Autoensamble de nanofibras híbridas de proteínas

Las fibras de proteínas a escala nanométrica son materiales muy comunes en la naturaleza, ocurren, por ejemplo, en la seda de araña, la madera o en el tejido conectivo como los tendones. No obstante, la formación in vitro de las nanofibras es compleja, lo cual limita su aplicación directa y escalamiento en áreas como la nanomedicina.

Un grupo de investigación alemán estudió la formación de nanofibras híbridas de proteínas, a partir de hemoglobina y albúmina de suero en solución, las cuales, después de un tratamiento de desnaturalización por etanol a 65 °C, se auto-ensamblaron formando fibras de composición heterogénea. La caracterización de las nanofibras híbridas (de 22 – 59 nm de ancho y hasta 6 um de longitud ) se hizo mediante espectroscopía Raman de alta sensibilidad. Las fibras están formadas por albúmina y contienen hemoglobina intercalada con grupos hemo activos. La formación controlada de nanofibras proteicas podría ser utilizada para preparar andamios tridimensionales para el cultivo de tejidos y regeneración celular.

Los resultados fueron publicados recientemente en ACS Nano.

Mayor información en Science Daily.

Fragmentación del ordenamiento magnético con monopolos

El desarrollo de nuevos modelos teóricos para explicar la complejidad de la materia condensada ha permitido el descubrimiento de nuevos estados del sólido no convencionales, como los sistemas magnéticos de hielos de espín, donde aparecen excitaciones exóticas tales como “cargas” magnéticas llamadas monopolos, prohibidos en la teoría clásica. Para la física cuántica, los monopolos son cuasipartículas que siguen leyes análogas a las cargas electrostáticas interactuando según la ley Coulombiana.

Un grupo de investigadores de Europa demostraron teórica y experimentalmente la presencia del fenómeno de la fragmentación en el ordenamiento magnético de estructuras tipo hielo de espín como los pirocloros de iridatos de tierras raras empleando el compuesto Ho₂Ir₂O₇. Los autores proponen un mecanismo de inyección de tetraedros con momentos magnéticos apuntando hacia adentro o hacia afuera que funcionan como si fueran un monopolo magnético. Los momentos magnéticos se fragmentan debido al campo magnético cristalino escalonado en una parte ordenada (tetraedros de Ho) y en otra de fluctuaciones constantes (tetraedros de Ir). 

La naturaleza diferente de las excitaciones en tales estados fragmentados abre el camino para la sintonización de comportamientos dinámicos e inducidos por campo.

Los resultados fueron publicados en Nature Communications

Mas información en MRSBulletin

Oxidación rápida del Cu poroso inducida por nano-maclas

Se trató la aleación  Al₂Cu por ataque químico con una solución acuosa de HCl para eliminar el aluminio y se obtuvo un tipo de Cu poroso (tipo Raney). Este Cu poroso exhibe una alta densidad de maclas con un tamaño de dominio promedio de aproximadamente 3 nm a lo largo de la dirección ⟨111⟩. Muestra una oxidación rápida en comparación con los polvos de Cu sin maclas. La geometría superficial en forma de V de las maclas favorece la formación de los elementos estructurales básicos de Cu₂O. La rápida oxidación del Cu poroso, obtenido por ataque químico húmedo, puede explicarse por la formación de centros de nucleación de óxido de cobre (I) y su alta densidad. El maclado del Cu permite una oxidación más rápida que cuando se usa Cu sin estos defectos. Usando cálculos ab inicio de Teoría Funcional de la Densidad (DFT) se demuestra que en estas maclas se generan centros de nucleación para el crecimiento del Cu₂O.

Después del recocido a 873 K durante 24 h desparecieron las maclas. Simultáneamente, disminuyó la velocidad de oxidación.

Los resultados fueron publicados recientemente en Inorganic Chemestry

Grafeno como emisor ultra rápido de luz

Uno de los requisitos clave en el futuro de las tecnologías de comunicaciones es una fuente de luz a nanoescala capaz de emitir pulsos de luz ultra rápidos. En un nuevo estudio, un grupo de investigadores de varios paises, ha demostrado que el grafeno puede ser un candidato ideal para tal fuente de luz. Señalaron que los dispositivos a base de grafeno emiten pulsos de luz con un ancho de banda de hasta 10 GHz y con una duración de menos de 100 picosegundos (o sea emiten 10¹⁰ pulsos por segundo).

Como explican los científicos, el grafeno tiene propiedades como estabilidad a alta temperatura y baja capacidad calorífica  que lo convierten en un candidato prometedor como emisor de luz ultra rápido. Para lograr los pulsos ultra rápidos, el grafeno se encapsuló en nitruro de boro hexagonal (hBN). Esta encapsulación permite que el grafeno alcance temperaturas suficientemente altas para emitir luz brillante en el visible e infrarrojo cercano, con buena estabilidad y enfriamiento rápido. Se estimó la vida útil del dispositivo en 4 años.

En resumen, el dispositivo genera pulsos de luz ultra rápidos con duración corta y tasa de modulación varios órdenes de magnitud más rápida que los emisores térmicos convencionales.

Los resultados fueron publicados recientemente en Nano Letters