Video de gato de Schroedinger hecho con átomos

 

La computación cuántica promete resolver problemas que resultan imposibles para las computadoras clásicas. En lugar de bits que solo pueden valer 0 o 1, las máquinas cuánticas usan cúbits, capaces de estar en varios estados a la vez. Esto multiplica la capacidad de cálculo, pero también plantea enormes retos: los cúbits son inestables y propensos a errores.

Entre las distintas plataformas en desarrollo, los arreglos de átomos de Rydberg destacan por su potencial. En ellos, átomos individuales son atrapados con haces de luz llamados pinzas ópticas.

 Esta técnica ofrece gran precisión, permite conectar átomos de manera flexible y se puede ampliar a escalas muy grandes. Gracias a esto, ya se han demostrado pasos clave hacia la computación cuántica, como la corrección de errores y la simulación de fenómenos físicos complejos.

Un obstáculo importante es que, al cargar los átomos en un sistema, muchas posiciones del arreglo quedan vacías. Para aprovechar todo el sistema se necesita reorganizarlos y formar un arreglo sin defectos. Los métodos tradicionales mueven los átomos uno por uno, lo cual resulta demasiado lento para miles de partículas.

La solución presentada por el equipo de investigación citado, combina inteligencia artificial (IA) con un modulador espacial de luz (SLM). Este dispositivo puede modificar un haz láser en tiempo real y, guiado por la IA, desplazar en paralelo a todos los átomos hacia sus posiciones finales. El proceso se divide en pasos muy pequeños para evitar pérdidas y errores.

El procedimiento funciona así: primero, se cargan átomos de rubidio de manera aleatoria. Una cámara registra la distribución y una red neuronal identifica qué sitios quedaron ocupados. Después, la IA calcula la ruta óptima para mover cada átomo. Finalmente, el SLM genera hologramas de luz que guían el movimiento simultáneo de todos los átomos hasta formar el arreglo deseado.

Con esta técnica se logró construir el arreglo libre de defectos más grande reportado hasta ahora: 2024 átomos perfectamente ordenados. Para demostrar el nuevo sistema de reordenamiento rápido de miles de átomos, los investigadores crearon una animación con el famoso gato de Schrödinger. 

Este avance nos acerca a la posibilidad de contar con computadoras cuánticas más poderosas y, al mismo tiempo, abre la puerta a simulaciones de sistemas físicos imposibles de estudiar con las tecnologías actuales.

Para mayor información y la animación del gato de Schroedinger, consultar: Phys. Rev. Letters

 

Una nueva estrategia de edición genómica que utiliza nanopartículas lipídicas con ácidos nucleicos esféricos y CRISPR

 

  

Los sistemas CRISPR-Cas son una herramienta biológica descubierta recientemente que funciona como

“tijera molecular”, capaz de localizar y cortar fragmentos específicos del ADN para modificarlos

o corregirlos con gran precisión. Esta maquinaria de edición génica ha transformado la biología al ofrecer

la posibilidad de corregir errores genéticos.

No obstante, su mayor desafío ha sido transportar a la máquina de edición de manera segura y eficiente

al interioir de las células, ya que los métodos tradicionales, como los vectores virales o nanopartículas lipídicas (LNPs), suelen presentar problemas de toxicidad, baja eficiencia o reacciones inmunes. 

Un reciente estudio propone una solución innovadora al introducir la maquinaria CRISPR-Cas en

nanopartículas lipídicas recubiertas con ácidos nucleicos esféricos (SNAs por sus siglas en inglés), lo que

resulta en nanoestructuras de aproximadamente 130 nm.  La capa externa de ADN facilita su entrada a las células,

y el núcleo lipídico da estabilidad a la maquinaria CRISPR-Cas y permite su liberación controlada.

En la nanoestructura lipídica se incluyen tanto los plásmidos que codifican la maquinaria de CRISPR como

los moldes necesarios para reparaciones de ADN por la vía HDR (reparación dirigida por homología).

En resumen, este diseño permite una mejor captación celular de la nanopartícula, que a su vez contiene

la maquinaria CRISPR-Cas. Se reduce la toxicidad y aumenta la

eficiencia de edición genética.

El equipo de investigación probó esta estrategia en diferentes tipos de células, evaluando cuántas

nanopartículas lograban entrar, si había efectos tóxicos y si la maquinaria CRISPR se entregaban de manera

exitosa. Luego, analizaron el ADN celular para comprobar si la maquinaria CRISPR había hecho las ediciones esperadas.

Los resultados mostraron que este sistema no solo produjo las ediciones típicas de deleción de nucleótidos,

sino también reparaciones precisas mediante la vía HDR. En comparación con LNPs convencionales, las

nuevas estructuras fueron más eficientes, y no mostraron toxicidad, manteniendo además una alta viabilidad

celular incluso a concentraciones elevadas.

Los investigadores destacan que estas nanopartículas híbridas, llamadas LNP-SNAs, podrían adaptarse en

el futuro para dirigirse a órganos específicos. Gracias a su mayor seguridad y eficacia, los

CRISPR-LNP-SNAs representan una plataforma versátil y escalable, que acerca cada vez más

las terapias de edición genética a su aplicación clínica.

Más información en: PNAS

Transistores de efecto de campo ferroeléctricos reconfigurables con canales de nanotubos de carbono de pared simple

El rápido desarrollo de internet y de la inteligencia artificial ha acelerado la generación de datos imponiendo una mayor demanda en su procesamiento. Para procesarlos de manera eficiente se requiere reducir la dimensión de los dispositivos y el voltaje de operación y, con ello, el consumo de energía. 

Sin embargo, con la tecnología actual de transistores de efecto de campo (FET) como los transistores complementarios metal-oxido-semiconductor (CMOS) de silicio, lograr estas mejoras se ha vuelto difícil debido a limitaciones físicas: cuando los transistores se hacen demasiado pequeños aparecen problemas de control eléctrico. En particular, la reducción del tamaño se dificulta por efectos ligados a la corta longitud del canal, mientras que bajar el voltaje por debajo de 1 V está restringido por el límite de Boltzmann, que depende de la relación constante entre el potencial de interacción y el recorrido libre medio de los transportadores de carga.

Ante estas limitaciones, una alternativa prometedora son los transistores reconfigurables, capaces de cambiar su funcionamiento después de fabricados. Un caso especial son los transistores FeFET reconfigurables, que pueden funcionar como transistores de tipo p o de tipo n según se necesite.

Un equipo de investigación de Corea, EE.UU. y China desarrolló este tipo de dispositivos usando nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) altamente alineados como canales semiconductores y un material ferroeléctrico innovador (nitruro de aluminio-escandio). Estos dispositivos presentan características ambipolares de los portadores con corrientes del estado de encendido (ON, del inglés) altas y bien equilibradas (de ~270 μA μm−1 a un voltaje de drenador de 3 V) y razón encendido/apagado (ON/OFF, del inglés) superiores a 105, aunado con amplias ventanas de memoria y excelente capacidad de retención. Además poseen capacidad de memoria ternaria (pueden guardar -1, 0 o +1 en lugar de solo 0 y 1). Esto significa que se pueden construir circuitos más compactos y eficientes que los basados en silicio convencional.

Mayor información en: Nature Communications

Crecimiento homo epitaxial a gran escala de MoS2 en un apilamiento romboédrico

 

Los materiales bidimensionales (2D) poseen propiedades únicas que los hacen adecuados para su implementación en diferentes dispositivos tecnológicos. Manipular y modificar el apilamiento entre capas es una forma de modular sus propiedades. 

Los dicalcogenuros de metales de transición (TMD por sus siglas del inglés transition metal dicalcogenides) bidimensionales son importantes candidatos para la reducción de tamaño de los transistores. Estos materiales suelen estar apilados en un ordenamiento conocido como 2H, conformado por dos monocapas con rotación de 180°. Inducir un apilamiento artificial distinto (por ejemplo, el apilamiento romboédrico conocido como 3R en el que tres monocapas están desplazadas, sin rotación) les confiere propiedades exóticas como la ferroelectricidad, superconductividad, entre otras. Sin embargo, inducir este tipo de apilamientos no es tarea fácil, debido a la alta estabilidad termodinámica de los apilamientos 2H.

Científicos de universidades chinas han logrado obtener disulfuro de molibdeno (MoS2) en apilamiento 3R a gran escala (del orden de cm). Mediante la técnica de depósito por descomposición química de vapores (CVD por sus siglas del inglés chemical vapor deposition) depositaron una monocapa de MoS2 sobre un sustrato de zafiro. Una vez depositada la primera monocapa, el proceso de nucleación de la siguiente resulta crucial para lograr el apilamiento deseado, ya que, una vez formada, no es posible rotarla. 

Este estudio propone, mediante cálculos DFT, que los defectos conocidos como antisitios (Mos) promueven el apilamiento 3R sobre el 2H. Experimentalmente se demostró la presencia de este tipo de defectos en las muestras con apilamiento 3R, mientras que no se observó en las muestras con apilamiento 2H, corroborando el mecanismo de crecimiento. Las muestras obtenidas demostraron poseen ferroelectricidad mediante la técnica de microscopia de piezofuerza (PFM del inglés piezoresponse force microscopy).

Dado que el MoS2-3R es un semiconductor con características ferroeléctricas, se propone para la fabricación de transistores de efecto de campo con compuerta de semiconductor ferroeléctrico (FeS-FETs por sus siglas del inglés ferroelectric semiconductor field effect transistors). Además, debido a la ventaja que representa obtener muestras de buena calidad y gran tamaño, se asegura la reproducibilidad de los dispositivos. 

Más información en: nature materials

Nanoalambres flexibles de selenio con bandas prohibidas sintonizables

 

Los cambios en el tamaño y la forma geométrica de las nanopartículas permiten manipular las propiedades de los semiconductores sin alterar su composición química. Sin embargo, persiste el desafío de que, según el método de síntesis, la dispersión de los tamaños de las nanopartículas varía.

El uso de moldes de nanotubos para formar nanoalambres de selenio forma parte de la estrategia más amplia de emplear plantillas nanoestructuradas para controlar el crecimiento de nanomateriales unidimensionales. Aunque el selenio, por su naturaleza anisotrópica, ya de sí cristaliza formando estructuras alargadas, las plantillas de nanotubos de carbono (CNT), óxido de aluminio anódico u otras nanoestructuras huecas, permiten un control preciso del crecimiento unidireccional del nanoalambre, su  tamaño, orientación y homogeneidad, además de proteger el material durante su formación. Estas estructuras núcleo-coraza, con núcleo de Se y coraza exterior protectora (nanotubo)  tienen aplicaciones en nanoelectrónica, fotoconductores y almacenamiento de energía.

Investigadores ingleses descubrieron distintas fases estructurales del selenio al confinarlo dentro de nanotubos de carbono y de nitruro de boro, observando una notable plasticidad estructural en nanoalambres con diámetros entre 0.4 y 3.0 nm. El experimento usó una muestra de nanotubo de nitruro de boro (BNNT) y cuatro de carbono (CNT) de diferentes diámetros, todas bajo condiciones experimentales idénticas. Se sublimó selenio para llenar los nanotubos y formar estructuras Se@CNT y Se@BNNT, con el fin de estudiar exclusivamente el efecto del diámetro del nanotubo sobre la estructura resultante del selenio.

Encontraron que el ancho de la banda prohibida de estos nanoalambres, entre 2.2 y 2.5 eV, depende del diámetro del nanotubo de forma no monotónica, debido a que las distorsiones en las cadenas de Se contrarrestan el confinamiento cuántico a escalas subnanométricas.

Los autores desarrollaron un diagrama de fases unidimensional que predice la estructura atómica del selenio según el diámetro del nanotubo, independientemente de su composición química. Esto demuestra que el confinamiento en nanotubos permite sintonizar con precisión la estructura y las propiedades electrónicas del selenio. La caracterización se realizó mediante microscopía electrónica avanzada y espectroscopía de pérdidas de energía electrónica (EELS) para determinar las bandas prohibidas.

Estos descubrimientos a nanoescala allanan el camino para el desarrollo de componentes electrónicos avanzados miniaturizados, sintonizables y flexibles, tales como transistores, sensores ópticos y sistemas fotovoltaicos.

Para mayor información, consultar: Advanced Materials

Células bipolares del ojo tratadas con nanovarillas de oro y activadas con láser infrarrojo para restaurar la visión

 La degeneración macular asociada a la edad (DMAE, por sus siglas en inglés) y la retinitis pigmentosa son causas significativas de pérdida de visión a nivel mundial, afectando cerca de 200 millones y 1.5 millones de personas respectivamente. En ambos casos existe una reducción en la sensibilidad lumínica de los fotoreceptores en la retina. Sin embargo, algunas neuronas retinales como las células bipolares y ganglionares permanecen funcionales lo cual ha resultado de interés en investigaciones para restaurar la visión.  

Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Brown en Estados Unidos apunta hacia un nuevo tipo de sistema de prótesis visual en el que se utilizan nanovarillas de oro plasmónicas en combinación con un pequeño dispositivo láser integrado en unos anteojos.

Los investigadores inyectaron nanovarillas de oro en el humor vítreo del ojo de ratones las cuales se incorporaron a la retina y a las células bipolares y ganglionares. Posteriormente se utilizó un láser de barrido con longitudes de onda de la región infrarroja cercana al espectro visible y un tamaño de haz de 20 micras para enfocar luz infrarroja sobre las nanopartículas y generar una pequeña cantidad de calor que activó a las células bipolares y ganglionares. Este patrón de activación imitó las señales visuales naturales que procesa el cerebro a través de los pulsos de los fotorreceptores.

La estimulación láser causó un aumento en la actividad de la corteza visual de los ratones que indica que señales visuales, antes ausentes, estaban siendo transmitidas y procesadas por el cerebro. El estudio no encontró signos de toxicidad ni inflamación a lo largo de varios meses de seguimiento.

Este hallazgo sugiere la posible aplicación de una tecnología similar en humanos. El uso de luz en la región del infrarrojo cercano, en lugar de luz visible, para activar las células bipolares, no es invasivo ni interfiere con la visión residual que el organismo aún conserve. Son necesarias más pruebas antes de su uso clínico; sin embargo, estos hallazgos ya apuntan a una opción menos invasiva para la restauración de la visión.

Para mayores detalles consultar:

ACS Nano

Los grupos funcionales regulan la concentración de iones y el pH en nanoporos

Para comprender las reacciones químicas que ocurren dentro de los nanoporos de materiales nanoporosos, ya sean sintéticos o naturales, como los presentes en membranas o canales iónicos de sistemas biológicos, es fundamental conocer la concentración de iones en su interior. Para ello, los nanoporos se funcionalizan con grupos químicos específicos.

En este estudio, un grupo de investigadores de Estados Unidos reporta el desarrollo de un nanosensor plasmónico del tipo núcleo-coraza, compuesto por una nanobarra de oro recubierta con sílica mesoporosa funcionalizada con grupos fenilo y metilo. Este nanosensor es capaz de medir la concentración local de protones, aniones (como fosfatos, nitratos, sulfatos y arsenatos), así como cationes (como mercurio, plomo y cobre) en nanoporos funcionalizados. Las mediciones se realizaron mediante espectroscopía Raman amplificada por superficie (Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS), aplicada in situ.

Los valores obtenidos se comparan con los correspondientes a la sílica en volumen. Además, los resultados indican que estas concentraciones de iones son diferentes en nanoporos prístinos e hidrofóbicos en comparación con nanoporos funcionalizados con radicales fenilo y metilo. En éstos, reportan un aumento en la concentración de aniones y una disminución en la concentración de cationes de manera concurrente. Por otra parte, el pH en los nanoporos resulta dependiente de la composición de la solución. Encontraron que, en algunos casos, el pH en los nanoporos podía disminuir hasta en 2.5 unidades con respecto a su valor en el volumen. 

Estos resultados proveen información acerca de la interacción química ión-nanoporo, es decir, y permiten controlar contaminantes de manera precisa y selectiva con aplicación directa en la química del agua para procesos de desalinización basados en membranas, para almacenamiento de CO2 y para la catálisis en materiales porosos.

Más información en: ACS Applied Materials and Interfaces

Soluciones nanoestructurales ab initio a partir de la difracción de polvos de nanocristales mediante modelos de difusión

 

Durante el último siglo, el desarrollo de la ciencia de materiales ha dependido de la determinación cada vez con mayor precisión de las disposiciones atómicas, es decir, de la estructura cristalina y sus propiedades. Con este fin, se aplica la difracción de rayos-X (XRD, del inglés X-ray diffraction), y la condición sine qua non es contar con un cristal simple o monocristal, pero esto no siempre es viable, especialmente con cúmulos atómicos de tamaño nanométrico (menores a 1000 Å), conocido como el problema de la nanoestructura. En estos casos, los patrones de difracción de polvos (PXRD) se degradan por el ensanchamiento, la pérdida de intensidad y la superposición de los picos de Bragg.

Investigadores de Estados Unidos y Alemania, propusieron un procedimiento que utiliza un modelo generativo* de aprendizaje automático (o generative machine learning) mediante procesos de difusión, entrenado con las 45,229 estructuras conocidas. El modelo empleado, PXRDnet, condicionado únicamente por la fórmula química del compuesto, puede resolver nanocristales simulados de hasta 10 Å en 200 materiales con distintas simetrías y complejidades, incluyendo los siete sistemas cristalinos. 

PXRDnet identifica candidatos estructurales correctos en 4 de cada 5 casos, con un error promedio de tan solo el 7 % en el factor de refinamiento Rietveld R. Además, puede resolver estructuras a partir de patrones de difracción ruidosos obtenidos experimentalmente. 

Los autores sostienen que este enfoque basado en datos, autoconsistente con simulaciones teóricas (“bootstrapped”), abre nuevas posibilidades para determinar estructuras de nanomateriales previamente no resueltas. Sin embargo, el modelo presenta limitaciones: requiere conocer previamente la fórmula química, y solo considera estructuras con menos de 20 átomos por celda unidad.

*El término “generativo” aplicado al aprendizaje automático describe una clase de modelos estadísticos que contrasta con los modelos discriminativos. Los “modelos generativos” pueden generar instancias de datos nuevas. Los modelos discriminativos disciernen entre diferentes tipos de instancias de datos.

El trabajo fue publicado por Nature Materials

Polímeros bidimensionales interconectados mecánicamente

 

    Gracias a avances recientes en los métodos de síntesis, los enlaces mecánicos entre moléculas con subunidades interconectadas -que solo pueden separarse al distorsionar sus enlaces químicos- se utilizan ahora como componentes funcionales en sistemas moleculares. Este avance dio origen a un nuevo campo: la nanotecnología molecular. En él, mediante el control de los movimientos relativos de las subunidades moleculares, es posible construir interruptores y motores moleculares, sistemas de almacenamiento de información y otros dispositivos que operan fuera del equilibrio. En polímeros o materiales en bulto, estas interconexiones confieren propiedades mecánicas únicas.

Un equipo de investigadores de varias universidades de Estados Unidos desarrolló un proceso de polimerización en estado sólido mediante el cual, un monómero cristalino con estructura laminar, 2D-TPE-PhOH (tetrafeniletileno-fenol), se interconecta con otro monómero cristalino idéntico a base de puentes de hidrógeno entre radicales hidroxilo en los extremos que reaccionan selectivamente para formar interconexiones con siloxano,  que resultan de la reacción con SiMe₂Cl₂ (dialquildiclorosilano). De esta forma se forma un macrociclo que consiste de dos polímeros cristalinos-2D interconectados por medio del siloxano, que se puede repetir. El resultado es un sólido con estructura laminar que se separa fácilmente en disolventes orgánicos comunes. El material disperso, hasta de monocapas atómicas 2-D, se puede caracterizar con los métodos  modernos de microscopía electrónica de transmisión con resolución atómica y así se confirma su estructura cristalina  y flexible. Con este método se logran materiales a escala de multigramos. A este tipo de materiales se les llama materiales interconectados mecánicamente (MIM por sus siglas del inglés mechanically interlocked materials). Anteriormente, estos autores ya habían reportado la cristalización de la estructura MIM 2-D de TPE-PhOH.

Los MIMs se han utilizado para la producción de fibras, mezclándolos con Ultem, un termoplástico de polieterimida (PEI) con excepcionales propiedades mecánicas y térmicas. Este material en sí tiene una mayor rigidez y resistencia, y la adición de un 2.5% en peso del nuevo polímero 2D a las fibras de polieterimida ha aumentado su módulo de elasticidad en un 45% y su tensión límite (esfuerzo máximo o esfuerzo último) en un 22%.

Con este trabajo se demuestra la capacidad de diseñar y construir arquitecturas de polímeros interconectados y MIMs-2D, que de otra manera serían inaccesibles y que constituyen una clase diferente de polímeros para estudios básicos y novedosas aplicaciones.

Más información en: SCIENCE

Síntesis de metales bidimensionales por compresión van der Waals (vdW)

 

Desde el descubrimiento del grafeno en 2004, los materiales bidimensionales (2D) han llamado la atención de la comunidad científica. A la fecha, se conoce una gran variedad de materiales 2D, como los MXenos y los dicalcogenuros de metales de transición o las monocapas formadas por un solo tipo de átomos de algunos elementos (entre ellos C, Si, Ge, P). La mayoría de estos materiales crece tridimensionalmente formando estructuras gobernadas por fuerzas de van der Waals (vdW), por lo que la exfoliación de una capa a escala atómica puede ser obtenida fácilmente. 

Sin embargo, este no es el caso de los metales, pues éstos crecen tridimensionalmente mediante la fuerte interacción de sus enlaces químicos. Hasta ahora se creía que obtener una capa a escala atómica de cualquier metal era prácticamente imposible, pues además sería termodinámicamente inestable.

Recientemente, un grupo de investigadores de China logró obtener metales bidimensionales con espesores del orden de ángstroms mediante una técnica denominada compresión vdW. Para realizar este proceso, primero crecieron una monocapa de disulfuro de molibdeno (MoS2) sobre sustrato de zafiro. Esta doble capa funciona como soporte o yunque inferior. Sobre la monocapa de MoS2 colocaron una cantidad de metal que calentaron hasta formar una gota. Sobre la gota de metal colocaron otro yunque de MoS2/zafiro, situando el MoS2 en contacto con el metal fundido. A continuación, ejercieron una presión de 200 MPa que se mantuvo hasta que ambos yunques regresaron a la temperatura ambiente. El metal 2D se obtuvo mediante un proceso de clivado para separar la capa MoS2/metal-2D/MoS2 de los sustratos de zafiro. 

Mediante esta simple y efectiva técnica se han logrado obtener metales bidimensionales empleando Bi, Sn, Pb, In y Ga. Las propiedades de transporte medidas mediante espectroscopía Raman en Bi 2D revelan una mejora en la conductividad eléctrica, así como en el efecto de campo y mayor conductividad por efecto Hall no lineal.

Así se abre la puerta a una nueva línea de investigación dedicada al estudio de los metales, aleaciones y materiales no laminares a escala 2D, y el estudio de sus propiedades e implementación en diferentes dispositivos tecnológicos.

Mas información en: Nature

Las nanopartículas de oro conjugadas con aptámeros para la entrega dirigida de microARNs promueven la regeneración de músculos distróficos

 

La distrofia muscular de Duchenne es un trastorno genético caracterizado por la pérdida progresiva de masa muscular debido a mutaciones en el gen de la distrofina, una proteína esencial para la estabilidad del músculo. Sin la proteína funcional correspondiente, los músculos no pueden funcionar ni repararse adecuadamente, lo que resulta en el deterioro de los músculos esqueléticos, cardíacos y pulmonares.

En condiciones normales, cuando un músculo sano se daña, se activan células llamadas células satélite, que se diferencian y contribuyen a la regeneración muscular. Sin embargo, en la distrofia muscular de Duchenne, la distrofina está defectuosa lo que hace que las fibras musculares sean más vulnerables al daño. Como consecuencia, las células satélite permanecen activadas de manera continua, lo que provoca inflamación y, eventualmente, su agotamiento y muerte, lo cual contribuye al deterioro progresivo del tejido muscular característico de la enfermedad.

Los microARNs son una clase de ARN que desempeña funciones cruciales en la regulación post-transcripcional de los genes. Inhiben a los ARN mensajeros, evitando la producción de proteínas defectuosas. Sin embargo, su administración a través del torrente sanguíneo es complicada debido a su baja estabilidad y penetración.

Un grupo de investigadores diseñó una estrategia para tratar la distrofia muscular mediante el uso de nanopartículas de oro (AuNPs) como vehículos para transportar microARNs terapéuticos a las células musculares. Para reconocer a estas células, las nanopartículas se funcionalizaron con moléculas llamadas aptámeros que identifican la integrina α7/β1, un receptor de superficie muy específico expresado por progenitores musculares y miofibras diferenciadas, que está virtualmente ausente en otros órganos o tejidos.

Una vez que el sistema entra en las células madre musculares, las nanopartículas liberan los microARN para estimular la producción de fibras musculares. En este caso, los microARNs inhiben a los ARN mensajeros, evitando la traducción de la distrofina mutada (defectuosa). 

Como resultado, las células satélite no se activan de forma exagerada, sino de manera funcional. Los investigadores reportaron la actividad del sistema en modelos celulares y animales, donde observaron regeneración muscular a nivel celular, pero también recuperación a nivel funcional. Los músculos de los ratones tratados mejoraron y se fortalecieron después del tratamiento, aumentando la capacidad funcional de los ratones.

Para mayores informes consultar: Nature Communications

Síntesis de nanoestructuras de ZnO mediante un concentrador de calor solar de baja temperatura

 

Esquema e imagen del Colector Solar CPC e imagen SEM del ZnO sintetizado

Se ha reportado ampliamente que el calor obtenido de la radiación solar puede ser aplicado a la síntesis de nanomateriales. En el caso de óxido de zinc (ZnO), que es el nanomaterial de interés en este trabajo, ya se ha sintetizado previamente utilizando calor solar a alta temperatura, mediante métodos de depósito de vapores producidos por mecanismos físicos (PVD por sus siglas del inglés physical vapor deposition). 

En este trabajo, un grupo de investigadores de México (CNyN-UNAM, CICESE y UABC) proponen evaluar un nuevo enfoque para la producción de ZnO mediante un colector solar parabólico compuesto (CPC), con un receptor cilíndrico que genera calor a baja temperatura.

 Los autores colocaron los precursores nitrato de zinc( Zn(NO3)2) e hidróxido de sodio dentro del reactor  que, a su vez, se encuentra dentro del CPC. En este arreglo, el colector es tanto generador de calor como reactor para la síntesis. 

Las temperaturas de la síntesis van de 50° a 70°C. Utilizando calor solar, se obtuvieron cúmulos cristalinos de ZnO puro, cuyos tamaños van de 40.4 nm a 55.7 nm, con una banda prohibida de 3.27eV, ligeramente menor  a la que obtuvieron por otros métodos a 50°C. La absorbancia fue de 90% en el ZnO sintetizado, independientemente de la temperatura de síntesis. 

En este trabajo se confirmó la viabilidad para producir ZnO de alta calidad utilizando calor solar a baja temperatura, lo que constituye un nuevo enfoque de “química verde” y una fuente de energía renovable para la síntesis de nanomateriales. 

Para más detalles consultar: Journal of Nanotechnology