NeoFronteras

Esquema conceptual del funcionamiento del nuevo sistema de microscopia. Foto: Eric Betzig, HHMI Janelia Farm R. Campus.

Unos científicos desarrollan en su casa un nuevo tipo de microscopio óptico con una resolución sin precedentes.
Este microscopio es capaz de discernir la localización intracelular precisa de cada proteína individual que se pretenda estudiar. La nueva técnica se denomina microscopia de localización fotoactiva (photoactivated localization microscopy o PALM) y tiene una resolución de 25 nanometros, diez veces inferior a la del los microscopios convencionales. Con los microscopios convencionales y utilizando luz azul o violeta, que poseen las longitudes de onda más cortas (unos 400 nm), no se pueden resolver objetos más pequeños de 200 nm, resolución insuficiente para estudiar la disposición de proteínas individuales dentro de la célula.
Este nuevo sistema permite por tanto estudiar el interior de las células con una resolución sin precedentes. Ha sido desarrollado por investigadores del Howard Hughes Medical Institute’s Janelia Farm Research Campus en colaboración con investigadores del National Institutes of Health y de Florida State University. La nueva técnica se ha publicado el pasado 10 de agosto en Science Express. (leer más…)

Un prototipo transferido sobre plástico. Foto: U. of Wisconsin-M.

Crean una nueva técnica que permite transferir chips electrónicos semiconductores a substratos exóticos, incluso a plásticos.
La forma usual de crear chips microelectrónicos es a partir de un substrato semiconductor de silicio monocristalino. A base de técnicas fotolitográficas se hacen crecer sobre él los transistores y conexiones que harán funcionar el circuito bidimensional, sea este un chip de memoria, un microprocesador u otro tipo de chip.
Ahora un equipo de investigadores dirigidos por ingeniero Zhenqiang Ma y el científico de materiales Max Lagally de University of Wisconsin-Madison han desarrollado un método que elimina el substrato donde el chip ha sido construido. Luego la parte con la circuitería, de sólo unos nanometros de grosor, puede se transferida a una lámina de vidrio, plástico u otro material flexible. Esto abre una amplia gama de posibilidades como por ejemplo transferir dos circuitos a cada lado de la nueva lámina, doblando así el número de componentes. También se pueden añadir unas capas sobre otras repitiendo el mismo proceso, creándose un circuito 3D en lugar de los 2D habituales. (leer más…)

En las películas de animación por ordenador se pueden observar mejoras fantásticas según aumentan la potencia de las máquinas empleadas y se diseñan nuevos algoritmos. Algunos de estos algoritmos basados en dinámicas de partículas ya pueden simular bien el fuego, otros simulan el agua y sus propiedades, pero todavía no había un buen algoritmo que simulara el cabello humano rubio sin grandes costos en tiempo computacional.
El cabello rubio es descrito poéticamente con propiedades que se asemejan a las del oro, pero en las películas de animación no parece tener esas propiedades. En la realidad las propiedades ópticas de una cabellera rubia no dependen sólo de los cabellos individuales, sino del comportamiento de la luz y su dispersión en todo el conjunto de cabellos. (leer más…)

Imagen de germanio poroso obtenida con microscopia electrónica de trasmisión TEM. Foto: Nature.

Los materiales porosos pueden tener propiedades inusuales como grandes superficies en pequeños volúmenes que les hace muy útiles como catalizadores. Además esta característica puede hacer que sus propiedades electrónicas cambien radicalmente.
Por ejemplo el silicio poroso que contiene pequeños agujeros (no confundir con los huecos electrónicos propios de los semiconductores que son la ausencia de electrones) puede emitir luz cuando el silicio normal no lo puede hacer.
Ahora dos equipos de investigadores independientes de EEUU ha desarrollado una técnica para hacer lo mismo con el germanio, que es el otro semiconductor típico usado en microelectrónica. El material podría ser usado para fabricar células solares más eficientes y como sensor químico.
En los noventa se descubrió que el silicio poroso podía emitir luz cuando se practicaban numerosos poros, pero hacer germanio poroso ha sido mucho más difícil. Hasta ahora sólo se conseguía germanio con agujeros distribuidos aleatoriamente con los que sus propiedades electrónicas no eran las buscadas. (leer más…)

El chip de germanio-silicio en el banco de pruebas. Foto: GIT.

Un chip de silicio ha sido acelerado hasta los 500 Gigahercios en un experimento que alienta las esperanzas de conseguir aun más velocidad con esta tecnología.
Los investigadores de IBM y Georgia Institute of Technology construyeron un microchip a partir de una aleación de silicio y germanio. Los electrones circulan por este material más fácilmente que por el silicio, especialmente cuando la aleación es fuertemente enfriada.
El chip cuando fue enfriado a -268,65 grados centígrados (unos pocos grados por encima del cero absoluto) con helio líquido y llegó a los 500 GHz. Incluso a temperatura ambiente se conseguió llegar a 300 GHz.
La velocidad de operación de un microchip es definida como la velocidad a la que un transistor puede interrumpir el flujo de los electrones. En el experimento se usaron transistores bipolares de heterounión consistentes en una lámina de silicio y otra de aleación de silicio-germanio. (leer más…)

Las neuronas de rata se organizan en agregados con conexiones en este biochip. Foto: Yael Hanein.

Las células nerviosas pueden ser seducidas para formar patrones regulares usando nanoingeniería.
Esta técnica podría permitir el desarrollo de sensores biológicos sofisticados que usaran neuronas conectadas a electrodos. Este hipotético dispositivo podría identificar un compuesto, como un agente perteneciente una bomba química o similar, mediante su efecto en una red de neuronas.
El equipo de investigadores que ha realizado este prototipo está liderado por Yael Hanein de la Universidad de Tel Aviv en Israel.
En este caso se trata de usar haces de 100 micras de longitud de nanotubos de carbono sobre una lámina de cuarzo para persuadir a unas neuronas de rata para que formen un patrón regular preestablecido.
Las neuronas no se pueden pegar a la superficie del cuarzo pero se pueden unir a los nanotubos en grupos de 20 a 100. Una vez se unen las neuronas a estos nanotubos entonces forman unos agregados que se encuentran a la distancia apropiada unos de otros como para que puedan establecer conexiones neuronales de tipo dendrítico o de axones con otros agregados, y así se puedan comunicar. (leer más…)

Imágenes de microscópio electrónico en las que se ve la secuencia de las fibras sin tratar (I), durante el tratamiento (II, III, IV) y después de la silificación (V) . Foto: Tufts Univ.

Unos científicos han combinado la seda de araña con sílice para producir un material compuesto nanoestructurado extremadamente fuerte. El nuevo material combina la flexibilidad y elasticidad de la tela de araña con la resistencia de los materiales silíceos.
La sílice se encuentra en varios procesos biológicos como es el caso de las conchas de las diatomeas. Además está en el esqueleto de animales y plantas. Es un material hecho principalmente de óxido de silicio y, aunque duro, es frágil. La seda segregada por las arañas tiene gran resistencia a la tensión además de poder ser estructurada para poder producir estructuras planas a modo de láminas. Sería muy interesante poder combinar ambas propiedades. (leer más…)