Traje blindado super resistente con nanopartículas

Un nuevo tipo de fibra de carbono desarrollada en la Universidad de Cambridge se podría utilizar para tejer trajes blindados super resistentes para el ejército y las fuerza de la ley.

Los investigadores afirman que su material ya es varias veces más resistente, duro y consistente que las fibras utilizadas actualmente en la fabricación de prendas protectoras.

Esta ligera fibra, hecha de millones de diminutos nanotubos de carbono, está empezando a mostrar unas propiedades asombrosas. El nuevo material ha sido desarrollado por un grupo del Departamento de Ciencias de los Materiales y Metalurgia de Cambridge. El descubrimiento ha surgido a partir de la iniciativa para crear la fibra sintética más resistente del mundo.

"Estas fibras de nanotubos poseen unas características que permiten tejerlas, en forma de prendas de ropa, o incorporarlas en materiales compuestos para producir productos super resistentes", señala el Prof. Windle.

Para los trajes blindados, la resistencia de las fibras de un tejido es un parámetro fundamental. Otro sería la deformación hasta la rotura, es decir, cuánto se puede estirar el material antes de que se rompa.

La fibra creada en Cambridge es muy resistente, ligera y buena absorviendo energía en forma de fragmentos que viajan a gran velocidad.


Fuente y artículo completo: BBC Science

Musculos artificiales con nanotubos de carbono

Según afirma el investigador Jonghwan Suhr, de la Universidad de Nevada, un estudio reciente podría dar lugar a nuevos materiales que imiten el tejido biológico y a músculos artificiales.

El profesor ayudante de ingeniería mecánica ha estado trabajando en la capacidad de los nanotubos de carbono para resistir al estrés reiterado y mantener su integridad estructural y mecánica, similar al comportamiento de los tejidos blandos. Aunque en la última década se ha investigado mucho sobre las propiedades mecánicas de las estructuras de nanotubos de carbono, este estudio es el primero en explorar y documentar su comportamiento de fatiga. “Si estos nanotubos pueden imitar a los músculos artificiales, algún día se podrían utilizar como tejido blando de la pared estomacal o incluso como tendones en el cuerpo”.

Suhr y un equipo de ingenieros nacionales probaron la capacidad de los nanotubos para resistir la fatiga construyendo un bloque de 2mm2 en el que se alinearon verticalmente millones de nanotubos. A continuación, comprimieron este bloque repetidas veces entre dos placas de acero; una vez cada 0,75 segundos durante más de 100 horas.

Tras 500.000 compresiones en las que los tubos aplastaron hasta un 75% de su longitud original, el bloque continuaba expandiéndose una y otra vez hasta casi alcanzar su forma original. La acción es similar a la capacidad de los músculos reales para volver a su forma original tras una serie de continuas contracciones y extensiones.

Algunos de los nuevos materiales se podrían utilizar para impulsar robots y miembros protésicos, así como en tejido artificial para implantes. Suhr está combinando ahora los nanotubos con diferentes polímeros, que controlan cuándo se estira un músculo artificial para mejorar su resistencia a la fatiga.


Fuente: The University of Nevada Reno

Nanotubos de boro

Nuevas posibilidades para los nanotubos de boro

Aunque algunos científicos han conseguido desarrollar nanotubos de boro, todavía se desconoce la naturaleza de su estructura. Se han propuesto diferentes teorías en relación con la composición de estos nanotubos, pero a menudo resultan en estructuras que no son lo suficientemente estables.

Sohrab Ismail-Beigi, profesor de la Universidad de Yale, y su alumno de postgrado Hui Tang, creen haber descubierto la estructura más estable hasta la fecha. Su teoría está basada en algo que los científicos pasaron por alto anteriormente: la importancia de la diferencia entre los enlaces de dos centros y los de tres centros.

“La apreciación de estos dos sistemas diferentes de enlace explica por qué las nuevas estructuras que hemos descubierto son más estables y nos enseña más sobre otras posibles estructuras del boro todavía por considerar”, comentó Ismail-Beigi a PhysOrg.com.

“Para los nanotubos de carbono”, señaló, “la estructura del grafeno basada en un enlace de dos centros es la más estable. Pero no es igual en el caso del boro. Estamos hablando de toda una nueva clase de láminas de boro, con nuevas series de estructuras posibles, que son más estables que las supuestas previamente”. La teoría de los enlaces en nanotubos de boro de Ismail-Beigi y Tang se ha publicado en la revista Physical Review Letters con el título “Novel Precursors for Boron Nanotubes: The Competition of Two-Center and Three-Center Bonding in Boron Sheets.”
Fuente: PhysOrg

Nanotecnología para nave espacial

Concepto de nave espacial capaz de alcanzar un 10% de la velocidad de la luz con nanotubos de carbono para incrementar su eficacia

Desarrollan una idea teórica de nave espacial que podría alcanzar velocidades de alrededor de un 10% de la velocidad de la luz.

Propulsada por plasma dirigido a través de una boquilla magnética, la Mini-Mag Orion está pensada para explorar el sistema solar en espacios de tiempo relativamente cortos. El sistema se podría utilizar para llegar a Júpiter con una carga de 100 toneladas en un año aproximadamente.
El blog Advanced Nanotechnology ha estudiado las cifras necesarias para lograrlo y ha concluido que toavía hay que refinar algunas partes, entre las que se incluyen el uso de nanotubos de carbono en algunos componentes para reducir su peso a un 10% del de la pieza original.

Fuente: Azonano

Nanotubos de carbono para luchar contra el cáncer

La cura del cáncer es una de las muchas promesas de la nanotecnología. Aunque los científicos han estado realizando sorprendentes progresos en este campo, todavía hay dificultades importantes por superar antes de que las terapias anticáncer dirigidas y altamente selectivas estén disponibles para uso clínico.

Un sistema para erradicar el cáncer basado en nanotecnología debe contar con cuatro elementos:

1. Formación de imágenes molecular, a nivel celular, de modo que incluso las sobreexpresiones más leves puedan ser monitorizadas;
2. Dirección molecular eficaz tras identificar una superficie específica o marcadores de ácidos nucleicos;
3. Una técnica para eliminar las células identificadas como cancerosas en función de la imagen molecular, por medio de terapia fotodinámica o administración de fármacos;
4. Una técnica de imagen molecular posterior para controlar la eficacia terapéutica.

Uno de los problemas, hoy en día, es que estas cuatro técnicas se utilizan por separado o de forma ineficaz, dando lugar a un pobre resultado terapéutico global. Ahora, en lo que podría suponer un salto cuántico en el tratamiento del cáncer con nanotecnología, los investigadores han integrado estas técnicas realizándolas de forma simultánea in vitro, con unos resultados que muestran una mayor eficacia terapéutica en la destrucción de células cancerosas. Su demostración de dirección molecular multicomponente de receptores de superficie y subsiguiente destrucción fototérmica de células cancerosas utilizando nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) podría conducir a una nueva clase de administración molecular y sistemas terapéuticos para el tratamiento del cáncer.

Fuente: Nanotechnology Now

Avances en transistores de nanotubos

Controlar el crecimiento de los nanotubos de carbono sobre grandes áreas de superficie es fundamental para fabricar transistores con suficiente salida de corriente y unas propiedades coherentes para utilizarlos en circuitos electrónicos. En un avance significativo hacia esta electrónica basada en nanotubos, investigadores de la Universidad de Illinois, en Urbana Champaign (UIUC), han cultivado filas de nanotubos de carbono perfectamente alineados sobre cristal de cuarzo y utilizaron estas matrices para fabricar transistores. Los electrodos de estos transistores se encuentran en los extremos de las filas de nanotubos de modo que miles de nanotubos unen ambos electrodos, incrementando la corriente.

En un trabajo publicado en Nature Nanotechnology, los investigadores, dirigidos por John Rogers, profesor de ingeniería y ciencias de los materiales de la UIUC, han demostrado que los transistores hechos con alrededor de 2.000 nanotubos pueden transportar corrientes de un amperio (miles de veces más de lo posible con nanotubos individuales). Los investigadores han desarrollado también una técnica para transferir las matrices de nanotubos a cualquier sustrato, incluido el silicio, el plástico y el vidrio.

Fuente: Technology Review

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Ver como crecen los nanotubos

La síntesis de los nanotubos de carbono (CNT) es un campo que avanza con rapidez, pero todavía hay mucho que los científicos desconocen acerca de cómo se forman y crecen los nanotubos. La síntesis, a pesar de su rápido desarrollo, es actualmente el aspecto más débil de la mayoría de las aplicaciones de los nanotubos, siendo objetivos fundamentales una alta precisión de diámetro, una elevada producción y el control de quilaridad. Tradicionalmente, las herramientas de caracterización in situ han acelerado el progreso en la síntesis de numerosos materiales avanzados y existe la idea generalizada de que las herramientas in situ pueden mejorar también la síntesis de nanotubos. Lo ideal sería poder detector los nanotubos de forma individual y en conjuntos a medida que crecen y calcular sus propiedades físicas a la vez que se imponen unas restricciones mínimas en el método de síntesis.

Dicho de otro modo, con una buena comprensión del proceso de síntesis podríamos controlar mejor el producto. Por otra parte, observando los nanotubos a medida que crecen, se entenderá mejor el proceso de crecimiento y se caracterizará mejor el producto una vez terminado dicho proceso. Es esencial obtener un mayor control sobre las características físicas de los nanotubos para facilitar muchas aplicaciones, así como numerosos estudios fundamentales. Aunque, actualmente, la deposición química de vapor (CVD) es un método muy estándar para la síntesis de nanotubos de carbono, en realidad no existen herramientas in situ estándares para caracterizar los nanotubos durante su crecimiento. Investigadores canadienses han demostrado, recientemente, cómo la imagen global de Raman (GRI) se puede utilizar para caracterizar el crecimiento de los nanotubos de carbono por CVD in situ y en tiempo real.


Fuente: Nanowerk

Nueva tecnología de producción de nanotubos de carbono

Científicos de la Academia Nacional de las Ciencias de Bielorrusia, en colaboración con colegas de la India, han desarrollado una nueva tecnología de producción de nanotubos de carbono.

Según los expertos, los nanotubos de carbono impulsan considerablemente las propiedades de los compuestos poliméricos. Gracias a esta nueva tecnología, la producción de nanotubos de carbono se ha abaratado.

Los científicos de los dos países han creado una planta de prueba de nanotubos de carbono con una capacidad de producción de 10 gr. por hora.


Fuente: Azonano

Aerogel con nanotubos de carbono

Los nanotubos de carbono (CNTs) han despertado la imaginación de muchos científicos e ingenieros como resultado de las propiedades de los tubos de forma individual (por ejemplo, conductividades térmicas y eléctricas muy altas, elevada rigidez, etc.). Sin embargo, a menudo se lían las cosas cuando se intenta trabajan con ellos de forma colectiva, como en compuestos. Las redes tridimensionales de nanotubos de carbono suelen estar hechas con un material de apoyo, como en compuestos poliméricos o dispersión líquida.

Aunque se han observado de forma transitoria redes de nanotubos de carbono en hornos con montones de materia prima de nanotubos, este enfoque no permite mucho control experimental sobre la red resultante. Un nuevo enfoque para fabricar redes de nanotubos de carbono son los aerogeles.

Los aerogeles son materiales novedosos por derecho propio: un material derivado de un gel en el que el componente líquido ha sido reemplazado por gas. El resultado es un sólido de densidad extremadamente baja. Desde el punto de vista microscópico, los aerogeles se componen de redes débiles de nanopartículas agrupadas. Estos materiales tienen a menudo propiedades únicas debido a su elevado ratio fuerza/peso y área de superficie/volumen. Hasta la fecha, la mayoría de los aerogeles están hechos de sílice o de polímeros orgánicos pirolizados. Fabricar los aerogeles con nanotubos de carbono ofrece oportunidades de mejora sobre las actuales tecnologías de los aerogeles de carbono en dispositivos como sensores, actuadores, electrodos o dispositivos termoeléctricos.

Fuente: Nanowerk

Intercambio entre agua y gas dentro de nanotubos

Científicos de la Universidad Metropolitana de Tokio y del Instituto de Investigación en Nanotecnología del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón han demostrado, conjuntamente, la adsorción de moléculas de agua en nanotubos de carbono de pared sencilla (SWCNT) en diferentes atmósferas de gas y descubrieron el fenómeno de "transición de intercambio".

La "transición de intercambio", caracterizada como un intercambio entre moléculas de agua en el interior de los SWCNT y las moléculas del gas en la atmósfera, se verificó para siete tipos de gas: argón, criptón, oxígeno, nitrógeno, metano, etano y dióxido de carbono. Las condiciones para que se produzca la transición de intercambio dependen del tipo de gas. Por ejemplo, con el metano a 1 atmósfera y -30°C o menos, las moléculas de agua son expulsadas de los nanotubos de carbono y reemplazadas por moléculas de metano. Por el contrario, cuando se utilizó helio, hidrógeno o neón, las moléculas de agua permanecieron estables en el interior de los nanotubos de carbono a temperaturas de -170°C o por debajo (Figura 1). Utilizando este fenómeno, los nanotubos de carbono de pared sencilla rellenos de agua se pueden utilizar como una nanoválvula selectiva de moléculas.

Además, el cambio repentino en la resistencia eléctrica de la lámina de nanotubos de carbono debido a la transición de intercambio se puede utilizar para crear un nuevo sensor de gas que permite la selección de gases sin ningún tratamiento químico especial, ni recubrimiento o similar. La Universidad Metropolitana de Tokio y el AIST planean llevar a la práctica el sensor de gas y la nanoválvula selectiva de moléculas e invitar a empresas con tecnologías relacionadas a que participen.

Fuente: AIST

Vídeo de formación de nanotubos

Un equipo de científicos, que incluye investigadores de la Universidad de Cambridge, ha producido con éxito una grabación de vídeo en vivo que muestra como se forman los nanotubos de carbono, más de 10.000 veces más pequeños en diámetro que un cabello humano. Las secuencias del vídeo muestran como las nanofibras y los nanotubos se colocan alrededor de minúsculas partículas de níquel, ofreciendo una visión más clara de cómo se autoensamblan estas estructuras microscópicas.

Estos dos vídeos muestran cómo el níquel reacciona en un proceso conocido como deposición química catalítica de vapor (CCVD). Este es uno de los muchos métodos para la producción de nanotubos e implica la aplicación de un gas que contiene carbono (en este caso, acetileno) a diminutas gotas cristalinas conocidas como "islas catalizadoras" (el níquel).

En condiciones adecuadas para la creación de nanofibras, el catalizador se vio estrujado cada vez más, de forma gradual, a medida que el carbono se formaba a su alrededor. Cuando se redujo la aplicación del gas para crear los nanotubos de carbono de pared simple, el carbono en cambio se despegó del catalizador para formar una estructura tubular.



Fuente: University of Cambridge

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Método para evaluar la calidad de nanotubos

Investigadores del National Institute of Standards and Technology afirman que las pruebas de viabilidad iniciales muestran que el método no sólo es más rápido que la técnica estándar de análisis, sino que permite visualizar, de forma más eficaz, muestras mucho más pequeñas de pureza y consistencia y detecta mejor la variabilidad de las muestras.

Los nanotubos de carbono poseen unas propiedades únicas, además de una conductancia térmica y eléctrica, que podrían ser útiles en campos como el aeroespacial, la microelectrónica y la biotecnología. Sin embargo, estas propiedades varían mucho dependiendo de las dimensiones, la uniformidad y la pureza química de los nanotubos.

El nuevo método NIST implica la aplicación en spray de recubrimientos de nanotubos sobre un cristal de cuarzo, calentando de forma gradual el cristal con el recubrimiento, y midiendo el cambio en su frecuencia de resonancia como formas diferentes de evaporación del carbono. La frecuencia cambia en proporción a la masa del recubrimiento y los científicos utilizan eso como medida de estabilidad a diferentes temperaturas para calibrar la consistencia entre muestras.

Fuente: Daily India

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Memoria no volátil con nanotubos

En medio de una extensa y, posiblemente, lucrativa búsqueda de memorias no volátiles de última generación, científicos de la Universidad de California han puesto en marcha una interesante característica de los nanotubos de carbono. Introduciendo un nanotubo hueco en un segundo nanotubo (ligeramente mayor), los científicos han logrado un rápido movimiento de plegado que se podría aplicar a memorias binarias o de triple dígito para futuros ordenadores a escala molecular.

Aunque las memorias no volátiles son habituales hoy en día –desde las tarjetas de los teléfonos móviles a CDs, unidades de disco duros y discos flash— los científicos imaginan una memoria no volátil cuya velocidad y potencia pueda sustituir a la Memoria de Acceso Aleatorio (RAM). La elevada velocidad actual de la RAM hace que sea responsable de mostrar las aplicaciones y los datos mientras el ordenador está encendido, lo que significa que todos esos datos se pierden al apagarlo.

Una nueva generación de memoria no volátil combinaría la velocidad de la RAM y la no volatilidad, lo que permitiría encender los ordenadores en el mismo tiempo que se tarda en encender un TV y eliminaría la necesidad de contar con dispositivos de almacenamiento secundario (como discos duros externos).

Fuente: Physorg

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Fotoconductores de nanotubos

Investigadores japoneses han informado sobre la construcción de una molécula que se eutoensambla en nanotubos que al ser irradiados generan corriente. Los nanotubos podrían servir como bloques de construcción para futuros fotodetectores y dispositivos electrónicos y fotovoltáicos a nanoescala.

En trabajos anteriores, Takuzo Aida y sus colegas de la Universidad de Tokyo, Japón, demostraron que una molécula amfifílica de hexa-peri-hexabenzocoroneno (HBC) se autoensambla en nanotubos en tetrahidrofurano. Una vez oxidados, estos tubos mostraron una conductividad similar a la de los semiconductores inorgánicos.

Al añadir trinitrofluorenona (TNF) al HBC, el equipo de Aida observó que los nanotubos se autoensamblan y conducen una corriente eléctrica al ser irradiados.


Fuente: RSC Chemistry World

Avances en buckyballs

La empresa de recién creación Luna NanoWorks está a punto de comercializar una versión nueva de buckyballs (moléculas de carbono con la forma de un balón).

Este nuevo tipo de buckyball podría mejorar la formación de imágenes por resonancia magnética (MRI) y llevar a la producción de células solares de alta eficiencia. Cada buckyball está formada por 80 átomos de carbono con grupos de nitruro de metal en su interior, dando lugar a un nanomaterial con innovadoras propiedades electrónicas, ópticas y magnéticas.

El desarrollo del nuevo material fue el resultado inesperado de una investigación del científico de la Universidad de Virginia Tech, Harry Dorn, y su equipo de investigadores. Normalmente, los científicos crean las buckyballs -las más comunes son esferas huecas de 60 átomos de carbono- formando un arco eléctrico entre dos eléctrodos. Durante el proceso de creación de las buckyballs del profesor Dorn, entró aire en la cámara del arco eléctrico, dando lugar a jaulas buckyball de 80 átomos de carbono, cada una con una molécula de nitruro de metal con tres átomos de metal en su interior.

Fuente: Technology Review

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Nanotubos de carbón para detectar explosivos

Científicos utilizan nanotubos de carbono para detectar armas químicas y explosivos.

La vigilancia por pantallas de los aeropuertos podría ser mucho más fácil, tanto para los agentes que observan las pantallas como para los viajeros, si las cosas salen como planean el Prof. Michael Strano, de la Universidad de Illinois, y sus colegas.

Este profesor de química e ingeniería química y sus alumnos han estado trabajando en una tecnología similar que utiliza unos sensores basados en nanotubos de carbono para detectar armas químicas. De este modo, han sido capaces de detectar agentes químicos como los gases nerviosos VX y sarín a un nivel de 50 partes por trillón. Una parte por trillón equivale a una gota de agua en una piscina del tamaño de un campo de fútbol y 13 metros de profundidad.

"Ahora nos vamos a centrar en los explosivos, que son más complicados", afirma Strano, cuya investigación se centra en los nanotubos de carbono y en las interesantes propiedades que estas minúsculas estructuras presentan.

El laboratorio de Strano pretende producir un prototipo de un sensor de explosivos para el Departamento de Seguridad Nacional (Department of Homeland Security) de los EEUU. Según Strano, el proyecto podría dar como resultado una tecnología que se podría utilizar en cuatro o cinco años.

Fuente: http://www.news-gazette.com/

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