Electrodos y cables de carbono para prendas de vestir electrónicas

 

Actualmente, los accesorios electrónicos portátiles inteligentes, como los relojes o los anteojos, están muy desarrollados. Por el contrario, el progreso en los textiles electrónicos ha sido lento debido a la dificultad de integrar materiales electrónicos rígidos a los tejidos flexibles. Las prendas de vestir electrónicas requieren fibras conductoras, duraderas, biocompatibles y que se puedan producir a gran escala. 

 

Un equipo de científicos estadounidenses ha creado electrodos y cables lavables, a manera de hilos, que se cosen a las prendas de vestir y transmiten señales a partir de filamentos de nanotubos de carbono puro (CNTT). Estos hilos son suaves como los hilos de coser estándar, pero tienen una conductividad similar al metal y una baja resistencia en la interface con la piel. Los electrocardiogramas (ECG) obtenidos con electrodos CNTT fueron comparables con las señales obtenidas con electrodos convencionales. Los cables de CNTT también se pueden utilizar  para transmitir señales a otras partes de la vestimenta. Finalmente, los textiles se pueden lavar a máquina y estirar muchas veces sin degradar la calidad de la señal. 

 

Estos resultados demuestran la promesa de los textiles sensores y los tejidos electrónicos, con una sensación de prenda de vestir estándar, que se pueden combinar con las técnicas tradicionales de fabricación de prendas.

 

Este estudio se publicó recientemente en Nano Letters

Nano "cámara" para seguir en tiempo real las reacciones químicas

 

Hasta ahora, no se había podido observar en tiempo real lo que sucede durante una reacción química, sólo era posible medir los productos finales del proceso.

 

Un grupo de investigadores de la Universidad de Cambridge fabricó una nano “cámara” que consiste en dos tipos de nanocristales (NCs) (o puntos cuánticos), donde el ensamblaje autolimitante de un componente NC controla la agregación del otro. Esta estrategia utiliza NCs  de InP / ZnS (3 nm) como moduladores de ensamblaje efectivos y de NCs de Au activada por moléculas cíclicas del tipo =C₄H₂N₄O₂= llamadas cucurbit[n]uril donde n es el número de estas moléculas de entre 5 y 60 nm, las cuales funcionan como pegamento de los NCs. Cuando estos elementos se combinan en agua con la molécula bajo estudio,  se forman rápidamente (en segundos)   agregados híbridos coloidalmente estables y los convierte en una herramienta poderosa que permite el monitoreo en tiempo real de reacciones químicas.

 

Al incidir luz, los ensamblajes resultantes  la colectan de manera eficiente dentro de las subestructuras de semiconductores, induciendo procesos de transferencia de electrones fuera de equilibrio, como en la fotosíntesis, que ahora se pueden monitorear con las NPs de Au que funcionan como sensores en tiempo real  aplicando espectroscopía Raman.

 

Pudieron usar la cámara para observar especies químicas que habían sido previamente  predichas teóricamente pero no observadas directamente.

 

La plataforma podría usarse para estudiar una amplia gama de moléculas para una variedad de aplicaciones potenciales  en fotocatálisis y  técnicas fotovoltaicas para la generación de energías renovables. 

 

Los resultados se publican en la revista Nature Nanotechnology.

 

Más información en Cambridge News

Papeles plasmónicos para el cultivo celular y la detección de biomoléculas

 

El papel es un material que posee propiedades como  biocompatibilidad, porosidad, hidrofobicidad, resistencia mecánica, bajo costo y facilidad de producción a gran escala. Asimismo, su estructura se asemeja al microambiente celular. Por esto, el papel resulta ser una alternativa atractiva para generar modelos tridimensionales de cultivos celulares que imiten con precisión la arquitectura del tejido in vivo. 

 

Un grupo de investigadores de México, España y Alemania revisó la importancia de integrar nanomateriales plasmónicos, por ejemplo nanopartículas de Au, dentro de la estructura fibrosa del papel, para generar sustratos o papeles plasmónicos ideales como soporte y que simultáneamente funcionan como biosensores para la detección de señales fisicoquímicas producidas por las células cultivadas sobre ellos.

 

Los papeles plasmónicos junto con la espectroscopía de dispersión Raman  amplificada por la  superficie (SERS), constituyen una poderosa plataforma para detectar las señales químicas producidas por las células  bajo distintas condiciones del cultivo celular. Este tipo de papeles, aunados a la tecnología SERS,  son capaces de detectar metabolitos de muy baja producción durante el cultivo celular, como enzimas, factores de crecimiento, citocinas, aminoácidos, oxígeno y  especies de oxígeno altamente reactivas, entre otros. 

 

Por la misma razón, los papeles plasmónicos combinados con la SERS representan actualmente una herramienta crucial para la detección fácil y de bajo costo de enfermedades crónicas y metabólicas.

 

Los resultados fueron publicados en Materials Today Bio

La pticografía electrónica logra resolución atómica, limitada solo por las vibraciones de la red

 

La microscopía electrónica de transmisión (TEM por sus siglas en inglés) juega un papel destacado en muchos campos de la ciencia como la física, la química, la biología estructural y la ciencia de los materiales. La calidad de las imágenes que se obtienen ha mejorado considerablemente por los avances en la óptica para la corrección de aberraciones, y la resolución espacial puede alcanzar el nivel de 50pm.

 

La pticografía es otro enfoque que consiste en tomar una serie de patrones de difracción barriendo diferentes puntos de la muestra con un haz de electrones de dimensiones muy pequeñas. En el caso de muestras ultra-delgadas como los materiales 2D, se ha logrado una resolución de hasta 3.9pm, lo que equivale a  2.5 veces el límite de difracción de las lentes. Para muestras más gruesas se ha intentado la pticografía de secciones múltiples (rebanadas) que representen a la muestra, pero solo se ha intentado en contadas ocasiones para probar el principio de la técnica.

 

En este trabajo, investigadores de Estados Unidos, Suiza y Alemania, demostraron experimentalmente que la pticografía electrónica multiseccional puede reconstruir imágenes al recuperar la respuesta lineal de la fase en función del grosor de la muestra y lograr así una resolución lateral igual al tamaño atómico intrínseco, limitado solo por las fluctuaciones térmicas.

 

Para las simulaciones y los datos experimentales se utilizaron muestras de PrScO₃. En muestras de hasta 30nm de espesor, lograron observar la separación de dímeros Pr-Pr de 59pm, con una desviación estándar de 0.7pm y una resolución de 16pm.

 

Con esta técnica, combinada con la tomografía, es posible localizar dopantes específicos, individuales o en cúmulos, en las 3 dimensiones, con una resolución mayor al doble de los enfoques convencionales.

 

Los resultados fueron publicados reciente en la revista Science.