MERRY CHRISTMAS AND HAPPY YEAR 2012

I wish to all the visitors of this blog a merry christmas and an excellent year 2012!

¡A todos los visitantes de este blog les deseo una feliz navidad y un excelente año 2012!

NANOWIRE-BASED SINGLE-CELL ENDOSCOPY

"Nanowire-based single-cell endoscopy". R. Yan, J. H. Park, Y. Choi, C. J. Heo, S. M. Yang, L. P. Lee, P. Yang. Nature Nanotechnology. IN PRESS. doi: 10.1038/nnano.2011.226

One-dimensional smart probes based on nanowires and nanotubes that can safely penetrate the plasma membrane and enter biological cells are potentially useful in high-resolution and high-throughput gene and drug delivery, biosensing and single-cell electrophysiology. However, using such probes for optical communication across the cellular membrane at the subwavelength level remains limited. Here, we show that a nanowire waveguide attached to the tapered tip of an optical fibre can guide visible light into intracellular compartments of a living mammalian cell, and can also detect optical signals from subcellular regions with high spatial resolution. Furthermore, we show that through light-activated mechanisms the endoscope can deliver payloads into cells with spatial and temporal specificity. Moreover, insertion of the endoscope into cells and illumination of the guided laser did not induce any significant toxicity in the cells.

Las sondas inteligentes unidimensionales, basadas en nanoalambres y nanotubos, que pueden penetrar de manera segura la membrana de plasma y entrar en células biológicas, son potencialmente útiles en la liberación con alta resolución y alto rendimiento de fármacos y de genes, como biosensores y en la electrofisiología de una sóla célula. Sin embargo, el uso de tales sondas para la comunicación óptica a través de la membrana celular aún es limitada a niveles por debajo de la longitud de onda. Aquí mostramos que una guía de onda de nanoalambre unida al extremo de una fibra óptica puede guiar luz visible a regiones intracelulares de una célula de un mamífero vivo, y también puede detectar señales ópticas de las regiones subcelulares con una alta resolución espacial. Es más, mostramos que a través de mecanismos activados por luz, el endoscopio puede enviar carga al interior de las células con especifidad espacial y temporal. Además, la inserción del endoscopio en las células y la iluminación proveniente de un láser guía no induce alguna toxicidad importante en las células.

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2011.226.html

OPTICS IN 2011

This video from Optics & Photonics News highlights exciting research findings that characterized the year in optics, including biological lasers, events cloaked in time and high-definition 3-D television.

Este video de Optics & Photonics News destaca los resultados más fascinantes en investigación en óptica que caracterizaron a este año, incluídos los láseres biológicos, el encubrimiento de eventos temporales y la televisón 3-D de alta definición. 

PREMIO ADIAT 2012

http://www.adiat.org/es/columna.aspx?id=579

SIMPHONY OF SCIENCE: THE QUANTUM WORLD

During this week the scientific community has been paying a lot of attention to the announcements about the most recent results related to the experiments carried out at CERN in order to detect the Higgs boson for first time. Undoubtly, the work that Richard Feynman did during his brilliant scientific career is pretty related to the research devoted to the discovery of the Higgs boson. The work done by Richard Feynman is wide, and he is also recognized as one of the pioneers of nanotechnology, in part due to his famous 1959 speech "There's Plenty of Room at the Bottom." This video shows, in a very beautiful way, some features of the quantum world, the world of the elementary particles, the world of the nanomaterials, the world where quantum physics rules. Pay attention to the video, Richard Feynman "sings science".

Durante esta semana la comunidad científica ha estado prestando mucha atención a los anuncios relativos a los más recientes resultados relacionados con los experimentos llevados a cabo en el CERN con la finalidad de detectar al bosón de Higgs por primera vez. Sin duda, el trabajo que Richard Feynman realizó durante su brillante carrera científica está sumamente relacionado con la investigación dedicada al descubrimiento del bosón de Higgs. El trabajo hecho por Richard Feynman es amplio, y él también es reconocido como uno de los pioneros de la nanotecnología, en parte debido a su famosa charla de 1959 "Hay mucho espacio allá abajo". Este video muestra, de manera hermosa, algunas características del mundo cuántico, el mundo de las partículas elementales, el mundo de los nanomateriales, el mundo donde la física cuántica manda. Pongan atención al video, Richard Feynman "canta ciencia".

http://symphonyofscience.com/ 

NANOPHOTONICS: DISCOVERING THE MAGIC OF LIGHT IN NANOSTRUCTURES

Talk about "Nanophotonics: Discovering the Magic of Light in Nanostructures" given at Massachusetts Institute of Technology by Prof. Evelyn Hu from the University of California (Santa Barbara, USA).

Charla acerca de "Nanofotónica: Descubriendo la Magia de la Luz en Nanoestructuras" dada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts por la Prof. Evelyn Hu de la Universidad de California (Santa Barbara, EUA).

SUPERHYDROPHOBIC COATINGS

At Ross Nanotechnology, it has been developed a super hydrophobic coating that completely repels water and heavy oils. Any object coated with NeverWet™ coating literally cannot be touched by liquid. Any liquid placed on this coating is repelled and simply rolls off without touching the underlying surface. Not only is this amazing to see, but it solves a myriad of problems.

En Ross Nanotechnology ha sido desarrollado un recubrimiento superhidrofóbico que repele completamente al agua y a los aceites pesados. Cualquier objeto cubierto con el recubrimiento NeverWet™  literalmente no puede ser tocado por un líquido. Cualquier líqudo colocado sobre este recubrimiento es repelido y simplemente rueda hacia afuera sin tocar la superficie subyacente. Esto no sólo se ve impresionante, sino que también resuelve una multitud de problemas.

http://www.neverwet.com/

COLLOIDS AND NANOMEDICINE 2012

http://www.colloidsandnanomedicine.com/

CANDLE SOOT AS A TEMPLATE FOR A TRANSPARENT SUPERAMPHIPHOBIC COATING

"Candle Soot as a Template for a Transparent Robust Superamphiphobic Coating". X. Deng, L. Mammen, H-J. Butt, D. Vollmer. Science Express. doi: 10.1126/science.1207115

Coating is an essential step in adjusting the surface properties of materials. Superhydrophobic coatings with contact angles greater than 150° and roll-off angles below 10° for water have been developed, based on low energy surfaces and roughness on the nano- and micrometer scales. However, these surfaces are still wetted by organic liquids such as surfactant-based solutions, alcohols, or alkanes. Coatings that are simultaneously superhydrophobic and superoleophobic are rare. We designed an easily fabricated, transparent, and oil-rebounding superamphiphobic coating. A porous deposit of candle soot was coated with a 25-nm-thick silica shell. The black coating became transparent after calcination at 600°C. After silanization, the coating is superamphiphobic and remained so even after its top layer was damaged by sand impingement.

Los recubrimientos son un paso esencial para ajustar las propiedades superficiales de los materiales. Se han desarrollado recubrimientos superhidrofóbicos con ángulos de contacto mayores a 150° y ángulos de transbordo para el agua por debajo de los 10°, basados en superficies de baja energía y rugosidades de escalas nano y micrométricas. Sin embargo, estas superficies sí pueden ser mojadas por líquidos orgánicos como soluciones basadas en surfactantes, alcoholes, o alcanos. No son comunes los recubrimientos que son simultáneamentes tanto superhidrofóbicos como superoleofóbicos. Diseñamos y fabricamos fácilmente un recubrimiento superanfifóbico transparente rebotador de aceite. Un depósito poroso de vela de hollín fue recubierto con una capa de sílice de 25 nm de espesor. El recubrimiento negro se vuelve transparente después de una calcinación a 600°C. Después de la silanización, el recubrimiento se vuelve superanfifóbico y permanece así aún después de que su capa superior haya sido dañada por impactos de arena.

http://www.sciencemag.org/content/early/2011/11/30/science.1207115.abstract?sid=d6120405-30a0-445d-80a2-c91e8d94da36 

THINNER THERMAL INSULATION

Dr. Klaus Noller from the Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV in Freising and Prof. Gerhard Sextl from the Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Würzburg have been involved with the development of VIPs since the very beginning. They now want to ready the panels for cost-effective mass production. “The key elements are the films: they dictate the quality, life span and price,” acknowledges Noller. “The current production method is time-consuming and expensive: three of the five layers of plastic have to be coated with aluminum and stuck together. This requires seven production steps, which drives the price up.” At present, these expensive VIPs are employed only where a space saving is worth the money: for example in high-end refrigerators and freezers.

The new film is easier to produce because it is made up of just two plastic films with three barrier layers: one aluminum-coated plastic film is coated with a micrometer-thin layer of ORMOCER® – an ISC invention – and then coated again with aluminum. ORMOCER®s contain an organic-inorganic hybrid silicon-oxygen polymer matrix, which makes the material exceptionally tight and stable. “That’s what makes it perfect for insulation panels,” says Noller. “Gases and liquids cannot easily penetrate the ORMOCER® layer.” The new insulation films can be fashioned in just five stages. First a film is coated, then the ORMOCER® layer applied, then coated a second time before the barrier film is applied to the sealing film. “The end product is better and cheaper than the insulation films already on the market,” claims Sextl.

El Dr. Klaus Noller del Instituto Fraunhofer para Ingeniería de Procesos y Empaquetamiento IVV, en Freising, y el Prof. Gerhard Sextl del Instituto Fraunhofer para la Investigación en Silicatos ISC, en Würzburg, desde el comienzo han estado involucrados en el desarrollo de Tableros Aislantes al Vacío (VIPs). Ellos quieren ahora tener listos los tableros para una producción en masa costeable. "Los elementos clave son las películas: ellas determinan la calidad, el período de vida y el precio", reconoce Noller. "El actual método de producción es tardado y costoso: tres de las cinco capas de plástico tienen que ser recubiertas con aluminio y pegadas juntas. Esto requiere de siete etapas de producción, lo cual eleva el precio". Actualmente, estos VIPs caros son empleados sólo donde la optimización de espacios se refleja en dinero: por ejemplo en refrigeradores y congeladores de lujo.

La nueva películas es más fácil de producir porque está hecha de sólo dos películas de plástico con tres capas protectoras: una película de plástico cubierta de aluminio es recubierta con una capa de ORMOCER® - un invento de ISC - con un espesor del orden de micras, y cubierta de nuevo con aluminio. Los ORMOCER® contienen un polímero con matriz de silicio-oxígeno híbrida orgánica-inorgánica, lo cual da lugar a un material firme y estable. "Eso es lo que lo hace perfecto para su uso como tableros de aislamiento", dice Noller. "Los Gases y los líquidos no pueden penetrar la capa de ORMOCER® con facilidad". Las nuevas películas de aislamiento pueden lograrse en tan sólo cinco etapas. Primero una película es recubierta, entonces se aplica la capa de ORMOCER®, entonces se recubre una segunda vez antes de aplicar la película barrera a la película de sello. "El producto final es mejor y más barato que las películas aislantes que ya existen en el mercado", dice Sextl.

http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2011/december/thinner-thermal-insulation.html 

XIII PNCS

International Conference on the Physics of Non-Crystalline Solids

CARVING AT THE NANOSCALE: SEQUENTIAL GALVANIC EXCHANGE AND KIRKENDALL GROWTH AT ROOM TEMPERATURE

"Carving at the Nanoscale: Sequential Galvanic Exchange and Kirkendall Growht at Room Temperature". E. González, J. Arbiol, V. F. Puntes. Science 334, 1377 (2011). doi: 10.1126/science.1212822

Shape control of inorganic nanocrystals is important for understanding basic size- and shape-dependent scaling laws and is useful in a wide range of applications. With minor modifications in the chemical environment, it is possible to control the reaction and diffusion processes at room temperature, opening up a synthetic route for the production of polymetallic hollow nanoparticles with very different morphology and composition, obtained by the simultaneous or sequential action of galvanic replacement and the Kirkendall effect.

El control de la forma en nanocristales inorgánicos es importante para el entendimiento básico de la dependencia de las leyes de escalamiento con el tamaño y la forma, y es útil en una amplia gama de aplicaciones. Realizando pequeñas modificaciones al ambiente químico es posible controlar los procesos de reacción y difusión a temperatura ambiente, abriendo una puerta a la ruta sintética para la producción de nanopartículas polimetálicas huecas con muy diversas morfologías y composiciones, obtenidas por la acción simultánea y secuencial del reemplazo galvánico y del efecto Kirkendall.

http://www.sciencemag.org/content/334/6061/1377.full

PHYSICAL AGEING OF THE CONTACT LINE ON COLLOIDAL PARTICLES AT LIQUID INTERFACES

"Physical ageing of the contact line on colloidal particles at liquid interfaces". D. M. Kaz, R. McGorty, M. Mani, M. P. Brenner, V. N. Manoharan. Nature Materials. IN PRESS. doi:10.1038/nmat3190

Young’s law predicts that a colloidal sphere in equilibrium with a liquid interface will straddle the two fluids, its height above the interface defined by an equilibrium contact angle. This has been used to explain why colloids often bind to liquid interfaces, and has been exploited in emulsification, water purification, mineral recovery, encapsulation and the making of nanostructured materials. However, little is known about the dynamics of binding. Here we show that the adsorption of polystyrene microspheres to a water/oil interface is characterized by a sudden breach and an unexpectedly slow relaxation. The relaxation appears logarithmic in time, indicating that complete equilibration may take months. Surprisingly, viscous dissipation appears to play little role. Instead, the observed dynamics, which bear strong resemblance to ageing in glassy systems, agree well with a model describing activated hopping of the contact line over nanoscale surface heterogeneities. These results may provide clues to longstanding questions on colloidal interactions at an interface.

La ley de Young predice que una esfera coloidal en equilibrio con una interfaz líquida se extenderá por los dos fluidos, su altura por encima de la interfaz queda definida por un ángulo de contacto de equilibrio. Esto ha sido usado para explicar por qué los coloides frecuentemente se unen a interfaces líquidas, y ha sido aprovechado en emulsiones, purificación de agua, recuperación de minerales, encapsulación y elaboración de materiales nanoestructurados. Sin embargo, poco se conoce acerca de la dinámica de la unión. Aquí mostramos que la adsorción de microesferas de poliestireno a una interfaz de agua/aceite es caracterizada por una ruptura repentina y por una relajación inesperadamente lenta. La relajación es logarítmica en el tiempo, indicando que el equilibrio total puede toma meses. Sorprendentemente, la disipación viscosa parece jugar un papel menor. En cambio, la dinámica observada, que resulta similar al envejecimiento de sistemas vítreos, es bien descrita por un modelo de saltos activados de la línea de contacto sobre las nanohetereogeneidades de la superficie. Estos resultados pueden proveer pistas para elucidar viejas preguntas sobre las interacciones coloidales en una interfaz. 

http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3190.html

MOLECULAR GAS SENSING BELOW PARTS PER TRILLION: RADIOCARBON-DIOXIDE OPTICAL DETECTION

"Molecular gas sensing below parts per trillion: Radiocarbon-dioxide optical detection". I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, G. Giusfredi. Physical Review Letters. IN PRESS.

Radiocarbon (14C) concentrations at 43 parts-per-quadrillion level (ppq) are measured by using Saturated-Absorption Cavity Ring-down (SCAR) spectroscopy by exciting radiocarbon dioxide (14C16O2) molecules at 4.5 mm wavelength. The ultimate sensitivity limits of molecular trace gas sensing are pushed down to attobar pressures using a comb-assisted absorption spectroscopy set-up. Such result represents the lowest pressure ever detected for a gas of simple molecules. The unique sensitivity, the wide dynamic range, the compactness and relatively low cost of this table-top set-up open new perspectives for 14C-tracing applications, such as radiocarbon dating, biomedicine, or environmental and Earth sciences. Detection of other very rare molecules can be as well pursued thanks to the wide and continuous mid-IR spectral coverage of the described set-up.

 Se han medido concentraciones de radiocarbono (14C) del orden del nivel de 43 partes por cuatrillón (ppq), usando espectroscopia de absorción saturada en una cavidad de anillo hacia abajo (SCAR) tras excitar moléculas de dióxido de radiocarbono (14C16O2) con una longitud de onda de 4.5 mm. Los mejores límites de sensibilidad de detección de trazas moleculares de gas se han llevado hasta presiones de attobars usando un dispositivo experimental de espectroscopia de absorción asistida. Tal resultado representa la menor presión jamás detectada por un gas de moléculas simples. La excepcional sensibilidad, el amplio rango dinámico, el tamaño compacto y el relativo bajo costo de este dispositivo de mesa abren nuevas perspectivas para aplicaciones que impliquen detección de 14-C, tales como fechamiento por radiocarbono, biomedicina, o en ciencias ambientales y de la Tierra. La detección de otras moléculas muy extrañas puede lograrse gracias a la amplia y continua cobertura de la región espectral del mediano Infrarrojo con el dispositivo descrito. 

http://prl.aps.org/accepted