jueves, 27 de junio de 2019

Imágenes en la nanoescala con microscopía óptica de campo cercano libre de lentes



Imágenes en la nanoescala con microscopía óptica de campo cercano libre de lentes

La microscopía óptica convencional tiene el inconveniente de que los fenómenos de difracción limitan su resolución a algunos cientos de nanómetros, aproximadamente a la mitad de la longitud de onda de la luz que se utiliza para iluminar la muestra. Para superar ese límite, se construyeron los microscopios ópticos de barrido de campo cercano, (SNOM, por Scanning Near Field Optical Microscope). Un grupo de investigadores de Estados Unidos reportaron un nuevo diseño que incluye el nanoenfoque del haz incidente con el 50% del espectro de luz visible y utiliza un nanoalambre acoplado a la fibra óptica  como punta para el barrido del SNOM. A la vez colecta todo el espectro de la luz reflejada con resolución espacial nanométrica. Este nuevo dispositivo puede acoplarse con un microscopio electrónico de barrido de efecto túnel (STM por Scanning Tunneling Microscope), demostrando que puede lograrse una resolución de 1 nm, validado in situpor Espectroscopía Raman Amplificada en la Superficie (SERS, por Surface Enhanced Raman Spectroscopy). Así, se correlaciona la información espectroscópica, la estructural y la generación de imágenes con resolución espacial muy competitiva con otras técnicas.

Esto fue publicado recientemente en Nature Photonics

Mas información en physicsworld

miércoles, 19 de junio de 2019

Nanocompositos de metal@órgano-metálicos para fototocatálisis


La fotocatálisis es una tecnología con potencial para convertir la energía solar en energía química. En los últimos años, hay un creciente interés en nuevos compuestos denominados núcleo-coraza en donde los núcleos consisten de nanopartículas (NPs) metálicas encerradas en cavidades de enrejados órgano-metálicos (MOFs por sus siglas en inglés). Un grupo de investigadores de China sintetizó este tipo de nanocompositos y lo aplicaron en la producción de hidrógeno y en la reducción de Cr(VI). Los efectos sinérgicos entre la coraza de MOF y el núcleo metálico desempeñan un papel importante en la fotocatálisis heterogénea.
Los resultados se publicaron recientemente en la revista Coordination Chemistry Reviews.

jueves, 13 de junio de 2019

Nanomáquinas activadas con infrarrojo cercano para penetrar y destruir células



Con el objeto de evitar los daños colaterales que ocasiona la aplicación de luz ultravioleta (UV) que se emplea para la destrucción de células tumorales, un grupo de investigadores reportó nanomotores moleculares capaces de atravesar la membrana de estas células y de destruirlas sin afectar otros tejidos. 

Las nanomáquinas se dirigen a la superficie de células especificas por la adición de un péptido. En vez de activarlas con UV, las nanomáquinas moleculares se excitan con dos fotones en el infrarrojo cercano (NIR, por sus siglas en inglés) lo cual no afecta a las células sanas adyacentes. La eficacia del proceso se comprobó en un modelo sintético de membrana. Al excitarla, la nanomáquina fue capaz de atravesar la membrana. 

Los investigadores sugieren que estas nanomáquinas moleculares podrían ser eficientes para el tratamiento de cáncer de piel, de boca y gastrointestinal.

El trabajo de investigación fue publicado en ACS Nano.

lunes, 3 de junio de 2019

Películas delgadas epitaxiales por centrifugado


La fabricación de dispositivos electrónicos y ópticos demanda películas delgadas epitaxiales por su menor cantidad de defectos puntuales y fronteras de grano donde se generan trampas para los portadores y causan su recombinación. El crecimiento epitaxial se logra con técnicas especializadas como el depósito químico de vapores o epitaxia de haces moleculares las cuales son muy caras y requieren de altas temperaturas y ultra-alto vacio.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Missouri de Ciencia y Tecnología de Estados Unidos, han desarrollado una metodología para crecer películas delgadas epitaxiales de alta calidad empleando la técnica de recubrimiento por centrifugado (del inglés spin coating) la cual probaron con diferentes compuestos como el bromuro de plomo cesio (CsPbBr3), el ioduro de plomo (PbI2), cloruro de sodio (NaCl)  y el oxido de zinc (ZnO). Las películas se depositaron a partir de soluciones del compuesto o de sus precursores los cuales se convierten fácilmente en el producto final con solo productos secundarios volátiles.

Sus resultados demuestran que el recubrimiento por centrifugado ofrece una alternativa para crecer semiconductores altamente ordenados útiles para la electrónica flexible, pantallas y células solares.

El trabajo fue publicado en Science
Mas información en MRS Bulletin News

lunes, 27 de mayo de 2019

Fabricación de esferas huecas a base de nano-ZSM-22 con estructura jerárquica de nano y mesoporos


Se prepararon esferas huecas con estructura jerárquica de poros (nano y mesoporos) a base de zeolita tipo ZSM-22 mediante síntesis hidrotermal en dos etapas. En la primera etapa, se cristalizaron nanovarillas de ZSM-22 caracterizadas por sus nanoporos intracristalinos. En la segunda, asistiéndose con bromuro de cetil trimetil amonia (CTAB)  y floruro de potasio (KF) y reduciendo la temperatura de cristalización, las nanovarillas se autoensamblaron para producir esferas huecas con mesoporos intercristalinos. La formación autoensamblada de estas esferas huecas de ZSM-22 posiblemente se debe a la naturaleza y la gran área superficial de las fronteras de grano de las nanovarillas de ZSM-22 que permitió el acomodo isotrópico observado.

Los resultados se publicaron recientemente en Materials Letters.

lunes, 20 de mayo de 2019

La influencia de los defectos del sustrato hBN sobre la orientación de crecimiento del MoS2


La creación de materiales 2D para uso en la electrónica es un desafío que persiste por la dificultad de escalarlos a un tamaño útil como el de las obleas empleadas en la industria. Muchos de estos materiales 2D, al ser depositados epitaxialmente sobre sustratos polares, crecen inevitablemente en nanodominios con orientaciones opuestas. En particular, al depositar una capa de MoSsobre un sustrato como el zafiro, por su estructura cristalina, el MoSforma dominios triangulares que se orientan con la misma probabilidad en direcciones opuestas. Cuando los triángulos se encuentran, sus fronteras operan como defectos que reducen las propiedades electrónicas y ópticas del cristal. 
            
Empleando cálculos de primeros principios, investigadores de Penn State University, EUA, desarrollaron un método que permitirá mejorar la calidad de materiales 2D. Encontraron que si una monocapa de MoSes crecida sobre una monocapa de nitruro de boro hexagonal (hBN), los triángulos se orientan de manera preferencial, ya que los átomos de Mo se anclan en las vacancias del hBN. El control de la orientación de  las estructuras triangulares se verificó experimentalmente por microscopía electrónica de barrido y de transmisión con corrección de aberración. Las investigaciones en este campo continúan para lograr la síntesis escalable de semiconductores 2D.

Los resultados fueron publicados recientemente en Physical Review B
Mas información en Nanotecnology News

sábado, 11 de mayo de 2019

Baterías con ánodo auto-pulido de litio metálico sobre nanofibras de carbono


En la fabricación de baterías que generen alta energía y que operen con larga duración, persiste el problema de estabilizar la estructura del ánodo metálico de litio de tal manera que se evite la formación de estructuras dendríticas. Esta falla se debe a procesos complejos que implican la degradación acelerada del ánodo por el agotamiento del electrolito y del litio metálico.

Investigadores de China y de EUA reportan la estructura de un ánodo compuesto de litio y nanofibras de carbono mesoporoso y un cátodo de óxido de cobalto-manganeso-niquel-litio con alto contenido de niquel. El diseño del ánodo, que posee la propiedad de auto-pulido, mejora la relación de las capacidades de carga entre los electrodos negativo y positivo así como la relación entre el peso del electrolito y la capacidad de carga. La alta estabilidad del ánodo se debe a que las nanofibras de carbono mesoporoso están funcionalizadas con aminas que evitan el crecimiento dendrítico durante el depósito de litio. 

La celda genera una densidad de energía de 350-380 Wh/kg1 y con estabilidad de hasta 200 ciclos. Este rendimiento cumple con las condiciones de operación que se requieren para baterías de litio recargables de alta energía.

Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Nature Nanotechnology.