Nanopartículas metálicas que se transforman en átomos individuales estables

Los catalizadores compuestos por átomos de metales nobles y cúmulos metálicos muy pequeños, tienden a sinterizarse y formar nanopartículas a temperaturas elevadas. Un grupo de investigadores de instituciones de China, reportaron el efecto contrario: nanopartículas de metales nobles (Pd, Pt, Au) soportadas en distintos sustratos se transforman en átomos individuales térmicamente estables, a temperaturas superiores a 900 °C, en atmósfera inerte. 

Este efecto se confirmó mediante microscopía electrónica de transmisión y barrido (STEM) con aberración corregida y por estudios de la estructura fina en la absorción de rayos X (EXAFS). La dinámica del proceso de transformación entre nanopartículas y átomos individuales, se registró in situ en un microscopio electrónico de atmósfera controlada, y se observó una competencia entre el proceso de sinterizado y el  de atomización. Los cálculos realizados con la teoría del funcional de la densidad electrónica, revelaron que esta transformación se debe a la formación de una estructura termodinámicamente más estable Pd-N4, que muestran superior actividad y selectividad en procesos de semi-hidrogenación de acetileno.

Estos estudios fueron publicados en Nature Nanotecnology.

Nuevo nanomaterial terapéutico que abate síntomas ocasionados por la artritis reumatoide

La artritis reumatoide es una enfermedad que ocasiona inflamación crónica en las articulaciones y es una de las principales causas de discapacidad motriz. Los terapéuticos biológicos actuales como las anti-citosinas no han obtenido los resultados esperados debido a la compleja red de interacciones intermoleculares en los sitios de inflamación. 

Un grupo de la Universidad de California en San Diego, desarrolló un nanomaterial que consiste en nanopartículas esféricas de aproximadamente 50 nm de un polímero de ácido poliglicólico (PLGA),  recubiertas con membranas de células del sistema inmune (neutrófilos). 

Estos compositos adquieren los receptores de la membrana celular y se comportan como nanoesponjas, absorbiendo de manera específica las moléculas que desencadenan el proceso inflamatorio. En pruebas in vivo, las  nanoesponjas también mostraron alta penetrabilidad en el tejido con colágeno y protegieron contra daños posteriores.

Esta nanotecnoIogía abre el camino hacia nuevos materiales biomiméticos, biodegradables y de  mayor eficiencia que las terapias tradicionales. 

El trabajo fue publicado recientemente en Nature Nanotechnology.

más información en Phys.org.

Comportamiento dieléctrico anómalo del agua confinada en la nanoescala

Teóricamente se predice que la constante dieléctrica del agua interfacial debe ser mucho menor que el valor ε ≈ 80 correspondiente al agua en bulto, debido esencialmente a la pérdida de la libertad de rotación de los dipolos.

Empleando la microscopía de fuerza atómica y con la construcción de un arreglo experimental basado en canales delgados fabricados con nitruro de boro hexagonal (hBN) aislante, situados sobre una base de grafito conductor, un grupo internacional de investigadores, estudió el comportamiento dieléctrico del agua confinada en dichos canales, cuya altura puede variar de 1 a 300 nm. Sus experimentos revelan que, en capas interfaciales, el agua exhibe una polarización muy pequeña con ε de aproximadamente 2.  Demostraron que una capa de agua de 2 a 3 moléculas de espesor es dieléctricamente inactiva. 

Los resultados son de gran utilidad para las teorías que describen las interacciones superficiales mediadas por el agua y abre el camino a la investigación de las propiedades dieléctricas de otros fluidos o sólidos bajo condiciones de confinamiento.

Los resultados se publicaron recientemente en Science.

Mas información en MRS Bulletin.