Microscopía electrónica de transmisión de nanopartículas suspendidas en líquidos

La estructura de las nanopartículas se caracteriza mediante el microscopio electrónico de transmisión.   Por lo general, las muestras están en estado sólido y soportadas sobre un sólido. Un grupo de investigadores de EE.UU., Australia, y Corea del Sur desarrollaron una técnica de microscopía electrónica para generar imágenes en 3D de nanopartículas de platino suspendidas en solución. Examinaron las nanopartículas encapsuladas en una celda de grafeno capaz de retener el líquido, manteniendo la fase líquida en el  vacío del microscopio electrónico. A partir de una serie de imágenes 2D reconstruyeron la geometría 3D de las nanopartículas.

Los resultados de estas investigaciones fueron publicados en Science

Nuevos materiales híbridos de fosforeno y grafeno que abaratan las baterías

Un grupo de Stanford, EEUU, ha desarrollado una nueva batería más barata e igual de eficiente que la conocida batería de litio. El beneficio reside en que utiliza iones de sodio, que es mas barato y accesible. El ánodo fabricado utiliza un material híbrido conformado por fosforeno entre dos capas de grafeno. Las muestras se analizaron  in situ con técnicas de microscopía electrónica de transmisión y ex situ de difracción de rayos X. La función del grafeno en la batería es asegurar que el transporte de electrones sea eficiente.

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.194.html

 

Enfocando átomos individuales con el microscopio de fuerza atómica

En los últimos años, el microscopio de fuerza atómica (AFM) se ha utilizado para obtener imágenes de moléculas orgánicas con resolución submolecular, uniendo una molécula de monóxido de carbono a la punta del microscopio. Ahora, investigadores alemanes han demostrado que la técnica se puede utilizar para obtener imágenes de los átomos y cúmulos metálicos con resolución subatómica. Examinaron átomos de cobre y de hierro individuales, adsorbidos sobre una superficie de cobre. Los átomos aparecen como estructuras toroidales. Esto es debido a la estructura electrónica de los átomos, y, en particular, al resultado de la atracción electrostática en el centro de los átomos y a las repulsiones de Pauli (interacción de intercambio) en los bordes. Además, la imagen toroidal depende de la simetría del enlace del átomo con respecto a la estructura de la superficie de cobre. Cuando se  enfoca  la imagen  en  los pequeños cúmulos de átomos de hierro, las estructuras aparecen como toroides que conectan a los átomos.

http://www.sciencemag.org/content/348/6232/308.full

Crecimiento epitaxial de estaño bidimensional

Un grupo de científicos de China y EUA, logró sintetizar una capa bidimensional de estaño, a la que llamaron “estañeno” (del término stanene), sobre un sustrato de Bi₂Te₃ por crecimiento epitaxial con haces moleculares (MBE). La síntesis del estañeno sienta las bases para la investigación experimental y aplicación de sus propiedades las cuales fueron predichas teóricamente, hace dos años, por investigadores de la Universidad de Stanford en California encabezados por Shou-Cheng Zhang.  Entre sus propiedades destacan un comportamiento aislante topológico 2D con alto valor de la brecha, conducción eléctrica a temperatura ambiente sin pérdida de calor, y efecto Hall anómalo cuántico cercano a la temperatura ambiente. Estos resultados fueron publicados recientemente en Nature Materials.

Los filamentos de miosina revelan información importante para la coordinación mecánica en la ingeniería de nanomotores

El sarcómero es una proteína muscular que se compone de decenas de miles de motores de miosina, proteína fibrosa abundante en el músculo, que se autoensamblan con la proteína actina, formando una estructura hexagonal. Este complejo tiene como función la generación de movimiento a gran escala y de gran fuerza. Este mismo principio fue utilizado por un grupo de investigadores de las Universidades de Michigan y de Stanford en EEUU para fabricar nanomotores de filamentos de miosina artificiales autoensambladas con nanotubos de ADN. Este nuevo modelo experimental ha sido muy exitoso, debido a que proporciona un control tan preciso como el movimiento muscular a una velocidad considerable.

Los resultados de estas investigaciones fueron publicados recientemente en Nature Nanotechnology

Electroquímica a escala atómica manipulada por microscopia de efecto túnel

Muchos óxidos multiferroicos se investigan en películas delgadas por su gran potencial de aplicación en nuevos dispositivos de almacenamiento de datos, sensores multifuncionales, para la espintrónica, entre otros. Sin embargo, muy poco se conoce sobre la dinámica de los procesos reactivos que ocurren en la superficie de tales compuestos a nivel atómico. Un grupo de investigadores dirigido por Sergei Kalinin, del Center for Nanophase Materials Science en Tennessee, EUA, ha comenzado a desentrañar los misterios de las reacciones electroquímicas empleando un microscopio de efecto túnel, estudiando la superficie de películas delgadas de La_0.625Ca_0.375MnO₃. Los autores demuestran la capacidad de realizar y de monitorear los procesos electroquímicos superficiales, incluyendo la formación de vacancias de oxígeno y la remoción y/o deposición de átomos individuales o cúmulos.

http://www.materials360online.com/newsDetails/54637

http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/106/14/10.1063/1.4917299

Nanocompositos multifuncionales ayudan a diagnosticar y tratar el cáncer.¬

Recientemente, la revista Nanotechnology* reportó el trabajo de un grupo de investigadores chinos que diseñaron un novedoso agente terapéutico y de diagnóstico  basado en nanoesferas huecas de oro  y nanopartículas (NPs) de óxido de hierro superparamagnético.

Se aprovechan las conocidas y ampliamente aplicadas propiedades de Fe₃O₄ para la producción de imágenes por resonancia magnética por una parte, y las nanoesferas huecas de oro con sus excelentes propiedades de conversión fototérmica así como sus conocidas resonancias de plasmones de superficie. Además, las nanoesfras de oro se pueden funcionalizar con ácido fólico para la localización de las células cancerosas.  Estas propiedades resultan ideales para la producción de imágenes fotoacústicas y terapias fototérmicas en células cancerosas.

*Ling-Yu Bai et al 2015 Nanotechnology 26 315701