotecnología, aclaró, ahora se está más cerca de lograr un diseño específico de los mismos, porque se han perfeccionado y desarrollado herramientas y procedimientos para controlar el tamaño y forma de esas partículas. Los catalizadores en fase heterogénea tienen usos enormes; quizás los dos más evidentes son los asociados con la industria del petróleo y el medio ambiente. De ahí las metas de este Proyecto, que está enfocado a abatir la contaminación atmosférica pero que podría dar lugar también a aplicaciones para reducir la contaminación de las aguas, subrayó. En la atmósfera de la Ciudad de México los principales contaminantes son monóxido de carbono, óxido de nitrógeno, óxidos de azufre, ozono, compuestos orgánicos volátiles y otros de alta persistencia. La meta es abatirlos, reducir su presencia, agregó. Pero además de las acciones de remediación, el objetivo es la prevención, es decir, buscar que se emitan menos tóxicos a través de la mejora de los procesos de combustión de las gasolinas y el diesel para automóviles, y de los gases que se queman en los calentadores de agua domésticos o en calderas industriales, dijo. En ese sentido, puntualizó, PUNTA busca obtener aplicaciones para llegar a producir mejores catalizadores para la combustión de gases y tener convertidores catalíticos para los automóviles con una formulación alternativa. Al respecto, Saniger Blesa señaló que los que se usan ahora son “razonablemente eficientes”, pero están hechos con base en platino, rodio y paladio, metales caros, sobre todo los dos primeros que, además se encarecerán aún más en el futuro por problemas de disponibilidad. 2 Por ello, sostuvo, la idea es trabajar con sistemas catalíticos que eviten el uso de platino y el rodio, sin sacrificar el desempeño del convertidor. Para mejorar la calidad del aire en lugares cerrados, como oficinas, escuelas, hospitales, o transportes como el metro o los autos también se pueden utilizar nanocatalizadores. En este caso se busca que las reacciones químicas de reducción de los contaminantes ocurran a temperatura ambiente, destacó. Para ello se requiere el diseño de otro tipo de catalizadores y colocarlos en purificadores o acondicionadores de aire, de manera que se puedan reducir las concentraciones de toda una gama de sustancias nocivas, para tener una mejor calidad del aire justo en sitios donde se pasan muchas horas al día. Algunos de ellos, basados en partículas de oro, ejemplificó, podrían tener una aplicación adicional: la purificación de aguas, por lo cual su relevancia aumenta. Otro gran tema a desarrollar en PUNTA, abundó Saniger Blesa, es la fotocatálisis, donde la luz solar magnifica el efecto catalítico de algunos materiales. El caso más típico es el del dióxido de titanio, que en presencia de luminosidad es capaz de oxidar o reducir una amplia variedad de contaminantes dependiendo del diseño del catalizador, y que tiene también un importante efecto bactericida. El trabajo realizado por alrededor de 60 investigadores de ocho entidades universitarias y más de 40 estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado, abarca desde la investigación básica, el desarrollo de métodos de simulación computacionales, pruebas en laboratorio de los sistemas catalíticos y, en su fase final, la transferencia de tecnología a los sectores público o privado. Como resultados de los esfuerzos de los integrantes del propio CCADET y del Centro de Ciencias de la Materia Condensada (en Ensenada), además de las facultades de Ciencias y de Estudios Superiores Cuautitlán, los institutos de Investigaciones en Materiales y Física, así como los centros de Investigaciones en Energía (en Temixco) y de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (en Juriquilla), se ha derivado una publicación en una revista especializada, dos más aceptadas y alrededor de otras siete que ya han sido enviadas. Adicionalmente, se han concluido varias tesis de licenciatura y se tienen 3 contactos iniciales con empresas potencialmente interesadas en los desarrollos que se generen. “Acabamos de terminar el primer año, el cual dedicamos parcialmente a la organización, a definir qué vamos a investigar, a la compra de algunos equipos; en este segundo año se le dará un empuje fuerte al desarrollo de nuevos catalizadores y se tendrá, por lo menos, un par de productos con aplicaciones específicas para tratar de comercializarlos”, informó José Manuel Saniger. Los integrantes de PUNTA se reúnen al menos una vez al mes; en los seminarios surgen propuestas de cómo abordar un problema y se establecen colaboraciones. Además, adelantó, ahora está en proceso el desarrollo de un sitio web del propio Proyecto, para lograr una mejor comunicación entre sus integrantes. A un año de su inicio PUNTA ya fue sometido a una evaluación externa. Se designaron a cuatro evaluadores internacionales, independientes del Proyecto, quienes a su vez realizaron recomendaciones para aumentar la eficiencia del trabajo. “Eso nos ayuda, nos pone en una dinámica de evaluación por pares que siempre es interesante y que nos impide ir por caminos demasiado arriesgados o poco ambiciosos, es decir, encontrar un equilibrio”, indicó. La evaluación fue realizada por Ivan K. Schuller, del Departamento de Física de la Universidad de California en San Diego, especialista reconocido en nanotecnología; José G. Santiesteban, de la empresa Exxon Mobil, experto mundial en catálisis; Ernesto Marinero, del Laboratorio de Investigación de Hitachi en San José, también experto en nanotecnología; y José Luis Morán, coordinador del Centro Nacional de Supercómputo del Conacyt, destacado físico teórico en el área de materiales. “Buscamos que fuera gente con background científico importante y con conocimiento de cómo llevar los productos a la industria, fuera del ámbito académico”. Por ello, resaltó, todo ellos son expertos con amplio reconocimiento internacional y lo suficientemente alejados de nuestro entorno para darnos una visión complementaria; eso enriquece al Proyecto. 4 Entre las sugerencias recogidas se encuentra la disminución del número de subproyectos, mantener un contacto permanente entre los universitarios y los evaluadores, y promover aún más la presencia de estudiantes. “Es importante que los alumnos aprendan desde ahora a trabajar en un ámbito multidisciplinario, que reciban información de varias fuentes y se enriquezca su panorama”, finalizó. Nanotecnología medioambiental: oportunidades y riesgos Permitirá mejores sistemas para limpiar el entorno, detectar contaminación o mejorar la eficiencia energética, pero traerá también nuevos peligros Por ALEX FERNÁNDEZ MUERZA 9 de julio de 2008 http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2008/07/09 /178381.php Imagen: Mstroeck -El medio ambiente puede beneficiarse de la nanotecnología, pero también corre ciertos peligros, algunos de ellos desconocidos. Por ello, se debería trabajar más para contestar a muchas incógnitas antes de que su uso se generalice. Así lo subrayaron diversos expertos internacionales en la materia en una jornadaorganizada por Tecnalia y el Cluster de Industrias del Medio Ambiente del País Vasco (Aclima), en colaboración con el Ministerio de Medio Ambiente. 5 La nanotecnología, al trabajar a una escala igual o menor a 0,1 milésimas de milímetro, permite el desarrollo de nuevos materiales y aplicaciones que se utilizan en múltiples sectores industriales. Algunos expertos hablan de una revolución tecnológica que se ampliará en los próximos años. En el área medioambiental, las oportunidades son también enormes, tanto para las actividades tradicionales como para nuevos ámbitos de negocio, como la caracterización de partículas, la identificación de impactos medioambientales o el ecodiseño de nanomateriales. En este sentido, un estudio de BBC Research asegura que el mercado mundial para aplicaciones nanotecnológicas medioambientales podría llegar en 2010 a los 3.900 millones de euros. Estados Unidos, Europa y, cada vez más, Asia aumentan cada año sus inversiones en I+D para posicionarse en este mercado. El mercado mundial para aplicaciones nanotecnológicas medioambientales podría llegar en 2010 a los 3.900 millones de euros Entre estos sectores, la remediación experimenta el crecimiento más rápido. En este caso, se habla ya de descontaminación de suelos y tratamiento de aguas, tratamiento de residuos y reciclaje de materiales, control de sustancias a lo largo de su ciclo de vida, "nanofiltración" o "degradación fotocatalítica". No obstante, los expertos recuerdan que quedan aún por definir y diseñar los materiales más apropiados para ello. Por ejemplo, un sector a punto de sufrir una gran transformación es la analítica, que podrá disponer de técnicas de detección y monitorización mucho más sensibles que las actuales. Por ejemplo, se piensa en nanosensores para la detección de gases o sustancias químicas y en el análisis in situ y las aplicaciones portátiles. Asimismo, la protección, el mantenimiento y la mejora medioambiental son otros de los sectores con más posibilidades de crecimiento para los próximos años. La ecoeficiencia es también otro sector con grandes expectativas. Las propiedades de los materiales mejorarán, para ser por ejemplo más ligeros; se 6 podrán conseguir lámparas LED muy eficientes, o sistemas de conversión directa calor-electricidad. Por su parte, los ámbitos de investigación a los que menos recursos se destinan son la comprensión de los procesos naturales y el desarrollo de nanomateriales para aplicaciones que imiten procesos naturales. Riesgos para el medio ambiente Los expertos recuerdan que los potenciales efectos medioambientales de las nanopartículas manufacturadas son bastante desconocidos. En laboratorio, los científicos las controlan bastante bien, pero en el medio ambiente las posibles interacciones son mucho mayores, por lo que se recomienda más investigación al respecto. En este sentido, la "nanoecotoxicología" es todavía una disciplina naciente. Por ejemplo, las nanopartículas podrían reaccionar con sustancias presentes en el medio o catalizar reacciones presentes el medio. Incluso podrían llegar a ser tóxicas para los microorganismos del entorno, lo que podría daría a pie a unabioacumulación de la toxicidad en la cadena trófica que llegaría magnificada a los seres humanos. En cuanto a los productos de consumo, el Instituto Gubernamental para la Salud y el Medio Ambiente de Holanda (RIVM) asegura que el mayor riesgo lo encierran las nanopartículas libres utilizadas en productos de limpieza, cosméticos y productos de cuidado personal, mientras los nanomateriales incorporados en aplicaciones, como en electrónica, equipos deportivos o recubrimientos presentan un menor riesgo. En cualquier caso, la mayoría de expertos coincide en que aunque algunos nanomateriales puedan tener efectos negativos para el medio ambiente, ese mismo conocimiento puede servir para superar el problema. Por ejemplo, la propia nanotecnología podría servir para nuevos sistemas que analicen los efectos de estas nanopartículas, tanto las naturales como las artificiales. Europa trata de regular las nanotecnologías 7 La Comisión Europea señalaba recientemente en su comunicación "Hacia una estrategia europea para las nanotecnologías" que su progreso debe complementarse con la evaluación de sus posibles riesgos para la salud o el medio ambiente. Por su parte, el Parlamento Europeo, a través del STOA (Scientific and Technological Options Assessment) ha elaborado el informe más completo sobre la nanotecnología y su papel en la sustitución de sustancias químicas contaminantes. Asimismo, la UE dispone de varios instrumentos legales para su regulación: el inventario EINECS, la directiva europea 67/548 para nuevas sustancias, la directiva IPPC para instalaciones de producción o la directiva REACH para sustancias químicas. No obstante, los expertos reunidos por Tecnalia y Aclima afirman que la actual legislación cuenta con varias limitaciones de aplicabilidad. En concreto, destacan que las concentraciones mínimas, porcentajes o peso mínimo exigidos en muchos reglamentos hacen que los nanomateriales no formen parte de los tipos que hay que regular. Por otro lado, el desconocimiento sobre sus posibles efectos tóxicos impide que requieran una autorización previa a su introducción en el mercado. Pronóstico del mercado de la nanotecnología para el 2014 Disponible en. http://avances-nanotecnologia.euroresidentes.com/ Reportlinker.com anuncia la incorporación a su catálogo de un informe de investigación (Pronóstico de mercado: Nanotechnology del mercado de la Market nanotecnología Forecast para to el 2014 2014). En los próximos años, la nanotecnología está llamada a desempeñar un papel fundamental en diversos segmentos de la industria. La evolución de esta tecnología ha influido ya en un gran número de segmentos industriales y la actividad económica generada a partir de ella ha sido de gran magnitud y 8 amplio alcance. Los productos basados en nanotecnología, que han tenido un enorme impacto en casi todos los sectores industriales, están llegando ahora al mercado de los consumidores con gran fuerza. De acuerdo con las conclusiones del último informe, el aumento de las aplicaciones de la tecnología en sectores como la electrónica, la cosmética y la defensa, impulsaría el crecimiento del mercado mundial de la nanotecnología, que se prevé que crecerá a una tasa compuesta anual de alrededor del 19% durante el período 2011-2014. De acuerdo con el informe "Nanotechnology Market Forecast to 2014", las compañías del campo de la electrónica están buscando nuevas formas de incorporar la nanotecnología en productos de consumo como los equipos de música y los teléfonos móviles, con el fin de mejorar sus capacidades de procesamiento. Del mismo modo, la tecnología podría ayudar a mejorar los cosméticos cambiando sus propiedades físicas. También se observó que el uso de la nanotecnología en tecnologías de defensa proporciona un mejor rendimiento a menor coste. Además, la tecnología en ciernes ha revolucionado el cuidado dental, dado que disminuye el tiempo de cicatrización y mejora la integración ósea en los implantes dentales. El informe analiza en detalle estas áreas de aplicación y las tendencias clave del mercado. A pesar de que los nanomateriales seguirán dominando el mercado de la nanotecnología en los próximos años, se estima que los nanodispositivos, en los que se incluyen las herramientas de nanolitografía para la fabricación de la próxima generación de semiconductores, crecerán a un ritmo mucho más rápido que los nanomateriales en un futuro próximo. El análisis crucial a nivel nacional, incluido en esta exhaustiva investigación, identificó que los EE.UU. es el mercado de nanotecnología más destacado del mundo y seguirá disfrutando de la mayor porción de la industria global. Además de esto, el informe trata la financiación mundial de I + D en nanotecnología, incluyendo la separación de financiación empresarial, pública y de capital riesgo, junto con su pronóstico. También se ha tratado el análisis 9 regional de los diferentes tipos de financiación para el presente y el futuro. El informe abarca incluso un análisis a nivel nacional de la financiación de I + D para proporcionar un conocimiento profundo acerca de las inversiones relacionadas con la nanotecnología. Con el fin de ofrecer una visión equilibrada del mercado mundial de la nanotecnología a los clientes, el informe también incluye los perfiles de los principales participantes del sector, como Altair, Nanophase Tech y Nanosys, entre otros. En general, el objetivo del estudio es ayudar a los clientes a conocer las perspectivas del sector y tomar decisiones de inversión en función de ellas. Fuente: Sacramento Bee POSTED BY EURORESIDENTES Nanotubos de carbono para lograr una computación de alta eficiencia energética Unos ingenieros de Stanford perfeccionan los nanotubos de carbono (CNT) para lograr una computación de alta eficiencia energética De acuerdo con estos ingenieros, los circuitos basados en CNT podrían proporcionar una mejora de hasta diez veces en la eficiencia energética con respecto a los de silicio. Cuando se mostraron los primeros transistores de nanotubos rudimentarios en 1998, los investigadores imaginaron una nueva era de dispositivos electrónicos informáticos avanzados y altamente eficientes. Sin embargo, esa promesa todavía no se ha hecho realidad debido a importantes imperfecciones en los materiales, inherentes a los nanotubos, que han llevado a los ingenieros a preguntarse si algún día los nanotubos de carbono resultarían viables. Aunque ha habido logros importantes en los circuitos de CNT con el paso de los años, éstos se han producido sobre todo a nivel de nanotubos individuales. Continúa habiendo al menos dos grandes barreras para que los nanotubos de 10 carbono se puedan aprovechar en tecnologías que tengan un impacto en la práctica: La alineación “perfecta” de los nanotubos ha resultado prácticamente imposible de lograr, introduciendo vías de conducción perjudiciales y fallos de funcionalidad en los circuitos. La presencia en los circuitos de CNT metálicos (frente a los deseables CNT semiconductores) conduce a cortocircuitos, fugas de energía excesivas y susceptibilidad al ruido. Hasta el momento, ninguna técnica de síntesis de CNT ha logrado producir exclusivamente nanotubos semiconductores. En los últimos años, un equipo de ingenieros de Stanford asumió el reto. Al darse cuenta de que la mejora de los procesos por sí sola nunca superará estas imperfecciones, los ingenieros lograron eludir las barreras con un paradigma de diseño único inmune a la imperfección para producir las primeras estructuras de lógica digital a escala de oblea completa a las que no le afectan los CNT desalineados y mal posicionados. Además, resolvieron los problemas de los nanotubos de carbono metálicos con la invención de una técnica que elimina estos elementos indeseados de sus circuitos. A continuación, los ingenieros demostraron las posibilidades de sus técnicas creando los componentes esenciales de los sistemas digitales integrados: circuitos aritméticos y almacenamiento secuencial, así como los primeros circuitos integrados monolíticos tridimensionales con niveles extremos de integración. Estos circuitos de nanotubos robustos de alta calidad son inmunes a los defectos de los materiales que han dejado perplejos a los investigadores durante más de una década, un difícil obstáculo que ha impedido una adopción más amplia de los circuitos de nanotubos en el sector. El avance representa un hito importante hacia los sistemas integrados a gran escala (VLSI, por sus siglas en inglés) basados en nanotubos. Además, el 11 enfoque de diseño de Stanford no sacrifica prácticamente nada de la eficiencia energética de los nanotubos de carbono y es compatible con los métodos de fabricación y las infraestructuras existentes, impulsando a la tecnología a dar un paso importante hacia la comercialización, según señalaron los ingenieros. Fuente: Kurzweilei POSTED BY EURORESIDENTES Regulación de la Nanotecnología Regulación de la nanotecnología La primera mina de asbesto se abrió en Quebec en 1874. En los años 50, el asbesto (también conocido como amianto) fue ampliamente utilizado como aislante, material ignífugo y nieve artificial. Hoy en día, sabemos que las fibras de asbesto pueden introducirse en los pulmones y causar asbestosis, cáncer de pulmón y mesotelioma. Aunque las preocupaciones sobre la seguridad del asbesto surgieron alrededor de 1900, su uso no fue prohibido por completo hasta 1999. Las tecnologías nuevas y emergentes (como la modificación genética, la biología sintética y la nanotecnología) ofrecen la posibilidad de un futuro más limpio, más sano y mejor. Sin embargo, los riesgos de estas tecnologías no se conocen. Se estima que hay más de 1.000 productos con nanotecnología que ya están en el mercado: desde pelotas de tenis a protectores solares o calcetines sin olores. ¿Mirarán las generaciones futuras hacia atrás a nuestra actual ola de innovación científica del mismo modo en que nosotros vemos la introducción del asbesto en el mercado? A medida que las sustancias químicas se hacen más pequeñas, sus comportamientos y características pueden cambiar, y determinados nanomateriales poseen propiedades que no se encuentran en sus equivalentes a tamaño natural. La forma nanométrica del oro puede ser roja o azul; el platino es inerte a tamaño natural y, en cambio, actúa como catalizador a nanoescala; etc. Estas nuevas propiedades que poseen los nanomateriales pueden dar 12 lugar a nuevas formas de riesgo. Los riesgos potenciales de la nanotecnología son a la vez desconocidos e incognoscibles. Desconocidos porque hasta la fecha apenas se ha llevado a cabo una evaluación de los riesgos (menos del 2% del dinero invertido en la investigación relacionada con la nanotecnología se dedica al análisis de riesgos); e incognoscibles, porque los conocimientos científicos sobre la evaluación de productos químicos no ha seguido el ritmo de los conocimientos científicos en nanotecnología. En pocas palabras, actualmente no somos capaces de evaluar todas las propiedades inherentes de todos los nanomateriales. Además, las iniciativas de regulación para controlar el uso de la nanotecnología han sido limitadas. Hay lagunas en los actuales marcos regulatorios que hacen que la nanotecnología no esté cubierta en su totalidad. Algunas de estas lagunas existen debido a una noción equivocada de que los nanomateriales son equivalentes a sus iguales a tamaño natural. Otras lagunas se deben a que la legislación se basa en umbrales o concentraciones. Dado que la nanotecnología es la tecnología de lo diminuto, utilizar umbrales de regulación implica que la mayoría de la nanotecnología va a estar por debajo del tonelaje correspondiente o los criterios de concentración y, por lo tanto, evitará la regulación. A partir de 2013, el Reglamento de Cosméticos de la UE exige que cualquier cosmético que contenga nanomateriales lo indique en la etiqueta. Aunque la obligación es limitada: bastará con poner "(nano)" junto al ingrediente correspondiente en la lista de ingredientes. Sin embargo, el etiquetado de productos nano ha sido rechazado en otras jurisdicciones por su ineficacia. Basta con que nos preguntemos cuándo fue la última vez que examinamos la lista de ingredientes de un producto. La regulación de la nanotecnología es difícil. Es necesario alcanzar un equilibrio entre sus beneficios y sus riesgos potenciales. También es muy importante el modo en que nosotros, como sociedad, hacemos frente a la 13 incertidumbre, respondemos a la innovación científica y enmarcamos el debate sobre el riesgo y la regulación. Como vimos con el asbesto, podría marcar la diferencia entre la vida y la muerte. Fuente: The Guardian Relacionados con regulación de la Nanotecnlogía: Regulación FDA de la Nanotecnología Beneficios de la Nanotecnología Riesgos de la Nanotecnología POSTED BY EURORESIDENTES Capturar patógenos ocultos con nanopartículas Utilizan la nanotecnología para capturar patógenos ocultos Unos investigadores de la Universidad de Florida Central han desarrollado una técnica novedosa que podría proporcionar a los médicos una herramienta más rápida y más sensible para la detección de patógenos asociados con la enfermedad inflamatoria intestinal, incluida la enfermedad de Crohn. La nueva técnica basada en nanopartículas también se puede utilizar para la detección de otros microbios que han desafiado a los científicos durante siglos debido a que se esconden profundamente en el tejido humano y son capaces de reprogramar las células para evadir con éxito al sistema inmunológico. Los microbios reaparecen años más tarde y pueden causar problemas de salud graves, como se ha visto en casos de tuberculosis. Actualmente existen métodos de prueba para encontrar estos microbios ocultos, pero requieren mucho tiempo para completarse y, a menudo, retrasan la administración de un tratamiento eficaz durante semanas o incluso meses. El Profesor Asociado de la UCF J. Manuel Pérez y el profesor Saleh Naser y su equipo de investigación han desarrollado un método que utiliza nanopartículas recubiertas con marcadores de ADN específicos para los patógenos 14 escurridizos. La técnica es eficaz y más precisa que los métodos actuales, al detectar incluso pequeñas cantidades de un patógeno. Más importante aún, tarda horas en lugar de semanas o meses en ofrecer los resultados, pudiendo proporcionar a los médicos una herramienta más rápida para ayudar a los pacientes. El trabajo de investigación del grupo ha sido publicado recientemente en la revista PLoS ONE. Fuente: Science Daily POSTED BY EURORESIDENTES Avances recientes en Nanomedicina Estos son algunos de los avances en nanomedicina mas importantes de los últimos meses. Detección temprana del cáncer de pulmón: hasta ahora, era prácticamente imposible detectar el cáncer de pulmón en sus primeras etapas. La prueba de detección del cáncer de pulmón, diseñada por el patólogo Michael Wang y el ingeniero biomédico Li-Qun Gu de la Universidad de Missouri, se basa en un diseño simple pero eficaz. El principio tras la prueba es que cuando el cáncer empieza a formarse en los pulmones, distorsiona la secuencia de una molécula llamada microARN. Si los científicos pueden encontrar las irregularidades en la microARN, pueden descubrir si el paciente tiene cáncer. La prueba es tan fácil de realizar que los pacientes pueden ser diagnosticados y empezar el tratamiento en la primera visita. Prueba de la gripe con nanopartículas de oro: la mayoría de las pruebas de la gripe hoy en día requieren mucho tiempo o son increíblemente inexactas. La técnica más precisa, denominada PCR, consiste en tomar una muestra y almacenarla durante unos días, a continuación se replica su ARN y, luego, dos semanas más tarde, llegan los resultados. Para entonces podría ser demasiado tarde para detener una epidemia. En cambio, con la prueba de nanopartículas de oro, los resultados se pueden obtener de forma inmediata y es posible tratar al paciente inmediatamente, evitando el contagio a más personas. Creada por 15 un equipo de la Universidad de Georgia dirigido por Ralph A. Tripp, la prueba aprovecha la capacidad de las nanopartículas de oro para dispersar la luz de formas radicalmente diferentes, dependiendo de su geometría. Todo el médico tiene que hacer es tomar una muestra del líquido y mezclarla con una disolución de nanopartículas de oro. Si el virus está presente, la disolución dispersará la luz con un patrón mensurable. La prueba no solo es rápida, sino también barata. El oro se utiliza en una cantidad tan pequeña que cuesta una centésima de centavo realizar la prueba. Cazadoras del cáncer de Sandia: en todo el mundo las personas padecen de tumores. A veces se pueden extirpar quirúrgicamente, pero muchas veces las células afectadas se encuentran en un área inaccesible. La quimioterapia es otra opción, pero la radiación no es muy selectiva con lo que mata. La protocélula, diseñada por Jeff Brinker y su equipo del Laboratorio Nacional de Sandia, en Nuevo México, es un artilugio para transportar nanopartículas llenas de toxinas y silenciadores del ARN a una célula cancerosa. Es una cápsula de dióxido de silicio poroso (piensen en: cuarzo) encerrado en una doble capa de lípidos. Cuando se aproxima a la célula cancerosa, las proteínas de la protocélula se adhieren a los receptores del tumor, permitiendo que la célula la engulla. Las protocélulas se dirigen hacia las células cancerosas; tienen al menos un 99% de afinidad para enlazarse al sobrecrecimiento de los receptores que tiene lugar en la membrana celular de los tumores. Son altamente especializadas y económicas, ya que sólo una protocélula es necesaria silenciar un tumor. Respuesta celular: para poner un nuevo medicamento en el mercado, las compañías farmacéuticas suelen pasar por un proceso de unos doce años y más de 300 millones de dólares. Pasan por varias etapas de prueba, desde cultivos celulares a experimentos con animales y, finalmente, ensayos en humanos. Sin embargo, hay un paso crucial que no han sido capaces de realizar: probar la respuesta de la célula al fármaco desde el interior. La profesora Karen Martínez, con su equipo de la Universidad de Copenhague, ha hecho un gran avance en biosensores. Insertaron nanocables semiconductores en una celda sin interferir en sus procesos internos o matarla. Colocaron 16 células de hígado humano y neuronas de ratas sobre una cama de nanocables de arseniuro de indio y éstas fueron capaces de funcionar y vivir durante varios días. Los investigadores midieron entonces los procesos dentro de la célula en tiempo real, incluyendo la respuesta interna a los estímulos y el potencial de la membrana de la célula. También pudieron transportar fármacos por el cable hacia el interior de la célula y comprobar la reacción desde el interior. Reparación de la médula espinal: cuando se produce una lesión en la columna vertebral, se puede formar un quiste, que bloquee la regeneración del tejido nervioso. Muchos consideran las células madre como la solución a la rehabilitación de la columna vertebral, pero dos investigadores de Milán han utilizado otro enfoque. Fabrizio Gelain y Angelo Vescovi construyeron nanotubos llenos de péptidos autoensamblables que actúan como soporte para la zona dañada e imitan la estructura de la columna vertebral. Los expertos evaluaron el procedimiento en ratas e insertaron los nanotubos en su columna dañada, donde se estaban formando los quistes. Después de seis meses, observaron que los quistes habían sido reemplazados por células recién formadas que incluían neuronas, vasos sanguíneos y células óseas. También había neuronas en el interior de los nanotubos en donde se encontraban originalmente los péptidos. Una vez recuperada la zona, los tubos se biodegradan y son ingeridos por microorganismos. Fuente: Scientific American POSTED BY EURORESIDENTES Bacterias y nanotecnología para eliminar contaminantes del agua Viernes, 23 de Marzo de 2012. Escrito por SN Digital Tlaxcala Disponible en: http://www.sndigital.mx/index.php/component/content/article/3296-bacterias-y-nanotecnologia-para-eliminar-contaminantes-del-agua- 17 Un grupo de científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) prueban a nivel experimetal un método combinado de hongos y nanoparticulas para limpiar las aguas negras. El trabajo encabezado por la investigadora Refugio Rodríguez Vázquez desarrolló métodos de recuperación de aguas negras e industriales, a partir de procesos combinados biotecnológicos y de nanotecnología, donde se usan hongos y nanocristales. Rodríguez Vázquez explica que en nuestro país no se ha trabajado con la aplicación de estas tecnologías combinadas, y a diferencia de los trabajos realizados a nivel internacional, donde se emplean nanomateriales, los investigadores mexicanos utilizan los catalizadores sujetos a un soporte dentro del fotorreactor, con la ventaja de que el catalizador no se libera en el agua y no se estaría contaminado al ecosistema. "Al aplicar este método de limpieza de aguas negra, donde se combinan dos procesos: uno biotecnológico con hongos y otro nanotecnológico, la biomasa fúngica resultante se podría reutilizar en productos alternos de alto valor agregado, además de recuperar y depurar el agua con mejor calidad y con este sistema sería posible regresar agua limpia a partir de las descargas de aguas negras de la Ciudad de México", señaló. La biotecnología ambiental consiste en el uso de seres vivos para beneficio humano, en especial para depurar aguas negras utilizando bacterias y otros microorganismos. Por su parte la nanotecnología emplea átomo y moléculas. La mayor dificultad que enfrentan los científicos para limpiar las aguas residuales es eliminar, además de la materia orgánica, la remoción del nitrógeno y el fósforo, que se encuentran en altas cantidades en el agua, así como los microorganismos patógenos, como la Salmonella, E. coli, Coliformes totales o Coliformes fecales, entre otros, que causan enfermedades gastrointestinales. Los expertos lograron mejorar la calidad del agua al acoplar el proceso biológico a procesos secundarios (sedimentación, coagulación, filtración y electrocoagulación) para remover el alto contenido de metales de las aguas 18 residuales de la industria de reciclaje de papel. Se acopló el tratamiento terciario con nanotecnología, con lo que se removió en tiempos relativamente cortos, (20 a 90 minutos), diversos contaminantes orgánicos tóxicos y se eliminaron también los microorganismos del agua. 19