Diminutas antenas de oro para la comunicación cuántica

Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Barcelona han descubierto una forma más efectiva de hablar con el mundo nanoscópico que las actuales, a través de una antena ultra-diminuta, similar a las encontradas en los tejados de todo el mundo para la recepción de la señal de televisión pero más de un millón de veces más pequeña. Sus dimensiones están en el rango de los nanómetros (milmillonésima parte de un metro) y está compuesta por elementos de oro especialmente diseñados que le permiten actuar sobre la luz que emite un solo punto cuántico.

Niek van Hulst, que ha codirigido el trabajo con Romain Quidant, afirma: “Estas antenas, conocidas como Yagi-Uda, ofrecen un control sin precedentes sobre la luz en la nanoescala” y añade: “La antena consigue concentrar la luz en volúmenes más pequeños de lo que sería posible con métodos convencionales”. Alberto González Curto, que ha participado en el trabajo, asegura que con este avance en nano-óptica “se ha conseguido determinar la dirección con la que la luz interactúa con la materia, lo que podría ser muy útil para cosas tan diversas como miniaturizar un microscopio o establecer conexiones entre diferentes nano-emisores”.

El trabajo, publicado en Science, tendrá aplicaciones muy importantes en las tecnologías de la información óptica en la nanoescala y en sensores ultra-sensibles, para la detección de cantidades minúsculas de sustancias. Además, las nanoantenas podrían utilizarse en el futuro para conectar circuitos nano-fotónicos, para aumentar la eficiencia en celulas solares o para mejorar la extracción de luz en fuentes luminosas.

Este trabajo forma parte de una serie de resultados obtenidos durante los últimos meses que han situado a los investigadores del ICFO en la cabeza de la investigación mundial en el control de luz a la nanoescala, informa el instituto. Entre estos resultados destaca el control mediante luz de las propiedades de moléculas individuales a temperatura ambiente, que fue publicada el 17 de junio de 2010 por Nature, un avance que , como el que ahora publica Science, abre importantes vías para el control y manipulación en la nanoescala de la materia con luz, y en sus aplicaciones a energías fotovoltaicas, tecnologías de la información, técnicas de imagen de objetos biológicos in-vivo con super-resolución, y un largo etcétera.

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Un nanosensor fabricado en Harvard puede registrar la actividad biológica de las células

Salido de los laboratorios de la Universidad de Harvard y con forma de V, un nuevo nanotransistor de tamaño inferior al de muchos virus puede introducirse en el interior de una célula y registrar su actividad sin trastornarla. El nuevo dispositivo tiene un diámetro 100 veces menor que los utilizados hasta ahora, que además eran planos, mientras que este es flexible y tiene tres dimensiones.

“Estos nanotransistores de efecto de campo (conocidos como nanoFET) representan la primera medida del interior de una célula con un dispositivo semiconductor”, asegura Charles M. Lieber , director del proyecto, cuyos resultados se publican en Science. Los científicos afirman que estos transistores se pueden utilizar para medir el flujo de iones o las señales eléctricas en las células, especialmente en las neuronas. También se pueden asociar a receptores u otros elementos biológicos para detectar la presencia de compuestos bioquímicos en el interior de una célula.

El diámetro de las células humanas oscila entre las 10 micras (como las neuronas) y las 50 micras (como las células cardiacas). Los nuevos sensores están en el rango de los nanómetros (que son tres órdenes de magnitud menos) y los científicos han comprobado que son aceptados por la membrana celular de forma similar a lo que sucede con virus y bacterias, cuando los recubren de una doble capa de fosfolípidos, parecida a la estructura de la membrana.

“Hemos comprobado que los nanosensores pueden insertarse y sacarse de la célula muchas veces sin que esta sufra un daño detectable”, explica Lieber. El transistor está integrado en un nanocable con forma de V que se conecta a cables eléctricos para funcionar.

“Este trabajo puede suponer un gran avance en la comprensión de las estructuras intracelulares”, ha dicho Zhong Lin Wang, un experto en nanotecnologia que no pertenece al equipo de Harvard, en declaraciones a The Scientist.

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Calentamiento inductivo de nanopartículas para tratar el cáncer

La empresa zaragozana nanoScale Biomagnetics trabaja en el desarrollo y fabricación de equipos para HTM, una técnica que consiste en el calentamiento inductivo de nanopartículas magnéticas con fines terapéuticos, especialmente para tratar tumores malignos.

Según indicó el científico Nicolás Cassinelli a Europa Press, el calentamiento por inducción, que se aplica desde el siglo XIX, supone que un material magnético es expuesto a un campo también magnético variable para que se produzcan corrientes en su interior que pueden llegar a calentarlo.

Esta técnica, unida a la nanotecnología, permite fabricar materiales magnéticos de tamaños cercanos al átomo, “cientos de veces más pequeños que las células de nuestro organismo” y que, por lo tanto, se pueden utilizar para introducirlos o depositarlos sobre las células de un tumor, luego calentarlos por acción de un campo magnético aplicado desde el exterior y utilizar este calor para matar el tumor.

La gran potencialidad de esta aplicación reside en que se trata de un nuevo mecanismo que busca mejorar la selectividad del tratamiento oncológico, es decir, tratar el cáncer con la menor repercusión posible para el resto de los tejidos y sistemas del cuerpo.

Una de las ventajas de esta terapia es que al utilizar nanopartículas magnéticas se aplica el calor solamente en los puntos en que se han depositado previamente las nanopartículas, sin afectar otras áreas, porque los campos usados no afectan a los tejidos sin ayuda de éstas.

El objetivo inmediato de nanoScale es poner a disposición de los investigadores el equipamiento necesario para realizar todo tipo de ensayos relacionados con la búsqueda de nuevos materiales y la experimentación en muestras biológicas y animales.

En una segunda etapa desarrollarán equipos para la aplicación experimental en pacientes, según las necesidades de los investigadores. El objetivo final, al igual que el de los propios investigadores básicos, es el de llegar a la aplicación rutinaria en pacientes.

EUROPA PRESS