Nanopartículas metálicas confinadas en materiales nanoporosos cristalinos: una clase fascinante de nanocatalizadores

Los materiales nanoporosos cristalinos con estructuras porosas homogéneas –como las zeolitas– han mostrado ser soportes ideales para confinar nanopartículas metálicas ultra-pequeñas dentro de sus nano-espacios vacíos, convirtiéndolos en nano-catalizadores altamente eficientes. Exhiben excelentes propiedades catalíticas y selectividad de forma de la molécula, gracias a su matriz nanoporosa. Además, el efecto sinérgico entre las nanopartículas metálicas confinadas y los sitios activos de la superficie de los canales nanoporosos también contribuye a la actividad catalítica de estos catalizadores compuestos. Un equipo de investigadores de la Universidad China de Jilin reportaron avances en las estrategias de síntesis que permiten obtener nanopartículas ultra pequeñas (<5 nm), cúmulos e incluso átomos individuales confinados en las zeolitas. Estos materiales combinan la selectividad, la estabilidad y la sinergia entre metal y soporte, para constituir una nueva clase fascinante de nanocatalizadores que se pueden utilizar en diversas reacciones de catálisis heterogénea.

Los resultados fueron publicados en la revista ADVANCED MATERIALS.

Primeras medidas de transporte electrónico en el germaneno

Al igual que los materiales derivados del carbono, como el grafeno, el germaneno es un material 2-D derivado del germanio. El germaneno no es estable en condiciones fuera del vacío –donde se produce– por lo que es muy complicado medir sus propiedades electrónicas. Sin embargo, un grupo de científicos logró producir dispositivos con germaneno estable a partir de tratamiento térmico del germanano (germaneno terminado en hidrógeno, GeH). 

Reportan un estado metálico altamente conductor con una resistividad de ∼10–7 Ω·m que es varios órdenes de magnitud más baja que en cualquier otro alótropo de germanio. Las medidas de resistividad, los espectros de Raman y el cambio de espesor medido por el AFM, sugieren que la alta conductividad se asocia a la deshidrogenación durante el tratamiento térmico, que transforma las hojuelas delgadas de germanano en germaneno de múltiples capas. Además, se observa evidencia sólida para una fuerte interacción espín-órbita en germanano/germaneno. La posibilidad de construir germaneno metálico con una excelente conductividad y una fuerte interacción espín-orbita promete allanar el camino para dispositivos espintrónicos.

Los resultados fueron publicados en la revista Nano Letters.

Mas información en Nanotechnology News.

Eliminación de impurezas de CO en la producción de hidrógeno en celdas de combustible

Uno de los problemas que enfrentan  las celdas de combustible es el envenenamiento del catalizador por impurezas (1%) como el monóxido de carbono (CO) presente en el hidrógeno generado. Desde luego que la solución sería la oxidación preferencial del CO disuelto en el hidrógeno. Para esto se requiere un catalizador muy selectivo que lleve a cabo la oxidación  en un amplio intervalo de temperaturas y que la eliminación del CO alcance niveles inferiores a 50 partes por millón. 

En este trabajo, un grupo de investigadores de China y Suecia, reporta la eliminación del 100% de CO mediante la dispersión a nivel atómico de  hidróxido de hierro, depositado selectivamente sobre nanopartículas de Pt, empleando el método ALD (por sus siglas del inglés Atomic Layer Deposition). Las nanopartículas de Pt están soportadas en una superficie de dióxido de silicio. La reacción se lleva a cabo en un intervalo de temperaturas que van de -75 a 107 ^oC. Se encontró que la especificidad de este sistema es 30 veces mayor que la que se logra con un catalizador convencional de Pt soportado sobre óxido de hierro. Esta investigación sugiere una nueva metodología para diseñar catalizadores metálicos de alta actividad. 

Los resultados fueron publicados en la revista Nature.

El efecto hipertérmico de nanopartículas magnéticas sobre protozoos de Leishmania mexicana

La Leishmaniasis es una enfermedad infecciosa causada por protozoos del género Leishmaniay transmitida a los humanos por insectos en regiones tropicales de África, América y Medio Oriente. La OMS reporta cerca de 1 millón de casos nuevos anualmente. Las terapias actuales se  basan en fármacos que por lo general son tóxicos, de difícil administración y alto costo. 

Un grupo interdisciplinario de científicos del Reino Unido reportó recientemente el uso de la hipertermia local generada mediante nanopartículas magnéticas de óxido de hierro, como nuevo tratamiento contra infecciones por Leishmania mexicana. Las nanopartículas magnéticas de 66 nm en promedio elevaron localmente la temperatura de un medio de cultivo con parásitos hasta 50°C, mediante la inducción de la hipertermia por un campo magnético de 30 mT. El aumento de la temperatura producido por las nanopartículas magnéticas, generó extenso daño celular en los parásitos. Éste fue comprobado mediante análisis de inmuno-fluorescencia y microscopías electrónicas de transmisión (TEM) y de barrido (SEM). 

Este trabajo muestra que la hipertermia magnética puede ser un método efectivo para combatir parásitos intracelulares como la Leishmania.

Los resultados fueron publicados recientemente en Scientific Reports.