Crema de protección solar que no atraviesa la piel

Se ha inventado un protector solar que no atraviesa la piel, lo que elimina los efectos secundarios, a veces potencialmente peligrosos para la salud, derivados de las cremas de protección solar de uso común que sí son capaces de atravesarla.

La mayoría de los protectores solares son buenos en la prevención de las quemaduras, pero pueden filtrarse bajo la superficie cutánea y entrar en el torrente sanguíneo. Como resultado de ello, plantean posibles efectos secundarios.

El equipo de Mark Saltzman, de la Universidad Yale en New Haven, Connecticut, Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo protector solar, hecho con nanopartículas bioadhesivas, que se quedan en la superficie de la piel.

Saltzman y sus colegas comprobaron que tras aplicar el protector solar sobre la piel, este no se desprendió con facilidad, y aún más importante, no penetró más allá de ella. Las nanopartículas son lo bastante grandes como para resultar incapaces de pasar a través de la superficie de la piel, y además son tan adhesivas que ni siquiera se deslizan por los folículos pilosos, que están relativamente abiertos.

Si pasamos muchas horas al sol, es imprescindible protegernos de su radiación. La imagen muestra al Sol poniéndose en Pensacola, Florida, Estados Unidos. (Foto: NOAA)

Usando modelos de ratón, los investigadores probaron su protector solar contra rayos ultravioleta directos y su capacidad de causar quemaduras solares. En esta prueba, a pesar de que se usó una cantidad notablemente más pequeña de ingrediente activo que la de los protectores solares comerciales, la formulación de los investigadores protegió igual de bien contra las quemaduras.

Nanotecnología para elaborar vinos que no produzcan resaca y alergias

La resaca y las alergias que genera el vino a determinados consumidores podrían evitarse, en el futuro, gracias a un ingenioso proyecto que impulsan científicos argentinos del Instituto de Ciencias Ambientales y Salud de la Fundación PROSAMA conjuntamente con el Instituto Nacional de Vitivinicultura.

Los sulfitos, que se emplean para inhibir el crecimiento de microorganismos indeseados, son la causa de esas complicaciones. “En estudios de laboratorio, logramos reducir en forma significativa la cantidad de sulfitos con procedimientos basados en nanotecnología”, indicó a la Agencia CyTA el líder del proyecto, el doctor Jorge Herkovits, investigador del CONICET y presidente de la Fundación PROSAMA, con sede en Buenos Aires. La iniciativa está financiada por la Fundación Argentina de Nanotecnología, que depende del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.

Herkovits y su grupo emplearon nanopartículas de plata que recrean las propiedades de los sulfitos para la producción de vinos, actividad que se ejecuta en el Instituto Nacional de Vitivinicultura con la dirección de Humberto Manzano.

Pero en virtud de que el valor máximo admitido de plata por la Organización Mundial de la Salud es de 0,1 miligramos por litro, el siguiente paso de los investigadores fue desarrollar dos estrategias para sacar esas nanopartículas del vino.

El primer método consistió en agregar hierro a las nanopartículas de plata para, luego, extraerlas mediante un campo electromagnético, como si fuera un imán. Pero su costo a gran escala en bodegas es alto, explicó Herkovits, quien también dirige el Grupo de Investigaciones en Seguridad Química del CONICET y el Instituto de Ciencias Ambientales y Salud (ICAS).

Vinos. (Foto: AGENCIA CYTA)

Un enfoque alternativo, probado por el equipo, se basó en la formación de un complejo de las nanopartículas de plata con caolín (roca pulverizada de muy bajo costo), que permite su extracción después de la fermentación mediante un simple filtrado del vino. ”Incluso estamos evaluando la posibilidad de reutilizar el complejo y por último recuperar la plata cuando ya no resulte eficiente para producir vinos”, destacó Herkovitz.

“Nuestro objetivo es aportar un valor agregado que nos posicione mejor en el mercado mundial”, concluyó Herkovits, quien presentó los avances del proyecto en la quinta edición de Nanomercosur 2015 “Hacia la consolidación de la nanotecnología”, organizado por la FAN. (Fuente: AGENCIA CYTA-INSTITUTO LELOIR/DICYT)

El conmutador fotónico nanométrico más rápido del mundo

Se ha logrado crear un conmutador ultrarrápido totalmente óptico sobre nanoestructuras de silicio. Este dispositivo podría convertirse en una plataforma para futuros ordenadores y permitir la transferencia de datos a una velocidad ultrarrápida.

Este trabajo pertenece al campo de la fotónica, una disciplina de la óptica que apareció en los años 60 del pasado siglo, junto con la invención de los láseres. La fotónica tiene los mismos objetivos que la electrónica, pero utiliza fotones (los cuantos de luz) en vez de electrones. La mayor ventaja de usar fotones es la ausencia de interacciones entre ellos. Como resultado de ello, si las condiciones son las idóneas, los fotones pueden afrontar mejor que los electrones el problema de la transmisión de datos.

El avance tecnológico ahora alcanzado es obra de científicos de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú en Rusia, y de la Universidad Nacional Australiana (ANU).

Hace tres años, varios grupos de investigadores descubrieron al mismo tiempo un efecto importante: hallaron que las nanopartículas de silicio exhiben fuertes resonancias en el espectro visible. Este tipo de resonancia está caracterizada por una fuerte localización de las ondas de luz en las escalas por debajo de la longitud de onda, dentro de las nanopartículas. Este efecto despertó el interés de diversos científicos, pero en general nadie pensó que ese descubrimiento pudiera crear un punto de partida para el desarrollo de un conmutador fotónico compacto y muy rápido. Los últimos desarrollos técnicos en este campo se han encargado de convertir en realidad lo que solo unos pocos imaginaron.

El prototipo del nuevo dispositivo es un disco de 250 nanómetros de diámetro, que es capaz de conmutar pulsos ópticos a tasas del orden de los femtosegundos. (Foto: Maxim Shcherbakov et al)

Las nanopartículas fueron fabricadas en la Universidad Nacional Australiana, gracias a Alexander Shorokhov. Las muestras fueron transportadas a Moscú, y todo el trabajo experimental se llevó a cabo en la Universidad Estatal Lomonosov, por el equipo de Polina Vabishchevich y Maxim Shcherbakov.

El resultado final del trabajo es un prototipo en forma de disco, de 250 nanómetros de diámetro, que es capaz de conmutar pulsos ópticos a tasas del orden de los femtosegundos. (Un femtosegundo es una millonésima de milmillonésima de segundo). Con estas velocidades de conmutación tan rápidas, es factible crear enlaces de transmisión de datos, así como dispositivos de procesamiento, que funcionen a decenas y cientos de terabits por segundo. Esto permitiría descargar miles de películas en alta definición en menos de un segundo.

Fabrican un transistor con una molécula y un puñado de átomos

En 1990 los científicos de la empresa IBM lograron manipular y ordenar átomos sobre una superficie con el microscopio de efecto túnel (STM, por sus siglas en inglés). Ahora, usando la misma técnica, investigadores del instituto Paul-Drude (PDI), la Universidad Libre de Berlin, los laboratorios NTT Basic Research de Japón y el U.S. Naval Research Laboratory de EE UU han conseguido fabricar un nanotransistor con una molécula rodeada por unos pocos átomos.

Se trata de un transistor de efecto campo, que consiste en un canal entre dos electrodos (fuente y drenaje), más un tercero (compuerta) que modula la corriente que pasa por el canal. En este caso, el diminuto dispositivo está fabricado por una molécula orgánica de ftalocianina, por la que circulan los electrones, colocada sobre un cristal semiconductor de arseniuro de indio. Esta superficie y la punta metálica del microscopio STM actúan como los electrodos fuente y drenaje del transistor.

Por su parte, el campo electrostático que genera un grupo de átomos de indio, cargados positivamente y colocados alrededor de la ftalocianina, es el que actúa como electrodo compuerta. Es el que regula la transmisión de los electrones por la ftalocianina, modificando su estructura electrónica.

Dependiendo del número de átomos de indio y de su posición respecto a la molécula, el campo electrostático sobre ella varía, determinando así si el nanotransistor conduce o no los electrones. Los detalles se publican este mes en la revista Nature Physics, pero también se pueden visualizar mediante una aplicación web interactiva que reproduce de forma exacta los experimentos de los investigadores.

“En el caso de los nanotransistores de escala atómica es imprescindible tener un control absoluto sobre su geometría para poder diseñar de antemano las características del transporte eléctrico, y con el microscopio de efecto túnel se consigue”, destaca a Sinc Jesús Martínez-Blanco, el investigador español del PDI y primer autor del estudio.

El equipo también ha encontrado mecanismos de transporte eléctrico desconocidos hasta ahora gracias a la gran resolución de la técnica. “En particular, hemos observado que la carga neta de la molécula, que puede ser ajustada a voluntad mediante la aplicación del campo eléctrico de compuerta adecuado, afecta a la posición en la que esta se adhiere al substrato semiconductor”, apunta Martínez-Blanco.

Imagen del nanotransistor obtenida con el propio microscopio de efecto túnel que sirve para fabricarlo. En este caso, doce átomos de indio cargados positivamente modulan el transporte eléctrico a través de la molécula de ftalocianina (en el centro) al modificar su estructura electrónica. (Foto: PDI/U.S. Naval Research Laboratory)

“Debido a esto –añade–, el comportamiento de este minúsculo transistor difiere notablemente del obtenido con los transistores convencionales de tamaño unas 30 veces mayor y presentes de forma masiva en nuestros aparatos electrónicos”.

Según sus autores, este estudio puede ser “de gran importancia” tanto para futuros descubrimientos en el campo del transporte electrónico en nanoestructuras moleculares, como para el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos a escala nanométrica.

Además, el tamaño de poco más de un nanómetro de diámetro que tiene la ftalocianina, podría suponer el límite físico de la famosa ley de Moore. Esta establece que el número de transistores que pueden integrarse en un circuito se va duplicando cada dos años aproximadamente.

“Según esta ley, en diez o veinte años veremos transistores del tamaño de estas moléculas integrados en nuestros circuitos electrónicos”, concluye Martínez-Blanco. (Fuente: SINC)