La presente invención se refiere a un procedimiento de formación de nanopartículas cristalinas de compuestos insolubles de tamaño y composición controlables, que pueden ser depositadas en sustratos de interés industrial, y al dispositivo para su puesta en marcha industrial. Esta invención presenta la ventaja, frente a otras descritas hasta el momento, de que las nanopartículas cristalinas se obtienen en un solo paso. El procedimiento se basa en la fragmentación en gotas de tamaños predeterminados de una solución conductora, que se forma a partir de la mezcla de otras dos disoluciones precursoras líquidas que contienen iones con un producto de solubilidad a temperatura ambiente muy bajo (Kps

Producen nanopartículas magnéticas inspiradas en un mecanismo bacteriano

(NC&T) La síntesis comercial de nanopartículas ferromagnéticas a temperatura ambiente es difícil porque las partículas se forman rápidamente, produciendo racimos de partículas aglomeradas con peores propiedades magnéticas y cristalinas que las ideales del material.

Sin embargo, varias cepas de bacterias producen nanopartículas finas y uniformes de magnetita que tienen propiedades magnéticas adecuadas. Estas bacterias utilizan una proteína para formar partículas cristalinas de aproximadamente 50 nanómetros de diámetro. Estos cristales están limitados por membranas para formar cadenas de partículas que las bacterias utilizan como una brújula para orientarse a partir del campo magnético de la Tierra.

Para ver si era posible aprender de las bacterias, la investigadora Surya Mallapragada del Laboratorio de Ames, formó un equipo que incluyó a microbiólogos, bioquímicos, químicos de los materiales, ingenieros químicos, científicos de los materiales y físicos, del laboratorio así como de la Universidad Estatal de Iowa, la universidad que administra ese laboratorio.

Basándose en un trabajo anterior realizado por un equipo de investigación japonés, la bioquímica Marit Nilsen-Hamilton, del Laboratorio de Ames, estudió varias proteínas de las que se conocía su capacidad para enlazarse al hierro, incluyendo la Mms6 encontrada en las bacterias magnetotácticas que ella clonó de esas bacterias.

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Cordones de nanopartículas magnéticas dentro de bacterias. (Foto: Ames Lab.)

La química Tanya Prozorov probó a sintetizar cristales, utilizando las proteínas con varias concentraciones de reactivos en una solución acuosa, pero las partículas se formaron rápidamente, eran demasiado pequeñas y carecían de la morfología específica del cristal.

A sugerencia del físico especialista en el crecimiento de cristales Paul Canfield, el equipo utilizó geles de polímero desarrollados por Mallapragada y Balaji Narasimhan para ayudar a llevar a cabo lentamente la reacción y tener control sobre la formación de los nanocristales, minimizando la agregación.

Prozorov también llevó a cabo análisis de microscopía electrónica de las nanopartículas sintéticas que mostraron que a partir de la Mms6 se habían producido cristales bien formados, en facetas, parecidos a los producidos de modo natural por las bacterias.

El físico Ruslan Prozorov comprobó las propiedades magnéticas de los cristales sintéticos que también mostraron llamativas similitudes con los cristales producidos por las bacterias y la magnetita en bruto.

Entonces, el equipo procedió a averiguar si el método bioinspirado podría utilizarse para producir nanopartículas de ferrita de cobalto. La ferrita de cobalto, que no aparece en los organismos vivos, tiene propiedades magnéticas más deseables que la magnetita, pero presenta los mismos problemas que otras partículas de tamaño nanométrico para su producción comercial. El método funcionó bastante bien y los investigadores terminaron obteniendo perfectos cristales hexagonales de ferrita de cobalto.

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Nanoparticulas en la naturaleza

La ciencia nanotecnológica ha venido teniendo un gran auge y potentes avances en diversas áreas, el ser humano no ha parado de indagar y observar experimentando luego, sobre esta ciencia de lo nano, invirtiendo dinero, tiempo y esfuerzo.

Ahora, algo que para el ser humano es costoso y requiere sacrificio, no lo es para la Naturaleza, ya que hay “Fabricas biológicas y/o naturales” en el medio ambiente. Hay organismos vivos que llevan miles de millones de años fabricando nanopartículas.

La naturaleza nos presenta tanto organismos unicelulares como pluricelulares (biología básica). Los mismos pueden elaborar nanomateriales intracelularmente como extracelularmente.

Quizás muchos ya sepan, quizás otros no, pero a modo de ejemplo tenemos la bacteria magnetostatica, la cual tiene la capacidad de producir nanopartículas (NPs) de oxido de hierro denominadas magnetosomas.

“Estas estructuras se forman intracelularmente dentro de la bacteria y le sirven como sistema de navegación y orientación espacial debido a la interacción que tienen con el campo magnético terrestre. Los magnetosomas son partículas de Fe3O4 de unos 35-120 nm recubiertas de una membrana, la cual evita la aglomeración de las NPs y las hace biocompatibles. Por lo general se colocan linealmente a lo largo del citoesqueleto de la bacteria.”

4. ¿Cómo se forman las nanopartículas?

Las nanopartículas libres pueden aparecer de forma natural, liberarse involuntariamente en procesos industriales o domésticos como la cocina, la fabricación y el transporte, o diseñarse específicamente para productos de consumo y tecnologías punta. Más en inglés…

4.1 En estado líquido, las nanopartículas manufacturadas se forman principalmente a partir de reacciones químicas controladas, mientras que las que se forman de manera natural aparecen por la erosión y degradación química de plantas, arcillas, etc. Más en inglés…

En las zonas urbanas, las nanopartículas provienen en su mayor parte de motores diésel o automóviles con catalizadores estropeados o funcionando en frío

4.2 En estado gaseoso, tanto las nanopartículas de origen natural como las manufacturadas se forman mediante reacciones químicas que transforman los gases en gotas minúsculas que más tarde se condensan y se expanden. Muy pocas veces se forman mediante la descomposición de partículas de mayor tamaño. Más en inglés…

4.3 Tanto en las zonas rurales como en las urbanas, un litro de aire puede contener millones de nanopartículas. En las zonas urbanas, las nanopartículas provienen en su mayor parte de motores diésel o automóviles con catalizadores estropeados o funcionando en frío. En algunos lugares de trabajo, la exposición a las nanopartículas presentes en el aire puede plantear un riesgo potencial para la salud.

Empresas especializadas en nanotecnología

Relación de empresas especializadas en nanotecnología, nanociencia y nanoelectrónica. Este directorio de empresas de nanotecnología supone una simple relacion y en ningún caso supone

una garantía por parte de Euroresidentes sobre la calidad de sus productos, servicios o nivel de profesionalidad. Simplemente son las empresas de mayor nombre en el sector de nanociencia y nanotecnología en estos momentos.

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Nombre de la empresa Producto o servicio especializado dentro del sector de la nanotecnología.

Advance Nanotech

Inversión y comercialización de nuevos productos. Ver ficha sobre Advance Nanotech

Accelrys Inc Tecnologías

Albany Molecular Research Inc I+D en medicinas

Altair Nanotechnologies Nanocristalinos y nanopartículas. Ver ficha de Altair

AmberWave "Strained silicon" que permite que los microchips funcionan de forma más rápida y consumen menos energía

American Pharmaceutical Partners Productos farmaceúticos inyectables

American Superconductor Corp. Superconductores

ANU Nanotubos de carbón y nítrido Boron

Apex Nanomaterials Nanotubos de carbón monocapas

Applied Films Capas ultrafinas

Arryx Láser, sistemas holográficos

Atomate Reactores CVD para síntesis de nanotubos y nanocables. Ver ficha sobre Atomate

BuckyUSA Fullerenes y nanotubos

Caliper Life Sciences Herramientas para descubrir medicinas y mejorar procesos de diagnóstica

CALMEC Patentes, tecnología, I+D

Cambridge Display Technology Tecnologías relacionadas con PLED. Ver ficha sobre Cambridge Display Technology

CarboLex Nanotubos de carbón monocapas

Carbon Nanotechnologies, Inc. (CNI) Nanotubos de carbón monocapas (PLV and HiPCO), buckytubos, polímeros. Ver ficha sobre Carbon Nanotecnologies Inc.

Carbon Solutions Nanotubos de carbón

CombiMatrix Genómica, Proteómica

Cyrano Sciences Redes de sensores

DayStar Technologies Energía renovable

DEAL International Inc. Nanotubos de carbón

eSpin Fibras polímeras

FEI Company Tecnologías para crear muestras en 3 dimensiones a nano escala

First Nano Nanotubos de carbón, herramientas y aparatos. Ver ficha sobre First Nano

Genus Atomic Layer Deposition (Depositar capas atómicas)

Guangzhou Nanotubos mono- y multicapas

Hyperion Nanotubos multicapas

Immunicon Corp Plataforma para diagnosticar cáncer. Nanopartículas ferrofluids

Invest Technologies Nano-polvos de metal

Insert Therapeutics Sistemas de distribución intracelular de pequeñas medicinas moleculares y genes

Isonics Corp.

Materials and Electrochemical Research (MER) Nanotubos de carbón mono- y multicapas.

Nanocarblab (NCL) Nanotubos monocapa

Kopin HBT Corporation

Kaweenaw Nanoscience Center I+D, consultería

Lucent Technologies Nanotecnología y telecomunicaciones. Ver ficha de Lucent.

Lumera Corp. Materiales y productos polímeros

Luxtera Productos fotónicos. Ver ficha Luxtera

Molecular Manufacturing Enterprises Servicios de asesoría

Magma Design Automation Circuitos integrados complejos

Molecular Robotics Nanotubos, MEMS, AFM, computadoras cuanticos.

Mitre Investigación para el sector público

Moore Nanotechology Systems Sistema maquinarios de ultra-precisión

Nanocs Materiales de carbón para la nanotecnología

Nanocor Nano minerales para resinas de plástico

Nanocyl Nanotubos de carbón CVD

Nanogen Microchip para análisis biológico

NanoLab Nanotubos CVD

Nanoledge Nanotubos de carbón monocapa

Nanometrics Láminas ultrafinas

Nanomat Materiales nanocristalines y nanoestructuras

Nanomaterials Research Corporation Polvos y materiales derivados

Nanomix Sensores. Ver ficha de Nanomix

Nanovation Componentes fotónicos

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NanoPowders Industries Polvos de metales preciosos y base

NanoPhase Technologies Corporation Polvos y productos polímeros

Nanospectra Biosciences Inc Nanopartículas para aplicaciones médicas. Nanoshells. Ver ficha sobre Nanospectra

Nanosys Sistemas de nanotecnología y nanoelectrónica. Ver ficha sobre Nanosys

Nanotec Polímeros para tejidos inteligentes

NanoWave I+D

Nantero Nanotubos de carbón

Neah Power Systems Silicona porosa

Novavax Productos farmaceúticos, vacunas

NEC Telecomunicaciones, Internet, I+D

NVE Corporation Spintronics que utiliza el movimiento de un electrón para detectar, almacenar o transmitir información digital

Orthovita Biomateriales, nanopartículas.

Physical Sciences Inc. Membrana de nanotubos de carbón

Quantum Dot (Qdot) Qdot nanocristales, conjugates

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Rockwell Scientifics Nanomateriales, fabricación, y nanopartículas magnéticas

Rosseter Holdings Ltd Carbón mono y multicapas

SEOCALReactores CVD para nanotubos

SES Research Fullerenes y Nanotubos

SIMAGIS Software para análisis automatizada de imágenes de nanotubos

Sun Nanotech Nanotubos de carbón multicapas

Technanogy Capital riesgo y propiedad intelectual

Thomas Swan & Co Nanotubos de carbón monocapa Elicarb (proceso CVD)

Timesnano/Chinese Academy of Sciences Nanotubos de carbón y productos relacionados

Ultratech Herramientas para nanotecnología

Veeco Instrumentos para medir a nano escala

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Zyvex Manipulador Zybot, Sistema de montaje Rotapod y MNT. Ver ficha sobre Zyvex