sábado, 12 de marzo de 2011

La electrónica se hace molecular y las moléculas memoria

Una punta de cobalto sobre un colorante azul finamente fijada en una isla de cobalto emplatada en una base de cobre. Parece una receta de cocina de vanguardia, pero no, es molectrónica, electrónica molecular nanométrica. Un equipo de instituto tecnológico de Karlsruhe ha conseguido un detector magnético de un nanómetro de diámetro, basado en una molécula orgánica común (el azul de los bolis) y un fenómeno mecanocuántico la magnetorresistencia gigante. Rico, rico, veamos el sencillo fundamento.

Magnetorresistencia gigante mediante una única molécula de H2 ftalocianina. Electrónica molécular de espín. Representación del dispositivo compuesto por una isla base de cobalto sobre la que se deposita una sola molécula de ftalocianina, la punta a escala atómica de cobalto. La escala del dispositivo es realmente sorprendente, el diámetro de la molécula orgánica es de 0.6 nm de diámetro y la fila de diez átomos de cobalto (Co) es de unos 1.5 nm. De longitud.

La magnetoresistencia es la variación de la resistencia que ofrece un material cuando se aplica sobre él un campo magnético. La magnetorresistencia gigante es un fenómeno cuántico, a escalas pequeñas, se da en estructuras de finísimas capas ferromagnéticas separadas por un espaciador no magnético, un sandwidch don el pan conduce y la mortadela no. Cuando se aplica un campo magnético externo disminuye muchísimo la resistencia eléctrica al alinearse los espines de los electrones de todas capas.

La idea que subyace es utilizar la simple química de moléculas orgánicas comunes, como la utilizada en la tinta azul de los bolis y unirla a su peculiar física cuando se depositan como una capa monoatómica entre dos sustratos ferromagnéticos. Se aúna electrónica molecular, con la electrónica de espín 'espintrónica'. Son las moléculas de hidrógeno ftalocianina las que actuarán como transistores, resistencias y unidades del circuito electrónico.

El funcionamiento del dispositivo es simple como se ve en la figura. Al aplicar una pequeña corriente en la punta del microscopio de efecto túnel, en este dispositivo se puede detectar si la isla de cobalto tiene una orientación del espín paralela o antiparalela, gracias a la interposición de la molécula de ftalocianina. Es por tanto un dispositivo de lectura de espín. El objetivo del estudio es precisamente ese, lograr el almacenamiento y lectura de información utilizando el espín y no la carga eléctrica como se hace hasta ahora.

Lo sorprendente de este dispositivo es su escala, tiene un nanómetro de diámetro y no a las decenas de nanómetros a la que estamos acostumbrados con la electrónica basada en el silicio o en los nanotubos de carbono. Aumentaría muchísimo la densidad de unidades de memoria, con lo que ello supone. Además, es espín es algo que se conserva tras apagar el dispoitivo, podría almacenarse información de manera no volátil. ¿Se adueñará la química orgánica de la electrónica? Nunca se sabe, pero mínimo como fenómeno es muy interesante y a saber donde nos conducirá.



REFERENCIASGiant magnetoresistance through a single molecule. Stefan Schmaus, Alexei Bagrets,2, 3 Yasmine Nahas, Toyo K. Yamada, Annika Bork, Martin Bowen, Eric Beaurepaire, Ferdinand Evers & Wulf Wulfhekel. Nature Nanotechnology. DOI: doi:10.1038/nnano.2011.11



Enlace: http://flagellum.wordpress.com/2011/02/27/la-electronica-se-hace-molecular-y-las-moleculas-memoria/
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NANOCIRCUITOS

Varios grupos de investigación, han construido con éxito dispositivos electrónicos operativos a partir de nanotubos de carbono. En algunos transistores de efecto de campo (FET) utilizan nanotubos semiconductores sencillos entre dos electrodos metálicos para crear un canal por donde circulan los electrones. La corriente que fluye a través del mismo puede activarse o desactivarse aplicando voltaje a un tercer electrodo inmediato. Los dispositivos basados en nanotubos funcionan a temperatura ambiente con características eléctricas notablemente similares a los dispositivos comerciales de silicio. Otros grupos de investigación han encontrado que el electrodo de la puerta puede cambiar la conductividad del canal de nanotubo en un FET en un factor de un millón o más, equiparable a los FET de silicio. Debido a su minúsculo tamaño, sin embargo, el FET de nanotubo conmutaría sin errar y consumiendo mucha menos energía que un dispositivo de silicio . En teoría un conmutador fabricado a nanoescala podría trabajar a velocidades cronométricas de un terahertz o más, mil veces más deprisa que los procesadores disponibles. (llegando a los Terahertz en la velocidad de conmutación de los transistores).
 

 

Ante el amplio abanico de intervalos de banda y conductividades propios de los nanotubos, son múltiples las posibilidades que se abren para nanodispositivos adicionales. En el laboratorio, al medir uniones de nanotubos metálicos y semiconductores se ha observado que estas se comportan como diodos, permitiendo que la electricidad circule en una sola dirección. En línea de principio, las combinaciones de nanotubos con diferentes intervalos de banda podrían convertirse en diodos emisores de luz y quizás en laseres nanoscópicos. Nada parece ahora impedir la evolución de un nanocircuito dotado de conexiones, conmutadores y elementos de memoria realizados con nanotubos y otras moléculas. Con esta ingeniería molecular podrían obtenerse, por fin, no solo versiones minúsculas de dispositivos al uso sino también otros nuevos que exploren los efectos cuánticos.


Imagen de nanotubos depositados sobre electrodos de Oro (Au) fabricados
mediante litografía por haz de electrones.

Hasta ahora, apresurémonos a decirlo, los circuitos con nanotubos se han fabricado uno a uno y con sumo esfuerzo. Aunque aun no se ha determinado un único protocolo de construcción de los nanotubos y cada grupo de investigación sigue su propio protocolo para fijar un nanotubo a los electrodos metálicos tradicionales, en todos se recure a la combinación de litografía tradicional para los electrodos con herramientas de gran resolución, como microscopios de fuerza atómica, para colocar los nanotubos. Ni que decir tiene que queda un largo camino hasta la producción industrial, compleja, automatizada y paralela de microchips como la de silicio sobre la que asienta la industria informática.



 

Enlace: http://www.monografias.com/trabajos13/nanotub/nanotub.shtml
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Nanotecnología y guerra

La nanotecnología está destinada a cambiar el mundo. Diminutos cacharritos capaces de hacer prácticamente cualquier cosa invadirán nuestras vidas. Pero, ¿solo tendrán aplicaciones civiles? Seguramente no. DARPA se encuentra investigando una serie de nanomáquinas de ciencia ficción para ser utilizadas en los conflictos bélicos. DARPA, sí. ¡Cuándo no!

La Segunda Guerra Mundial

Los circuitos integrados hicieron posible, hace varias décadas, la explosión de los dispositivos electrónicos. Por primera vez en la historia era posible comprar, a un precio ridículo, un pedacito de plástico lleno de patitas de metal que contenía en su interior un amplificador operacional, un oscilador, un sumador o hasta una microcomputadora. Diseñar circuitos electrónicos se convirtió en algo mucho más simple, y desde hace años los aficionados podemos hacer algunas cosas interesantes con relativamente poco dinero y conocimientos.

Circuitos integrados.

Sin embargo este panorama podría cambiar radicalmente. La siempre sorprendente DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency o Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa) está trabajando para construir toda una familia de componentes nanotecnológicos ensamblables entre sí. A los especialistas de la agencia les gusta referirse a ellos como "Matchbook Size Devices" (dispositivos caja de cerillas), por su pequeño tamaño. La idea es muy sencilla: proveer al ejército de un puñado de dispositivos muy pequeños que puedan combinarse entre sí como las piezas de un Lego para construir aquello que el soldado necesite en cada momento. ¿Te suena como algo muy loco? Pues no lo es tanto.

"mems" (microelectromechanical systems)

Entre los cacharros que tienen en mente se encuentran sistemas de navegación, detectores de radar, sistemas de refrigeración criogénicos y unidades generadoras de energía. Todo esto en un tamaño tan diminuto que podrían perderse en tus bolsillos. Durante años, la ley enunciada por Gordon Moore, cofundador de Intel, nos proporcionó dispositivos electrónicos el doble de rápidos y con la mitad de tamaño cada dieciocho meses. La aparición de los mems (microelectromechanical systems o sistemas micromecanicos) puede hacer que el enunciado de Moore se convierta en obsoleto.

Algunos equipos electrónicos avanzados, sobre todo aquellos que utilizan superconductores o determinada clase de sensores infrarrojos, necesitan funcionar a temperaturas muy bajas. Una unidad de superenfriamiento del tamaño de una caja de cerillas seria, evidentemente, algo muy útil. De hecho, casi siempre el sistema de frío ocupa varias veces más volumen que el aparato al que asiste. La nanotecnologia puede cambiar esto. Y cuando estás de excursión por el desierto matando enemigos, quieres llevar encima la menor cantidad de peso posible. DARPA trabaja en una estructura de aislamiento térmica a la que se refiere como "micro-machined thermal isolation structure", un pequeñísimo dispositivo construido con bismuto capaz de enfriarse a 200 grados bajo cero cuando lo atraviesa una corriente eléctrica. Lo interesante del caso es que funciona con solo 0.1 watts. ¡Esto permitirá hacer la guerra sin dejar una enorme huella de carbono!.

Se puede construir casi cualquier cosa con nanocomponentes.

También están poniendo a punto una bomba de vacío del tamaño de un chip, que puede producir una presión tan baja como una millonésima parte de la atmosférica. La nanotecnología parece ser muy útil a la hora de diseñar sensores. De hecho, los acelerómetros que hoy utilizamos hasta para jugar son mems. DARPA trabaja en una cámara capaz de "ver" en la banda de infrarrojos que pesa solo diez gramos. La lista parece no acabar nunca: detectores de gases, dispositivos fotónicos (vaya uno a saber que son), relojes atómicos en un chip, sensores de temperatura, analizadores de gases, etc. Todo parece ser necesario para la cartera del soldado del futuro.

Enlace: http://www.neoteo.com/nanotecnologia-y-guerra-15030.neo
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Primera red informática protegida por criptografía cuántica

Por primera vez se ha conseguido la transmisión de datos dentro de una red comercial de telecomunicaciones, protegidos por criptografía cuántica. Para el desarrollo de esta red llevan trabajando desde abril de 2004, 41 socios de 12 países europeos junto a académicos de la Universidad de Bristol.

Criptografia Cuàntica
El trabajo en su desarrollo ha sido largo pero el pasado miércoles 8 de octubre, ha sido puesta por primera vez en funcionamiento en Viena, Austria, la primera red de comunicaciones con un cifrado basado en criptografía cuántica. Los usuarios de esta red, organismos gubernamentales, instituciones financieras, etc, pueden cifrar sus comunicaciones confidenciales con el más alto nivel de seguridad, utilizando el generador de claves cuánticas.

Esta red está compuesta por seis nodos y ocho enlaces intermedios separados por distancias que van, desde los 6 km hasta los 82 km en los que se ha utilizado fibra óptica. En estos enlaces se han utilizado diferentes tipos de tecnología de criptografía cuántica, para generar las claves de seguridad.

La topología de red es de tipo anillo construida con fibra óptica, y ha sido proporcionada por Siemens AG Austria. La operación es posible seguirla a través de una pantalla de Siemens, que se ha montado en en Foro de Viena, o a través de streaming en directo a través de internet.

Este tipo de cifrado proporciona altos niveles de seguridad, y por tanto se ajustaría a las necesidades de las recientes normas juridicas para la protección de la información.


Enlace: http://www.gigle.net/primera-red-informatica-protegida-por-criptografia-cuantica/
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Científicos españoles tratarán de enseñar al cerebro electrónico del robot iCub

El proyecto iCub, es la apuesta más ambiciosa de Comunidad Europea en el sector de la robótica. Este proyecto ha desarrollado seis robots humanoides, que reciben todos el nombre de iCub. Cada uno de estos robots que tiene las medidas y facciones de un niño de cuatro años. Europa ha decidido enviar cada uno de estos robots autómatas a distintos centros de investigación de todo el mundo.

Un grupo de científicos de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona (UPF) y de la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), han sido uno de los grupos seleccionados para recibir uno de estos robots y realizar sus propias investigaciones, valoradas en cerca de 200.000 euros.

Paul Verschure, investigador de la Universitadad Pomeu Fabra, ha sido seleccionado por su innovador proyecto de darle un cerebro electrónico al robot para estudiar si el robot es capaz de aprender por el mismo.

Robot iCub

Verschure ha declarado; "Soy psicólogo y me interesan los autómatas porque quiero entender la mente humana". Este investigador está convencido de que es practicamente imposible entender como funciona el cerebro humano, sin tener en cuenta al cuerpo. Aquí es donde entraría iCub, ya que se transformará en el cuerpo perfecto, donde instalar y probar los cerebros electrónicos que desarrolla.

El profesor pone un ejemplo que dice que hay muchas formas posibles de agarrar un objeto, pero la forma del esqueleto humano es lo que hace que el cerebro utilice una forma determinada de agarrarlo. Seguiremos atentos al trabajo de este grupo de científicos.

IBM toma como inspiración ADN humano para el diseño de microchips

El gigante azul IBM (International Business Machines Corp), ha anunciado que se encuentra realizando investigaciones sobre como está formada la estructura del ADN humano, con el fin de obtener inspiración para la fabricación de futuras generaciones de microchips.

La miniaturización en el sector de los microchips está llegando a su límite, y ya que comienza a ser complicado seguir miniaturizando más los chips basados en silicio, ha llegado el momento de comenzar a investigar en temas relacionados con la computación molecular.

Además de en la miniaturización de los chips, otro de los puntos en los que se apoya esta industria para ejercer competencia frente a sus rivales es en la reducción de costes. El sistema de nanoestructuras de ADN o el origami de ADN adaptado a la computación, permitiría la fabricación de chips de bajo coste y más pequeños que los actuales.

ADN adaptado a los chips


Hoy en día cuanto más pequeños son los procesadores, más caros resultan. Si se desarrollaran chips utilizando nanoestructuras artificiales de ADN, se podrían reducir los costes de fabricación gracias al ahorro de material e instrumental en el sistema de producción.
En el mundo en que vivimos, casi cualquiera de los dispositivos electrónicos a los que estamos acostumbrados integran chips. Conseguir este grado de miniaturización sumado a una importante reducción en los costes, es uno de los objetivos actuales de la industria de los semiconductores. Estas investigaciones orientadas hacia la computación molecular, permitirán el ahorro de cientos de millones de dólares.

El Gerente del grupo de investigación de IBM, Spike Narayan, ha declarado; "Esta es la primera demostración de la utilización de moléculas biológicas en el tratamiento de la industria de los semiconductores".

Estas técnicas aún necesitan de algunos años de ensayo, por lo que no se espera que puedan aparecer los primeros indicios de esta tecnología hasta al menos dentro de 10 años.

Enlace: http://www.gigle.net/ibm-toma-como-inspiracion-adn-humano-para-el-diseno-de-microchips/
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IBM desarrolla un transistor de grafeno que alcanza los 100 GHz

El gigante azul ha anunciado que IBM Research, ha desarrollado un transistor fabricado en grafeno capaz de alcanzar una frecuencia de 100 GHz.

El grafeno es una estructura laminar plana de un átomo de grosor, compuesta por átomos de carbono densamente empaquetados en una red cristalina en forma de panal de abeja mediante enlaces covalentes, que se forman a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.

El nombre de grafeno proviene de grafito + eno, y es que el grafito, es una estructura compuesta de una enorme pila de láminas de grafeno.

Las propiedades de este material, permiten una mejor conducción, y esta es una de las razones que ha permitido a IBM alcanzar los 100 GHz.

Esta investigación ha sido realizada por Phaedon Avouris, director de ciencia a escala nanométrica del equipo de investigación de tecnología en IBM.

                                                                     Phaedon Avouris/ Credit: Trends in Technology

La industria fabricante de procesadores, ha alcanzado el límite de la capacidad del silicio, material con el que se fabrican las CPU actuales. El carbono es considerado como un posible remplazo del silicio, y es por ello por lo que importantes investigaciones de grandes tecnológicas, centran su trabajo en este material. El transistor que ha desarrollado IBM basándose en el grafeno, ha quedado demostrado que es más rápido que los transistores que se fabrican actualmente.
 
Credit: Nescom.

Está previsto que los detalles de la investigación sean publicados en la revista Science. A continuación un estracto del documento de IBM: La movilidad de los portadores en el grafeno, lo convierten en un candidato prometedor para la alta velocidad de los dispositivos electrónicos. Este material conductor es lo más delgado posible (de solo átomo de grosor). Con el grafeno se conseguirán fabricar los transistores más pequeños y rápidos, que se hayan fabricado hasta ahora con materiales semiconductores.

La prueba de demostración de concepto de la electrónica basada en el grafeno, ha sido proporcionada para demostrar el funcionamiento de CC de los transistores de efecto de campo (FET) – El bloque de construcción fundamental de la microelectrónica moderna – con ayuda de flakes de grafeno extraídos de grafito natural, y más recientemente, láminas de grafeno producidas por la descomposición de la superficie de carburo de silicio (SiC) sustratos o por deposición química de vapor de los hidrocarburos en superficies catalíticas de metales.

A pesar de las grandes esperanzas y demandas para el debut de la era de la electrónica sobre el carbono en la última década, faltan pruebas críticas para evaluar la viabilidad de este nuevo material para aplicaciones prácticas, desafíos de demostración de alta velocidad (frecuencia de radio, RF), los dispositivos de grafeno de alto rendimiento, y compatibilidad con la oblea de fabricación de escala que permitan la integración de circuitos complejos.

Enlace:
http://www.gigle.net/ibm-desarrolla-un-transistor-de-grafeno-que-alcanza-los-100-ghz/
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Nanotecnología para dispositivos móviles

Uno de los aspectos más interesantes del teléfono celular es que es solamente un radio, extremadamente sofisticado, pero un radio a fin de cuentas. El teléfono fue inventado por Alexander Graham Bell en el año 1876, y la comunicación inalámbrica tiene sus raíces en la invención del radio por Nikolai Tesla en la década de 1880. El radio fue formalmente presentado en 1894 por un joven italiano llamado Guillermo Marconi. Era de esperarse que un día ambas tecnologías fueran combinadas en un mismo aparato. En la época predecesora a los teléfonos celulares, la gente que realmente necesitaba comunicación móvil tenía que confiar en el uso de radio-teléfonos en sus autos. En el sistema radio-telefónico, existía sólo una antena central por cada ciudad, y probablemente veinticinco canales disponibles en la torre. Esta antena central significaba que el teléfono en el vehículo requeriría una antena poderosa, lo suficientemente poderosa para transmitir a cincuenta o sesenta kilómetros de distancia. Esto también significaba que pocas personas podrían usar estos radio-teléfonos, debido a que no existían suficientes canales para conectar los mismos.

Los primeros sistemas de telefonía móvil civil empiezan a desarrollarse a partir de finales de los años 1940 en los Estados Unidos. Estos sistemas de radio analógicos utilizaron en el primer momento amplitud modulada y posteriormente frecuencia modulada. Se popularizó el uso de sistemas de frecuencia modulada gracias a su superior calidad de audio y resistencia a las interferencias. Los primeros equipos eran bastante grandes y pesados, por lo que estaban destinados casi exclusivamente a su uso a bordo de vehículos. Generalmente se instalaba el equipo de radio en el maletero y se pasaba un cable con el teléfono hasta el salpicadero del coche. Una de las compañías pioneras que se dedicaron a la explotación de este servicio fue la americana Bell, con su servicio móvil denominado "Servicio de los Sistemas Bell". No era un servicio popular porque era extremadamente caro, pero estuvo operando desde el año 1946 hasta el año 1985.

Telèfono 1940

 La primera generación de celulares tuvo su origen en el año 1981, cuando el fabricante Ericsson lanza el sistema de "Telefonía Móvil Nórdico" con 450 mega hertz. Este sistema seguía utilizando canales de radio analógicos con frecuencia modulada. Era el primer sistema del mundo de telefonía móvil tal como se la entiende hoy en día. Los equipos de esta primera generación pueden parecer algo aparatosos para los estándares actuales pero fueron un gran avance para su época, ya que podían ser trasladados y utilizados por una única persona. En el año 1986, Ericsson modernizó el sistema, llevándolo hasta el nivel de 900 mega hertz. Esta nueva versión funcionaba prácticamente igual que la anterior pero a frecuencias superiores, esto posibilitó proporcionar servicio a un mayor número de usuarios y avanzar en la portabilidad de los terminales. Además del sistema de telefonía móvil nórdico, en los años 1980 se desarrollaron otros sistemas de telefonía móvil tales como: El "Sistema de Telefonía Móvil Avanzada" y los "Sistemas de Comunicación de Acceso Total" en los Estados Unidos.

La segunda generación data tiene su inicio, a mediados de los años 1990. Esta generación utiliza sistemas tales como los "Sistemas Globales para Móviles". Las frecuencias utilizadas en Europa fueron de 900 y 1800 mega hertz. El desarrollo de esta generación tiene como piedra angular la digitalización de las comunicaciones. Las comunicaciones digitales ofrecen una mejor calidad de voz que las analógicas, además se aumenta el nivel de seguridad y se simplifica la fabricación del terminal (con la reducción de costos que ello conlleva. El estándar que ha universalizado la telefonía móvil ha sido el archiconocido "Sistema Global para Comunicaciones Móviles". Este sistema se trata de un estándar europeo nacido bajo el paraguas de los siguientes principios: (1) Buena calidad de voz, gracias al procesado digital. (2) Itinerancia. (3) Deseo de implantación internacional. (4) Terminales realmente portátiles a un precio asequible. (5) Compatibilidad con la Red Digital de Servicios Integrados. (6) Instauración de un mercado competitivo con multitud de operadores y fabricantes. Realmente, el sistema global para comunicaciones móviles, ha cumplido con todos sus objetivos pero al cabo de un tiempo empezó a acercarse a la obsolescencia porque sólo ofrecía un servicio de voz o datos a baja velocidad y el mercado empezaba a requerir servicios multimedia que hacían necesario un aumento de la capacidad de transferencia de datos del sistema.

La tercera generación nace de la necesidad de aumentar la capacidad de transmisión de datos para ofrecer servicios como la conexión a Internet desde el móvil, la videoconferencia, la televisión y la descarga de archivos. En ese momento el desarrollo tecnológico ya posibilita un sistema totalmente nuevo: el Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universal. Este sistema utiliza la tecnología de "Acceso Múltiple a la División de Código", lo cual le hace alcanzar velocidades realmente elevadas, de ciento cuarenta kilo bytes por segundo hasta siete punto dos mega bytes por segundo, según las condiciones del terreno.

Diferentes Generaciones de Telefonia Celular

 

Algunas investigaciones que se están desarrollando, en el campo de la nanotecnología para dispositivos moviles, incluyen: (1) Micro-micrófonos para mejorar la filtración de interferencias y la recepción de sonidos deseados. Los micro-micrófonos desarrollados por Bell Labs incorporan membranas de silicio y otros materiales compuestos. (2) Lentes líquidas que son apretadas entre platos transparentes pintados con nano-capas que permite el movimiento del líquido sin viscosidad permitiendo que la lente pueda transformar para que mantenga su objetivo enfocado. (3) Baterías inteligentes fabricadas con nanotubos de silicio. (4) Nano-brújulas que, una vez conectadas con sistemas de posicionamiento global, permitirán utilizar el teléfono para detectar la localización exacta y utilizar servicios que indican las direcciones para llegar de un sitio a otro. (5) Nanosensores para que el teléfono móvil detecte la presencia de productos químicos en el ambiente.

Nanosensores en telèfonos


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“Crossbars”: la tecnología que revolucionará los microchips

El equipo de investigación de HPlabs ha publicado un artículo sobre como podría aumentar el rendimiento de determinados tipos de chips y reducir su consumo energético al mismo tiempo, reemplazando los cables internos que trasmiten datos por una rejilla de pequeños nanocables.

Con esta nueva técnica se conseguiría reducir el tamaño de los actuales chips, ayudando así a que la ley de Moore se cumpla. Ésta dice que: "El número de elementos transistores por microprocesador se duplicará cada dos años", como se ha de duplicar el número de transistores para aumentar el rendimiento, el coste de producción así como el tamaño de estos han de disminuir, lo cual no es siempre fácil, pues hemos llegado a un punto donde reducir el tamaño supone grandes costes.

Con la nueva tecnología propuesta por HP todo podría cambiar, el hecho de eliminar los tradicionales enlaces internos podría reducir drásticamente el tamaño del chip así como los costes de producción en relación a los actuales. Dicha tecnología consiste en utilizar arquitectura diferente para los chips, lo que se denomina "crossbars" (en inglés barras cruzadas). Consiste en una serie de nanocables paralelos colocados encima de otra serie de nanocables también paralelos pero rotados 90 grados, encerrando entre ambas capas un material que pueda ser eléctricamente alterable, de manera que pueda representar un 1 o un 0, consiguiendo así código binario. A continuación un esquema de la tecnología "crossbars".


Esquema de la tecnología "crossbars".

Esto en un futuro podría verse limitado a la complejidad con la cual pudiéramos fabricar dichas rejillas. Hay que tener en cuenta que han de guardar una precisa alineación entre los nanocables y éstos han de ser muy regulares, pero aún teniendo en cuenta esos problemas saldría más barato de producir que los complejos circuitos de cables, transistores y otros elementos de los procesadores actuales. Una desventaja de esta tecnología es conectarla con los cables de los CMOS ocuparía más espacio en la placa de silicio.

Esta tecnología podría empezar a utilizarse para finales de esta década en los chips comerciales, según afirma Stan Williams, director del "Grupo de Investigación Cuántica" del HPlabs. La compañía ha creado un FPGA y espera tener un prototipo para finales de año.

Además HP espera que con esta nueva tecnología pueda reducir los defectos de fabricación de los chips. Usando "crossbars" podrían añadirse hasta un 50% más de cables dentro del procesador como simple política de seguridad. Con esta cantidad extra de conexiones podría conseguirse que en caso de que una fallase se pudiese recurrir a una conexión alternativa. Esto es muy importante, porque aumentando el número de transitores de una manera tan drástica, se aumenta la probabilidad de que un transistor falle y haga que el procesador se inutilice. Actualmente ya se introducen circuitos redundantes en la fabricación de semiconductores.

Por si fuera poco, HP también se plantea utilizar "crossbars" en la fabricación de memorias RAM, tal y como explica el propio Williams en esta entrevista, consiguiendo una densidad de 6.4Gbit/centímetro cuadrado, que es aproximadamente 10 veces el estándar actual.

Enlace: http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2009/06/01/crossbars-la-tecnologia-que-revolucionara-los-microchips/
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Nanotecnología y Nanocomponentes

La nanotecnología promete chips y conmutadores construidos átomo a átomo que darán paso a una nueva generación de productos de red más pequeños, rápidos y baratos. La nanotecnología podría llevarnos a un mundo automatizado de arquitecturas auto reparables, chips reconfigurables, redes inalámbricas basadas en sensores y sobremesas auto cargables bajo el principio de "pago por uso". ¿Ciencia-ficción? No para Charles Ostman, miembro del Institute for Global Futures, quien en la pasada edición de Nanotech Planet Conference and Expo aseguró que las tecnologías de la información se hallan en plena transición desde la operación humana de los sistemas a un escenario formado por nodos orgánicos optimizados.

Cierto que este nanofuturo, un tanto esotérico para los profanos, remite a la imaginería popular que se ha ido formando durante los últimos años alrededor de "Star Trek", con unos imprescindibles toques de replicación genética, pero los profesionales de TI al menos saben que la nanotecnología, o como poco la investigación científica que lleva a ella, es muy real. La National Nanotechnology Initiative, puesta en marcha en 1996 por el Gobierno Federal de Estados Unidos, destinará este año 570 millones de dólares en I+D, un 35% más que en 2001. Las actuaciones en I+D de la Unión Europea en el ámbito de la nanotecnología, se inscribieron, dentro del pasado IV Programa Marco, en el programa ESPRIT, y más concretamente en la iniciativa MEL-ARI (MicroElectronics Advanced Research Initiative) Nanoscale Integrated Circuits. Actualmente, se enmarcan en V Programa Marco, dentro de IST (Information Society Tecnologies).

La aparición del circuito integrado constituye la primera etapa del proceso de miniaturización de los elementos de los circuitos electrónicos. Cada vez es mayor el número de transistores que se pueden introducir en un microchip; de hecho, en estos momentos las cifras giran alrededor de los mil millones de transistores por chip. Además, el tamaño del propio chip sigue disminuyendo. "Dentro de esta clara tendencia hacia la miniaturización, para poder seguir reduciendo el tamaño es necesario utilizar estructuras cuánticas; es en este momento cuando aparece la nanotecnología como solución. Se puede decir que la nanotecnología ha abierto una nueva etapa en la microelectrónica en la que se siguen reduciendo los tamaños del chip mediante la utilización en los componentes de estructuras cuánticas y moléculas. Dentro de la nanotecnología se ha creado una nueva área conocida como electrónica molecular, que se basa en la utilización de moléculas con capacidad para actuar como componentes electrónicos con muy elevadas velocidades de conmutación, afirma Ángeles Grado-Caffaro, analista de TIC y colaboradora habitual de Comunicaciones World.

Circuito integrado

Dentro de cincuenta años

No es de extrañar, por tanto, que los nanotecnólogos reunidos en la Nanotech Planet Conference and Expo predijeran que, dentro de diez años, terabytes de memoria cacheada en un chip llegarán al mercado de consumo en forma de juegos, juguetes y cámaras, marcando un paso cualitativo de la electrónica de silicio a la electrónica molecular. Cuarenta años más, y la visión de los expertos nos lleva a híbridos electrónico-moleculares que reemplazarán a las redes conmutadas basadas en silicio, en las que los procesos realizados hoy por los ordenadores serán la tarea habitual de dispositivos de baja potencia que cabrán en la palma de la mano.


Williams divide la nanotecnología en estructuras activas y pasivas. Las pasivas, como los sensores, sólo realizan una sola tarea predefinida; las activas transfieren información entre nanoestructuras. Y, mientras que las estructuras pasivas, como las usadas en materiales refractarios y en neumáticos resistentes al agua, ya están disponibles, las aplicaciones activas, que requieren enormes inversiones en investigación, todavía están en camino.

Enlace: www.nanomercado.com/.../_C3VTDDatmVFweKT_AlynJiPNBMgziQHr - España -
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jueves, 3 de febrero de 2011

Nanomedicina: la revolución ya comenzó

Partículas minúsculas, inteligentes y complejas, con capacidad de reconocer tumores y tratarlos selectivamente son algunas de las promesas futuras de la nanotecnología. De esto habló el flamante doctor Honoris Causa de la Universidad Nacional del Litoral, el español Jesús Santamaría Ramiro.

Cuando alguien sufre un dolor de cabeza toma una aspirina. Ingresa por la boca, llega al estómago hasta que alcanza el intestino, de allí pasa al torrente sanguíneo y apenas una pequeña parte de lo que tomó llega a la zona del dolor. No es un mecanismo muy eficiente, pero en el caso de las aspirinas no genera un riesgo importante. Pero cuando se trata de otros medicamentos, la administración en el lugar justo puede ser la clave para evitar efectos secundarios devastadores, como en el caso de los tratamientos contra el cáncer.

La Revolución nanotecnológica

La administración controlada de medicamentos es una de las promesas de una revolución tecnológica que ya se advierte. "La nanociencia es un campo absolutamente fascinante porque tiene la capacidad de cambiar nuestra vida. La medicina va a cambiar y no se va a parecer en nada a lo que conocemos hoy", arriesgó Jesús Santamaría Ramiro, experto en nanociencias de la Universidad de Zaragoza, en España, en su visita por la Universidad Nacional del Litoral (UNL). Durante su estadía, en la que fue distinguido como doctor Honoris Causa, brindó una conferencia sobre liberación controlada de fármacos a partir de materiales nanoestructurados. En su disertación describió algunas de las líneas de trabajo que mantiene su grupo en el Instituto de Nanociencia de Aragón y que parecen demostrar que el futuro es hoy.

A otra escala:

El diseño y elaboración de dispositivos diminutos que sean capaces de combatir enfermedades presenta un sinfín de desafíos para los investigadores que trabajan sobre dimensiones de unos pocos átomos, a escala nanométrica. Del tamaño de apenas unas decenas de nanómetros (millonésimas partes de milímetros), los investigadores producen partículas inteligentes y complejas con diversas aplicaciones.

El grupo de Santamaría produce nanopartículas de silice, una sustancia que encuentra, por ejemplo, en la arena. Dentro de cada una de estas partículas se coloca el fármaco que se desea administrar de manera que luego será liberado por sus poros.

"Hay maneras fáciles de producir las nanopartículas magnéticas que necesitamos", contó Santamaría. "Cómo guiarlas una vez dentro del cuerpo, cómo lograr que reconozcan los blancos donde administrar el fármaco, cómo liberarlo" son algunas de los nuevos desafíos que se presentan y en los que ensayan distintas alternativas.

 
En este sentido comentó que una de las estrategias adoptadas fue el recubrir las partículas con una sustancias (polietilen glicol o PEG) capaz de engañar al sistema inmune del organismo. "Los macrófagos atacan estas partículas extrañas, pero gracias a la capa de PEG pueden no ser detectados", explicó el experto.
 
Otra forma de guiar las partículas dentro de los organismos es por su capacidad magnética. "Para ello tienen que ser menores a 20 o 25 nanómetros y son guiadas con un imán externo o interno", relató.

También experimentaron con nanopartículas de silice recubiertas con una carcasa de oro que se adhieren a células tumorales. Mediante un láser externo al cuerpo es posible activar un proceso de generación de calor (hipertermia) que quema el tejido tumoral. "Estamos a unos años de que esto se pueda hacer, pero lo estamos tocando con la punta de los dedos y lo vemos en los experimentos in vitro e in vivo", ilustró Santamaría.

Innovación y riesgos

Una revolución científico-tecnológica marca nuevos horizontes y promesas, pero también implica enfrentarse a lo desconocido y sus riesgos. En el caso de la nanotecnología, no tardó en generar un nuevo concepto: nanoseguridad.

"Los controles están siendo mayores que en otros ámbitos pero no es diferente a cómo debe tomarse toda investigación científica. Cuando se sintetiza una nueva molécula química o se desarrolla una bacteria nueva en el laboratorio, el científico tiene el deber ético y profesional de probar que todo lo que hace no va a tener otras consecuencias", destacó Santamaría.

En el mismo sentido subrayó enfáticamente la necesidad de adoptar el principio precautorio. "Es fundamental en la ciencia, porque no se la puede ni se debe parar su avance. Tenemos que asumir que lo que no conocemos es peligroso y, al mismo tiempo, investigar estas cosas en los laboratorios", afirmó.


Enlace:http://www.cuyonoticias.com/tecnologia-y-ciencia/74-ciencia/2574-nanomedicina-la-revolucion-ya-comenzo.html
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miércoles, 2 de febrero de 2011

NOMFET, el transistor-neurona

Recientemente, científicos franceses de la Comisión de Ingeniería Atómica (CEA) y del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) han desarrollado un transistor que puede simular las funciones básicas de una sinapsis. Este transistor orgánico, que se conoce como NOMFET (Nanoparticle Organic Memory Field-Effect Transistor), supone el primer paso en la investigación de una nueva generación de ordenadores inspirados en las redes neuronales, capaces de responder a estímulos de manera parecida a como lo hace el sistema nervioso.

NOMFET

Entre las estrategias de desarrollo de nuevos métodos de procesar la información, un enfoque consistiría en imitar la manera en que funcionan los sistemas biológicos para producir circuitos electrónicos con nuevas características. En el sistema nervioso, la sinapsis es la unión entre dos neuronas, que permite la transmisión de mensajes de una a otra y la adaptación del mensaje en función de la naturaleza de la señal recibida (plasticidad). Por ejemplo, si una neurona recibe pulsos de alta frecuencia mediante sinapsis, se transmitirá un potencial de acción más intenso. Por el contrario, si los pulsos están más espaciados en el tiempo, el potencial de acción será más débil. Es esta plasticidad la que los investigadores han podido simular con éxito mediante el NOMFET.

El transistor CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), bloque básico de construcción de un circuito electrónico integrado, se puede utilizar como un interruptor (puede transmitir o no una señal) además de ofrecer otras numerosas aplicaciones (amplificación, modulación, codificación, etc.).

La gran innovación introducida por el NOMFET parte de la combinación de un transistor orgánico con nanopartículas de oro. Las nanopartículas son encapsuladas, fijadas al transistor y recubiertas con un compuesto orgánico denominado pentaceno adquiriendo un efecto memoria que les permite imitar lo que sucede en una sinapsis durante la transmisión de la señal eléctrica. Esta propiedad, por tanto, hace que el componente electrónico sea capaz de evolucionar en función del sistema en el que se coloca, haciendo que su rendimiento sea comparable al de siete transistores CMOS, necesarios hasta ahora para simular esta plasticidad.


Los dispositivos producidos se han optimizado para tamaños nanométricos, a fin de ser capaces de integrarlos a gran escala. Los ordenadores inspirados en esta tecnología, a diferencia de los ampliamente extendidos ordenadores de silicio, son capaces de funciones similares a las del cerebro humano, ya que pueden resolver problemas mucho más complejos, como el reconocimiento visual.

Dominique Vuillaume, investigador del Instituto de Electrónica, Microelectrónica y Nanotecnología del CNRS y uno de los autores del estudio, afirma que el objetivo del NOMFET es conducir a una "respuesta colectiva como la que puede proporcionar una red neuronal integrada por múltiples informaciones", lo que daría lugar a "sistemas tan flexibles que puedan ser programados por aprendizaje".


Enlace:http://www.sott.net/articles/show/202082-An-Organic-Transistor-that-Mimics-a-Brain-Synapse
Enlace:http://www.informador.com.mx/tecnologia/2010/174535/6/nomfet-un-transistor-que-imita-neuronas.htm
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Detección de toxina del cólera con nanopartículas y azúcar

Un azúcar complejo puede convertirse algún día en una de las armas más eficaces para frenar la propagación del cólera, una enfermedad que ha cobrado miles de vidas en Haití desde el devastador terremoto del año pasado.

Una técnica desarrollada por los científicos de la Universidad de Florida Central permitiría a los socorristas probar las fuentes de agua que podrían estar contaminadas con la toxina del cólera. En la prueba, el dextrano (tipo de azúcar complejo) es recubierto en nanopartículas de óxido de hierro y, luego, se agrega a una muestra de agua.

Drextano recubierto con microparticulas de oxido de hierro

Si la toxina del cólera está presente, la toxina se une al dextrano de las nanopartículas. Esto es porque el dextrano es similar a los receptores de la toxina del cólera (GM1) que se encuentran en la superficie de las células en el intestino de la víctima.

La técnica probablemente sería menos costosa que las actualmente disponibles, y ofrecería resultados más rápidamente, lo que permite a los socorristas restringir el acceso a fuentes contaminadas y limitar la propagación de la enfermedad.

"Es realmente increíble ", dijo el profesor asistente J. Manuel Pérez, el investigador principal del proyecto. "Significa que tenemos una herramienta de diagnóstico más rápido utilizando una combinación de azúcar –nanopartículas, sencillo y relativamente barato."
 
 
Estudiando la toxina el profesor Pérez y sus asistentes

Los primeros estudios también muestran que la técnica podría algún día ser utilizadas para el tratamiento de una persona infectada con el cólera, que es causada por la falta de saneamiento y agua sucia, y posiblemente otras enfermedades, dijo Pérez.

Se necesitan más estudios para probar la capacidad de adaptación de la técnica, pero su impacto podría ser enorme. En los países con malas condiciones sanitarias, los brotes causados por beber agua contaminada a menudo resultan mortales. Toxinas mortales también puede ser resultado de bioterrorismo o la contaminación de los alimentos.

Se estima que hay 3 millones a 5 millones los casos de cólera y muertes entre 100.000 y 120.000, en todo el mundo cada año, según la Organización Mundial de la Salud. Un brote de cólera ha matado a más de 3.000 personas en Haití desde el terremoto, y la OMS advirtió a principios de enero que el brote no ha llegado todavía a su punto máximo.

martes, 1 de febrero de 2011

Nanotecnología en Diabetes: Tatuaje para medir Glicemia basado en Nanotubos de Carbono

Una gran cantidad de personas en el mundo padece algún tipo de Diabetes, ya sea Diabetes tipo 1 o tipo 2, en el caso de la Diabetes tipo 1, se hace necesario el control estricto de la Glicemia(concentración de glucosa en la sangre) ya que en esta variedad, el cuerpo no tiene la capacidad de fabricar insulina, hormona que es indispensable en el control de la glucosa en sangre, por lo tanto el paciente necesita administrarse en forma externa esta insulina y en dosis exactas, calculadas en función a los valores de glicemia en el momento, de esta forma evita tener alzas en la glicemia (hiperglicemia) que a largo plazo provocan complicaciones graves de salud.

Para monitorizar los niveles de glucosa, los diabéticos utilizan glucómetros en los cuales es necesario la extracción de sangre a través de una punción en el dedo, procedimiento que tienen que hacer varias veces al día, resultando por ende invasivo y molesto, también están los monitores continuos de glucosa que como dice el nombre informan de los niveles de glucosa en forma contínua (lapso de minutos) y están basados en un sensor implantado bajo la piel, por lo tanto no requiere de una punción en el dedo, lo cual es favorable, sin embargo, estos monitores no tienen la precisión de los tradicionales glucómetros.

Tatuaje para medir glicemia

Estos dispositivos se basan en su mayoría en una reacción química de la Glucosa con una enzima(Glucosa oxidada) en los que uno de sus productos finales(Peroxido de Hidrogeno) es medido y así se obtiene la glicemia en forma indirecta, esta forma de medir esta a punto de cambiar ya que investigadores dirigidos por Michael Strano del MIT están haciendo estudios del uso de nanotubos de carbono envueltos en un polímero que forma una nanopartícula que es sensible a la concentración de glucosa, en este caso se mide la fluorescencia de los nanotubos de carbono que se correlaciona con la concentración de Glucosa. En base a esto, los investigadores planean diseñar una tinta con estas nanopartículas inyectadas bajo la piel en forma de Tatuaje, que podría durar 6 meses y así poder saber la Glicemia en forma contínua, a través de la detección de su fluorescencia, con la ventaja es que los nanotubos no se destruyen y además, obtener mediciones con mayor precisión a un menor costo.

Glucómetros no invasivos

También se está trabajando en sistemas no invasivos de monitorización de la glucemia, que "están basados en luz infrarroja que traspasa los tejidos".

Para ello se utilizan tres receptores de glucosa que se colocan bajo la piel: la concanavalina A, la hexocinasa y la proteína asociada a la glucosa. Pickup ha incidido en esta última, que puede detectarse a partir de transferencia de energía resonante de fluorescencia (FRET, por sus siglas en inglés) o colorantes polarizados-sensibles. "Es como un tatuaje inteligente que contiene un nanosensor implantado".

Además, el análisis de moléculas individuales puede ser potencialmente empleado para la detección precoz de la diabetes y para la exploración de la heterogeneidad de las formas moleculares en esta patología.

"Para la detección de moléculas individuales estamos investigando con dos tecnologías: fluorescencia y resonancia de superficie realzada de espectroscopia Raman".

En cuanto al trasplante de islotes, la nanomedicina se está empleando para encapsular estas glándulas pancreáticas y las células 8 productoras de insulina, de forma que "se está logrando una cobertura completa a través de una sustancia que le da un grosor nanométrico y aumentar la biocompatibilidad". En cualquier caso, Pickup ha querido recordar que "la nanomedicina aún se encuentra en su infancia".
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Las nanopartículas de carbono Estimulan la coagulación de la sangre

Las nanopartículas de carbono - tanto los que desató en el aire por el escape del motor y las estructuras de ingeniería creen que tienen un gran potencial en aplicaciones médicas - promover la coagulación de la sangre, el informe de los científicos en la próxima edición de la revista British Journal of Pharmacology.

Investigadores de la University of Texas Health Science Center en Houston y la Universidad de Ohio, examinaron el impacto de las diversas formas de las nanopartículas de carbono en un experimento de laboratorio en las plaquetas humanas - la sangre de los elementos de coagulación principales - y en un modelo de trombosis de la arteria carótida, o bloqueo, usando anestesia ratas.

"Hemos encontrado que algunas nanopartículas de carbono activar las plaquetas humanas y estimular su agregación, o agruparse. También demostramos que las nanopartículas mismo estimulado la obstrucción de la arteria carótida en el modelo de rata", dijo el jefe del equipo de investigación Marek Radomski, MD, Ph. D., del Centro de Biología Vascular del Instituto de la Fundación Brown de Medicina Molecular (IMM) en el Centro de Ciencias de la Salud de UT.

C60, una molécula de carbono esférico también conocida como fullereno o "bola de bucky", fue la excepción, sin mostrar efecto sobre la agregación plaquetaria humana y efecto muy poco sobre la trombosis de la rata.

Nanopartículas de carbono coaguladas en la sangre

"Esta investigación no es un caso en contra de la nanotecnología. Es difícil sobrestimar la importancia de la increíble tecnología de la capacidad de esta para transformar la medicina. Pero es bueno para evaluar el riesgo de una nueva tecnología de antemano. Este es un caso para avanzar en un prudente y manera informada", dijo Radomski, quien también es profesor de biología integradora y farmacología en la Escuela de Medicina de UT en Houston.

Las nanopartículas - tan pequeños que se miden en milmillonésimas de metro - pasan fácilmente a través de los pulmones hacia el torrente sanguíneo, dijo Radomski, donde pueden interactuar con las plaquetas. También tienden a agruparse por su cuenta, una propiedad que también podría mejorar la coagulación de la sangre.


 
Enlace http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=1573&lang=es
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lunes, 31 de enero de 2011

Nanotecnología, la posible cura contra el Sida

Dentro del marco de conferencias del Congreso Internacional sobre Sida y Cultura, en el centro cultural José Martí de la Ciudad de México, se habló de una posible cura contra el Sida por medio de cápsulas de plata (nanotecnología).

Este método implica una recuperación absoluta por medio de una dosis diaria de 4 cápsulas (que llevan dentro las pequeñas partículas) que se introducen al cuerpo por tres vías: intravenosa, oral o por respiración.

James Adams investigador texano, mencionó que el método intravenoso es más riesgoso para el enfermo. Mientras que por vía oral y respiratoria no se han tenido buenos resultados debido a la poca adherencia de las nano partículas en el cuerpo.

Hasta el momento la investigación sólo se ha probado en un programa piloto, en el cual 50 personas han participado y están en espera de los resultados. Una de ellas estuvo presente en el congreso y dice sentirse seguro de los resultados que arrojara su tratamiento.

Las nano partículas son de plata e interactúan con el virus matándolo, a pesar de que ya se han estudiado otros metales, se eligió este por la alta toxicidad que presenta cuando está en contacto con los microorganismos, "el uso de la plata se puede observar desde la antigua Grecia, donde se utilizaba para curar ulceras", reveló el especialista.

Nanoparticulas de plata en la lucha contra el sida

Algunos de los efectos secundarios del método son las sudoraciones nocturnas y además existe la posibilidad de que el pigmento de la piel se vea afectado por la plata, dando a la piel un color azul, aunque sólo se ha encontrado un caso así en Estados Unidos.

El costo aproximado de este tratamiento completo es de 5 000 dólares, "si lo comparamos con lo que se gasta una persona infectada de VIH/Sida al mes, es un precio risible", apuntó Adam Jones, quien estudia la nanotecnología junto con otros científicos mexicanos en el International Institute of Integrative Medicine.

Debido al poco financiamiento que reciben los investigadores en Estados Unidos, donde llevan a cabo su labor, no han podido adelantar más este proyecto, ni aplicarlo a más personas. Además esperan la aprobación de este método en dicho país.
 
Por otra parte, esta tecnología no sólo sirve para ayudar a los enfermos de VIH/Sida, sino para otro tipo de enfermedades e infecciones como hepatitis y sífilis, entre otras.


Enlace: http://anodis.com/nota/8278.asp
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domingo, 30 de enero de 2011

Nanotecnología contra el cáncer

Un equipo de científicos insertó tubos sintéticos microscópicos, llamados nanotubos de carbono, en las células enfermas tras exponerlos a luz cercana infrarroja usando un láser. De esta forma lograron acabar con las células, mientras que aquellas a las que no les insertaron los tubos no resultaron afectadas.

Los detalles del trabajo realizado en la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, se publicaron en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences. El investigador Hongjie Dai sostiene que "uno de los problemas de más larga data en la medicina es cómo curar el cáncer sin dañar los tejidos corporales sanos. Los nanotubos de carbono usados por el equipo de Stanford tienen la mitad del ancho de una célula de ADN y miles de ellos caben dentro de una célula.

Bajo circunstancias normales, la luz cercana infrarroja pasa a través del cuerpo sin dañarlo. Pero los investigadores descubrieron que si exponían a los nanotubos a un rayo láser de luz cercana infra-rroja, éstos se calentaban a unos 70 grados Celsius en dos minutos. Luego insertaron los tubos dentro de las células y hallaron que el calor generado por el rayo láser las destruía rápidamente.

"Es bastante simple y a la vez asombroso. Hemos usado una propiedad intrínseca de los nanotubos para desarrollar una herramienta que destruye el cáncer", explicó el Dr. Dai. El siguiente paso fue encontrar la forma de introducir los nanotubos dentro de las células cancerígenas pero no dentro de las sanas. Esto fue posible debido a que, a diferencia de lo que ocurre en las células normales, la superficie de las células cancerígenas está cubierta con receptores de una vitamina conocida como folate.



Células anticancerígenos


Los científicos creen que todavía es posible mejorar la técnica, por ejemplo incorporando un anticuerpo al nanotubo para atacar una célula cancerígena en particular y ya han comenzado a trabajar para terminar con el linfoma en ratones.


Afección en mamas

Investigadores de la Universidad de Cambridge identificaron cuatro genes responsables del desarrollo del cáncer de mama. Un equipo de investigación sobre cáncer de esta universidad utilizó una moderna tecnología, llamada de micromatriz del ADN, que consiste en unos microchips capaces de estudiar la actividad de cientos de genes al mismo tiempo.

Fuentes del equipo investigador informaron de que, antes de que se completara el mapa genético humano, esta investigación habría requerido años, puesto que sólo se podía estudiar un gen al tiempo.

La identificación de los genes causantes del cáncer de mama es vital para encontrar nuevas y mejores formas de combatir la enfermedad.





Los científicos examinaron tejidos de 53 tumores así como células de cáncer de mama creadas en laboratorio, y concentraron la búsqueda en un grupo concreto de genes del cromosoma ocho, implicados en el desarrollo del cáncer. A continuación utilizaron la técnica de micromatriz del ADN para averiguar cuáles de entre los centenares de genes parecían estar implicados de forma activa en el desarrollo de los tumores.


De este modo identificaron los genes FLJ14299, C8orf2, BRF2 y RAB11FIP.

Carlos Caldas, responsable de la investigación, explicó que el resultado "no es sólo un avance apasionante para comprender cómo se desarrolla el cáncer de mama, sino que anuncia una nueva era revolucionaria en el descubrimiento de genes relacionados con la enfermedad".

También anunció que "el próximo paso será observar la función de estos genes para ver qué papel juegan en el cáncer de mama". Una de cada nueve mujeres en todo el mundo desarrolla cáncer de mama a lo largo de su vida.


 

Enlace http://www.portalciencia.net/nanotecno/nanocancer.html

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Nanomedicina, el futuro es hoy

En el auge interdisciplinario la nanotecnología pisa fuerte, combinando biología, matemáticas, física, química y otras vertientes que pueden acercarse de vez en cuando. Es la ciencia que se encarga del diseño, construcción y puesta en práctica de aquellas máquinas capaces de efectuar la manipulación atómica y molecular. Ya varios coinciden en que será la causante de la revolución científica e industrial del siglo XXI.


Rozando casi con la ciencia ficción, algunos se atreven a decir —seamos cuidadosos a la hora de otorgar credibilidad a todo sin filtrarlo previamente— que la nanotecnología podrá dar la clave para la inmortalidad al descubrir los nanodispositivos encargados de modificar la estructura genética y celular del ser humano. La nanomedicina —nanotecnología aplicada a la medicina— trae consigo cambios espectaculares en las intervenciones quirúrgicas y sistemas de prevención de las enfermedades, permitiendo curar enfermedades desde dentro del cuerpo y a nivel celular o molecular.


Entre las aplicaciones posibles aparece la posibilidad de programar nanobots para buscar y destruir las células causantes de la formación del cáncer, u otros capaces de detectar fisuras en huesos y músculos para su posterior reparación. Hoy día se busca transformar los métodos de análisis sanguíneos con el biochip DNA, ansiando obtener resultados de pruebas de SIDA, tuberculosis y otras enfermedades en cuestión de segundos. También el interés se centra en el diseño de detectores biomoleculares para la fabricación de fármacos.



El futuro es hoy


Por otro lado, se empezó a jugar con la idea de implantar un corazón infartado mediante los angiochips, nuevos vasos sanguíneos que reemplazan a los destruidos. Y, buena noticia para los diabéticos, se plantea la idea de sensores que se activen cuando se modifiquen ciertas constantes biológicas. Ante un cambio eventual, frente al aumento de glucosa en sangre, se esparciría la insulina encapsulada en células artificiales. A este paso, se presagia que en el futuro será posible desarrollar nanomáquinas que recorrerán el cuerpo limpiando arterias, apoyando al sistema inmune en la lucha contra enfermedades y corrigiendo niveles de azúcar, hormonas y colesterol.


A pesar de todas las buenas nuevas, es preciso estar alerta. Los abusos nunca son recomendados, y toda tecnología nueva puede ser empleada con fines nobles y otros que no lo sean tanto. Se desatan, también, dilemas éticos. Entre ellos, respecto a si los nanobots tendrán vida, entendida como capacidad de crecer, replicarse y responder a un estímulo. En el caso de que puedan auto-replicarse, el peligro radica en que quizá no se lo pueda regular y resulte difícil de controlar. En cuanto a la reanimación de pacientes criogenizados se plantea la duda de cómo reaccionarán éstos al despertar. Y, algo más grave, las posibles consecuencias de que los ensambladores y la ingeniería automatizada eliminen gran parte de la necesidad del intercambio comercial internacional, con todo lo que esto acarrea, sumado a la cada vez menor intervención del trabajo humano.

La efusión actual por los grandes avances puede trocarse con rapidez en un temor acompañado de desconfianza hacia lo novedoso. Lo cierto es que la nanomedicina va hacia delante, y para evitar cualquier inconveniente, debe hacerlo amparada mediante las regulaciones convenientes, llevadas a cabo bajo criterios éticos firmes.

 

Enlace http://www.mancia.org/foro/articulos/54528-nanomedicina-futuro-hoy.html
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Nanomedicina: nanopartículas con aplicaciones médicas

La nanomedicina, considerada como uno de los campos de las nanobiotecnologías con aplicaciones directas en medicina, se puede definir como la ciencia y la tecnología utilizada en el diseño y evaluación de sistemas complejos, a escala nanométrica, formados por al menos dos componentes, uno de los cuales es el principio activo o molécula biológicamente activa y, el segundo, es el propio sistema que permite una función especial relacionada con el diagnóstico, tratamiento, o prevención de una enfermedad1. Estas nanopartículas incluyen componentes activos u objetos en el rango comprendido desde un nanómetro hasta varios cientos de nanómetros.


Dentro de la nanomedicina se encuentra gran cantidad de compuestos diferentes, incluyendo las nanopartículas transportadoras de fármacos, donde se diferencian las nanopartículas poliméricas, los liposomas o las micelas poliméricas. Este tipo de nanopartículas fueron descritas por primera vez por Speiser y colaboradores en los años 70 del siglo XX.


Fotografía de nanopartículas poliméricas obtenidas por microscopia electronica de transmisión. Barra: 200nm


Desde entonces se ha realizado una considerable cantidad de trabajo permitiendo que ciertos tipos de nanopartículas hayan alcanzado los ensayos clínicos o incluso, en algún caso, hayan sido aprobadas para su utilización en humanos.


Todo ello ha sido posible por las grandes posibilidades que ofrecen estos sistemas para mejorar la seguridad y eficacia de numerosos fármacos. Entre las ventajas que aportan estas nanopartículas se pueden citar:


Capacidad para proteger la molécula encapsulada frente a su eventual degradación desde el momento de la administración en el paciente hasta que alcanza su lugar de acción o absorción;


Capacidad para atravesar las barreras biológicas como la piel, las mucosas gastrointestinal o respiratoria o, también, la barrera hematoencefálica;


Capacidad para alcanzar el órgano, tejido o grupo celular diana donde la molécula debe ejercer su acción;


Otro campo interesante donde las nanopartículas pueden tener una aplicación intensa es como sistemas para la administración de moléculas de origen biotecnológico, incluyendo péptidos, proteínas, oligonucleótidos antisentido, plásmidos, etc. Estas moléculas activas son muy sensibles a la degradación físico-química y enzimática, se muestran incapaces de atravesar barreras biológicas (mucosas) y, además, en algunos casos deben alcanzar compartimentos celulares muy precisos para poder ejercer su acción. Por ello, su inclusión en nanopartículas permite solventar parte o la totalidad de estos problemas ofreciendo posibilidades interesantes para su administración de forma segura y eficaz.





Enlace http://www.cfnavarra.es/salud/anales/textos/Vol31/n1/edit.html
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Nanomedicina

"El enfermo, el anciano y el herido sufren una desorganización de los átomos provocada por un virus, el paso del tiempo o un accidente de coche", escribía Eric Drexler en su obra Engines of Creation en 1986. "En el futuro habrá aparatos capaces de reorganizar los átomos y colocarlos en su lugar". Con estas palabras preconizaba la revolución que ha supuesto la aplicación de los conocimientos y las tecnologías del nanocosmos a la medicina. Hoy por hoy, la nanomedicina es ya una realidad que está produciendo avances en el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de las enfermedades.


                                   Cápsulas que navegan por la sangre


El matrimonio entre medicina y nanotecnología se está convirtiendo en una pesadilla para el cáncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma más específica a las células cancerígenas. Por eso, el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto en marcha la "Alianza para la nanotecnología en el cáncer", un plan que incluye el desarrollo y creación de instrumentos en miniatura para la detección precoz.


En la administración de medicamentos, las nuevas técnicas son ya un hecho. "Los nanosistemas de liberación de fármacos actúan como transportadores de fármacos a través del organismo, aportando a estos una mayor estabilidad frente a la degradación, y facilitando su difusión a través de las barreras biológicas y, por lo tanto el acceso a las células diana", explica María José Alonso, investigadora de la Universidad de Santiago de Compostela, que trabaja en esta línea desde 1987. En el tratamiento del cáncer, asegura, "estos nanosistemas facilitan el acceso a las células tumorales y reducen la acumulación del fármaco en las células sanas y, por tanto, reducen los efectos tóxicos de los antitumorales".




Las nanoparticulas transportan farmacos hasta las cèlulas diana


Desde Estados Unidos, el nanotecnológo James Baker ha desarrollado otra alternativa basada en unas moléculas artificiales conocidas como dendrímeros. Se trata de estructuras tridimensionales ramificadas que pueden diseñarse a escala nanométrica con extraordinaria precisión. Los dendrímeros cuentan con varios extremos libres, en los que se pueden acoplar y ser transportadas moléculas de distinta naturaleza, desde agentes terapéuticos hasta moléculas fluorescentes. En su estudio, Baker aplicó una poderosa medicina contra el cáncer, metotrexato, a algunas ramas del dendrímero. En otras, incorporó agentes fluorescentes, así como ácido fólico o folato, una vitamina necesaria para el funcionamiento celular. "Es como un caballo de Troya. Las moléculas del folato en la nanopartícula se aferran a los receptores de las membranas celulares y éstas piensan que están recibiendo la vitamina. Al permitir que el folato traspase la membrana, la célula también recibe el fármaco que la envenena", señaló el investigador.


Las enfermedades infecciosas son otro de los grandes objetivos de la medicina actual. Por eso, la profesora Alonso y su equipo han desarrollado también nanopartículas que permiten administrar, en forma de simples gotas nasales, algunas vacunas que hasta ahora debían inyectarse. Su eficacia ha sido demostrada, hasta el momento, para las vacunas anti-tetánica y anti-diftérica. "Recientemente, hemos propuesto estas tecnologías al concurso de ideas promovido por la Fundación Bill & Melinda Gates para resolver los grandes problemas de salud del tercer mundo", añade la investigadora. "Nuestra idea para administrar de esta forma la vacuna de la Hepatitis B fue una de las seleccionadas de un total de 1.500 presentadas".






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