UNAM El Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental

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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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-
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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
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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.
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