Las nanopartículas de bismuto alteran la diferenciación del tejido adiposo

 

Las nanopartículas a base de bismuto (BiNPs) presentan actividad antimicrobiana y propiedades luminiscentes que han atraído la atención para su uso en la biomedicina. Aunque en la actualidad aún no hay productos farmacéuticos que las contengan, se desconocen los   efectos potenciales de la bioacumulación de las BiNPs en las células.

 

Investigadores de Brasil utilizaron células madre mesenquimales (células madre que tienen la capacidad de diferenciarse y formar distintos tipos celulares) derivadas del tejido adiposo humano para evaluar el efecto que las BiNPs de 5-10 nm   sobre la viabilidad y la morfología celular y la función mitocondrial. Encontraron que, en concentraciones superiores a los 345 μg/mL, las BiNPs afectaron la viabilidad y la morfología celular . Por otro lado, en concentraciones menores a 302.24 μg/mL, indujeron un incremento en la proliferación de las células mesenquimales del tejido adiposo, y modificaron el potencial de membrana de la mitocondria. 

 

Las BiNPs en concentraciones de 20.12 a 93.02 μg/mL redujeron la capacidad de las células mesenquimales para diferenciarse en adipocitos, ocasionando  una disminución en la actividad de los genes PPARγ, C / EPBɑ y FABP4,  relacionados con la acumulación de lípidos y la adipogénesis.  Estos resultados indican que, aunque la exposición a las BiNPs no altera la viabilidad de las células, los procesos fisiológicos y bioquímicos asociados a la diferenciación de los adipocitos sí son afectados de forma negativa. Asimismo, se demostró que la diferenciación adipogénica es un parámetro más sensible que los ensayos de viabilidad celular para identificar el daño temprano causado por las NPs a las células madre mesenquimales de tejido adiposo.

 

El artículo se publicó en Toxicology In Vitro 2021

Heteroestructura de Al-Ge-Al en un nanoalambre: clave en la electrónica cuántica

 

La creación de dispositivos híbridos en los que se acoplan dos sistemas bien establecidos -un circuito superconductor y un punto cuántico- constituye un nuevo y promisorio campo de estudio. Estas uniones híbridas ya se han reportado en una amplia variedad de materiales y arquitecturas. Recientemente, el interés se ha centrado en nanoestructuras de germanio (Ge), debido a sus excepcionales propiedades y su adaptabilidad a los procesos de manufactura de dispositivos semiconductores. 

 

Investigadores Francia y Austria desarrollaron un proceso de fabricación en el que utilizaron heteroestructuras de Al-Ge-Al, que consisten en Al monocristalino e interfaces abruptas metal-semiconductor, para producir nanoalambres. El objetivo fue sondear el transporte electrónico a baja temperatura en puntos cuánticos de Ge intrínseco (iGe). 

 

Demostraron la capacidad de sintonizar un punto cuántico de Ge desde un régimen completamente aislante, a uno en el que el punto cuántico conduce mediante la ocupación de un solo hueco, y finalmente a un régimen de supercorriente que se asemeja a un transistor de efecto de campo de Josephson con una corriente crítica máxima de 10 nA a una temperatura de 390 mK.

 

Esta estructura muestra efectos únicos que son particularmente evidentes a bajas temperaturas. El aluminio se vuelve superconductor; pero no solo eso: esta propiedad también se transfiere al semiconductor de germanio adyacente y se puede controlar con campos eléctricos. Esto lo hace adecuado para aplicaciones complejas en tecnología cuántica. Una ventaja particular es que, al utilizar este enfoque, no es necesario desarrollar tecnologías completamente nuevas. En cambio, se pueden utilizar técnicas maduras y bien establecidas de fabricación de semiconductores  para habilitar la electrónica cuántica basada en germanio. 

 

Los resultados se han publicado recientemente en  Advanced Materials.

 

Mas información en Nanotecnology News

Crecimiento de monocapas de grafeno, monocristalinas, de área grande y libre de dobleces

 

Para producir grafeno de alta calidad y escalable a grandes áreas, la ruta de síntesis más promisoria es el método de descomposición química en fase vapor (CVD, por sus siglas en inglés). Las películas así obtenidas, sin embargo, contienen algunas imperfecciones como fronteras de grano, regiones con capas sobrepuestas y pequeñas ondulaciones con alturas menores a 1.5 nm,  o dobleces con alturas que van de decenas a centenas de nanómetros, que degradan el rendimiento de las aplicaciones del grafeno. Estos defectos se generan durante el proceso de enfriamiento, desde 1350 K hasta la temperatura ambiente, por los esfuerzos de compresión interfaciales debido a las diferencias de los coeficientes de expansión térmica entre el sustrato y el grafeno. A pesar de su importancia, el mecanismo de formación de los dobleces no se había estudiado y por lo tanto, no se entendía cómo se forman. Por esta razón, no se había producido grafeno libre de dobleces.

 

En este trabajo, un grupo de investigadores de la Republica de Corea del Sur y de Singapur reportaron un nuevo método de bajo costo para producir grafeno sobre láminas metálicas de Cu-Ni(111) monocristalinas. El método es fácilmente escalable a grandes áreas. El grafeno se produce por CVD en sistemas para producción masiva. La temperatura de crecimiento se mantuvo más baja que la reportada previamente, entre 1000 K y 1030 K. La calidad de las películas obtenidas se determinó en función de las bandas D y G en el espectro Raman, sensibles a los esfuerzos  interfaciales entre el grafeno y la película, asi como por miscroscopía electrónica de transmisión (TEM).

 

Para mayores detalles consultar la revista Nature

Catalizadores monoatómicos de platino anclados en nanocristales de CsPbBr3

 

Las perovskitas de haluro de plomo se han considerado materiales promisorios debido a sus excelentes propiedades fotoactivas y sus aplicaciones en diversos campos como celdas solares, diodos emisores de luz y fotodetectores. En particular, los nanocristales (NC) de haluro de plomo, de fórmula CsPbX₃ (X = Br, I ) son prometedores en fotocatálisis, más cuando se combinan con átomos individuales de metal. Sin embargo, estos nanocompositos aún no se han logrado sintetizar experimentalmente, principalmente debido a la débil interacción entre el átomo de metal y la superficie de CsPbX₃.

 

En este trabajo, un grupo de investigadores de China y Canadá demostró mediante un método fotoasistido que es posible depositar  átomos individuales de Pt en los NC de CsPbBr₃. Primero se oxida parcialmente la superficie y posteriormente se anclan los átomos individuales de Pt por medio de enlaces Pt-O y Pt-Br.  Empleando la teoría del funcional de la densidad (DFT, del inglés density functional theory), los investigadores encontraron que el depósito de átomos individuales de Pt cambia significativamente las propiedades fotoactivas de los NC de CsPbBr₃ al inducir la generación de estados de trampa profundos en la banda prohibida, lo que da como resultado una separación rápida de pares electrón-hueco fotogenerados. Debido a la rápida transferencia de los portadores desde el CsPbBr₃ excitado a los átomos individuales de Pt, el nanocomposito Pt/CsPbBr₃ exhibe una alta actividad en la semi-hidrogenación fotocatalítica de propino (CH₃C≡CH).

 

Los NCs de CsPbBr₃ pueden ser un sustrato adecuado para anclar otros átomos individuales de metal, como Cu, Au, Ag, Pd, etc.

 

Este trabajo fue publicado en ACS Nano