Nano-factory promises great things for graphene science

Forty times stronger than steel and conducting electricity ten times better than silicon, graphene is the wonder material that could one day replace silicon in microchips. 


Now the University is opening a new Graphene Centre Laboratory that will study its amazing properties and develop its potential applications.

Graphene Coatings 

Single Layer Graphene on SiO2 Wafer glass, PET, or your substrate - graphene-supermarket.com/CVD-grown-

Graphene could be used to develop faster electronic devices, for example more advanced mobile phones and super-fast computers, flexible touch screens, and medical sensor devices.

The new laboratory, officially opened by our Vice-Chancellor Professor Dame Glynis Breakwell on Tuesday 1 May, forms part of the Centre for Graphene Science, which brings together expertise at the Universities of Bath and Exeter.

Professor Simon Bending from the University’s Department of Physics said: “Graphene is a remarkable material made of a single layer of carbon atoms. 

Combining high strength, transparency and flexibility with excellent electrical and thermal conductivity, it has many potential applications.”

The new laboratory at Bath is home to a range of state of the art equipment, including a specially adapted scanning probe microscope – nicknamed the “nano-factory” – that can build new materials and create rapid prototypes of novel devices that have never been made before.

Dr Adelina Ilie, Lecturer in Physics, on whose research the instrument is based, explained: “The nano-factory works like a tiny stencil, which can spray patterns of different materials onto a layer of graphene. 

This allows us to build new types of devices directly onto graphene, layer by layer, to directly probe and exploit its unique properties.”

Dr Peter Sloan, Lecturer in Physics added: “With the nano-factory, we can also build up bespoke atomic-scale structures one atom at a time to link with the stencilled devices, making our new microscope world-leading.

“Not only will we make prototypes of unique graphene-based devices, but we can also really play around with some exciting fundamental physics.”

Researchers will also use the new Graphene Centre Laboratory to investigate the extraordinary properties of carbon nanotubes, rolled sheets of graphene some 50,000 times narrower than a human hair.

Dr Ilie has combined nanotubes with other elements to make hybrid carbon nanomaterials that are electronically patterned like striped candy canes; the stripes are so narrow that electrons are “guided” along them, suggesting they could be used as electronic connections in a quantum computer.

Dr Ilie said: “This new laboratory will enable us to investigate the huge potential applications of graphene and carbon nanotubes – the sky’s the limit!”

The Centre for Graphene Science has been funded by strategic investments by the Universities of Bath and Exeter into materials research, and by a £5 million award from the EPSRC/HEFCE Science and Innovation Awards Scheme 2008.

Provided by University of Bath (news : web)

phys.org

Strong growth forecast for nanotechnology food packaging

(Nanowerk News) Nanotechnology, the science of very small materials, is poised to have a big impact in food and beverage packaging.
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Due to very large aspect ratios, a relatively low level of nanoparticle is sufficient to change the properties of packaging materials without significant changes in density, transparency and processing characteristics.
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The addition of certain nanoparticles into shaped objects and films has been shown to render them light, fire-resistant and stronger in terms of mechanical and thermal performance, as well as less permeable to gases.
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New packaging solutions will focus more on food safety by controlling microbial growth, delaying oxidation, improving tamper visibility, and convenience.
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Three basic categories of nanotechnology applications and functionalities appear to be in development for food packaging:
enhancement of plastic materials barriers; incorporation of active components that can deliver functional attributes beyond those of conventional active packaging; and sensing and signaling of relevant information.
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The applications of nanotechnology in the food and beverage sector are only now emerging, but these are predicted to grow rapidly in the coming years.
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Applications in this area already support development of improved tastes, color, flavor, texture and consistency of foodstuffs, increased absorption and bioavailability of nutrients and health supplements, new food packaging materials with improved mechanical, barrier and antimicrobial properties, and nano-sensors for traceability and monitoring the condition of food during transport and storage.
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The rapid use of nano-based packaging in a wide range of consumer products has also raised a number of safety, environmental, ethical, policy and regulatory issues.
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The main concerns stem from the lack of knowledge with regard to the interactions of nano-sized materials at the molecular or physiological levels and their potential effects and impacts on consumers health and the environment.
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Research and development in the field of active and intelligent packaging materials is very dynamic and develops in step with the search for environmentally friendly packaging solutions.
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In this context, the design of tailor-made packaging is a real challenge, and it implies the use of reverse engineering approaches based on food requirements and not just on the availability of packaging materials any longer.
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Nanotechnologies are expected to play a major role, taking into account all additional safety considerations and filling present packaging needs.
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According to a latest study from iRAP, Inc., the total nano-enabled food and beverage packaging market in the year 2008 was $4.13 billion, which is expected to grow in 2009 to $4.21 billion and forecasted to grow to $7.30 billion by 2014, at a CAGR of 11.65%.
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Active technology represents the largest share of the market, and will continue to do so in 2014, with $4.35 billion in sales, and the intelligent segment will grow to $2.47 billion sales.
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Other highlights of the study are:
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– Among active technologies, oxygen scavenger, moisture absorbers and barrier packaging represent more than 80% of the current market.
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– Time/temperature indicators are a major share of intelligent packaging, with radio frequency identification data tags (RFIDs) forecasted to show the strongest growth in this category in the future.
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– In food products, the bakery and meat products categories have attracted the most nano-packaging applications, and in beverages, carbonated drinks and bottled water dominate.
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– Among the regions, Asia/Pacific, in particular Japan, is the market leader in active nano-enabled packaging, with 45% of the current market, valued at $1.86 billion in 2008 and projected to grow to $3.43 billion by 2014, at a CAGR of 12.63%.
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– In the United States, Japan, and Australia, active packagings are already being successfully applied to extend shelf-life while maintaining nutritional quality and ensuring microbiological safety.
Examples of commercial applications include the use of oxygen scavengers for sliced processed meat, ready-to-eat meals and beer, the use of moisture absorbers for fresh meat, poultry, and fresh fish, and ethylene-scavenging bags for packaging of fruit and vegetables.
In Europe, however, only a few of these systems have been developed and are being applied now.
The main reasons for this are legislative restrictions and a lack of knowledge about acceptability to European consumers, as well as the efficacy of such systems and the economic and environmental impact such systems may have.
The European “Actipak” project will address these issues in the near future.
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– Nanoclays have shown the broadest commercial viability due to their lower cost and their utility in common thermoplastics like polypropylene (PP), thermoplastic polyolefin (TPO), PET, polyethylene (PE), polystyrene (PS), and nylon.
Source: iRAP
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nanowerk.com

Microbial nanotechnologists

gold nanocubes
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The bacterium Bacillus licheniformis is an expert nanotechnologist, according to scientists in India.
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They have used the microbe to help them synthesise gold nanocubes, as verified by UV spectroscopy and other techniques.
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The approach offers an alternative approach to making these important nanoparticles without using high temperatures or toxic solvents.
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Kalimuthu Kalishwaralal, Venkataraman Deepak, Sureshbabu Ram Kumar Pandian, and Sangiliyandi Gurunathan of the Department of Biotechnology, at Kalasalingam University, in Anand Nagar, Tamil Nadu, India, have used the bacterial skills of B. licheniformis to make gold nanoparticles just 10 to 100 nanometres across.
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UV spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction reveal details of the products. B. licheniformis is well known as a microbe cultured for its protease, which is used in biological washing powder.
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"Gold nanocubes syntheses have recently emerged in the field of nanotechnology and scientists are exploring various applications of them," Sangiliyandi told SpectroscopyNOW, "recent major applications of nanocubes are tumour cell detection and targeting cancer cells for various kinds of treatments."
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nanotech-now.com

A Camera from a Sheet of Fiber

Ring of sensors:
The camera is made of a collection of polymer fibers, each of which consist of eight semiconductor light sensors that circle the center of the fiber, as shown here in this scanning electron microscope image.
Credit: Yoel Fink, Fabien Sorin
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By integrating sensors into a plastic fiber, researchers make a large, flexible camera.
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Textiles and the fibers that compose them are experiencing a sort of high-tech renaissance lately.
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Researchers are finding ways to turn silk into sensors by adding biological molecules to it, and turn cotton sheets into electronic fabric by bathing them in a solution of nanotubes.
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The idea is to use the electronic textiles, which are flexible and can be worn comfortably, to sense such things as the blood of a soldier or pathogens circulating in the air.
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Now researchers at MIT have integrated a collection of light sensors into polymer fibers, creating a new type of camera.
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Yoel Fink, a professor of materials sciences and engineering and the lead researcher on the project, notes that a standard camera requires lenses that are usually rigid and heavy.
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A camera made from fibers, however, could be lightweight, robust, and even foldable.
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Although Fink admits that the applications aren't yet well defined, he suggests that such a fiber-based camera could be used in a large foldable telescope or integrated into soldiers' uniforms.
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Previously, Fink's team has shown that it's possible to integrate semiconducting materials into fibers and create long and flexible sensors for temperature or light that can be woven into varying shapes and sizes.
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In the researchers' most recent work, they integrate eight sensors into a polymer fiber--more than ever before.
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In order to make the camera, the researchers integrated the eight semiconducting light sensors into a polymer cylinder with a diameter of 25 millimeters, controlling the sensor's spacing and angle within the fiber.
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Once the sensors, made of a type of semiconducting glass, were in position, the polymer cylinder was heated and then stretched so that the diameter shrank the diameter of hundreds of micrometers--a process that is identical to the way in which commercial fiber is made for telecommunication applications--retaining the orientation of the sensors.
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Fabien Sorin, the postdoctoral researcher who developed the fiber camera, says that he made a 36-by-36 grid of fibers and connected the fiber's semiconducting sensors to electrodes.
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When light hits the semiconductors, it displaces electrons within the material, creating an electrical current.
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The intensity of this current from the fibers is input into algorithms, running on an attached computer, that create the image of an object placed near the sheet of fiber.
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The eight sensors are grouped in pairs consisting of an inner and outer sensor, Sorin says.
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"If you know the thickness of the first layer, and you know the type of material, then you can reconstruct the energy of the photon because this energy is directly related to how deep a photon can penetrate into a material."
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In other words, the inner sensor provides information that lets the researchers find the energy, which corresponds to the wavelength, or color, of light
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Kate Greene
beta.technologyreview.com
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http://nanoinnovacion.blogspot.com/2009/07/crean-tejido-inteligente-que-toma-fotos.html

Intel invertirá US$7.000M en Estados Unidos

La cifra será destinada para construir instalaciones en el país durante los próximos dos años.

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El presidente y CEO de Intel, Paul Otellini, anunció que la compañía gastará US$ 7.000 millones en los próximos dos años para construir instalaciones de fabricación avanzadas en los Estados Unidos.

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La inversión financia el despliegue de la tecnología de fabricación de 32 nanómetros (nm) de Intel, líder de la industria, que se usará para construir chips más rápidos y más pequeños, que consuman menos energía.

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El compromiso representa la mayor inversión de la historia de Intel en un nuevo proceso de fabricación.

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“Estamos invirtiendo en América para mantener a Intel y a nuestra nación en la vanguardia de la innovación”, afirma Otellini.

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“Estas instalaciones de fabricación producirán la tecnología de computación más avanzada en el mundo.

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Las capacidades de nuestras fábricas de 32 nm son realmente extraordinarias y los chips que producen se convertirán en los fundamentos del mundo digital, generando retornos económicos que llegarán mucho más allá de nuestra industria”.

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La inversión de Intel se hará en instalaciones de fabricación en Oregón, Arizona y Nuevo México y acogerán aproximadamente 7.000 puestos de trabajo altamente cualificados y con altos salarios en esos lugares -- formarán parte de una fuerza de trabajo total de más de 45.000 personas en Estados Unidos.

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La tecnología usada en el proceso de fabricación de Intel construye circuitos de chips de 32 nm (32 mil millonésimas de metro) a través de estructuras a nivel atómico, increíblemente pequeñas

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America Economia

Un microscopio de fuerza atómica detecta signos de osteoartritis meses antes que los convencionales, según un estudio

Martin Stolz

Un microscopio de fuerza atómica puede detectar signos de osteoartritis meses antes de los métodos diagnósticos existentes, según un estudio de la Universidad de Basilea en Suiza que se publica en la edición digital de la revista 'Nature Nanotechnology'.
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La investigación, dirigida por Martin Stolz, podría conducir al desarrollo de una herramienta artroscópica mínimamente invasiva para la práctica clínica que permitiría que los tratamientos comenzaran a aplicarse mucho antes.
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La osteoartritis, una enfermedad de las articulaciones degenerativa y debilitante prevalente entre las personas mayores, comienza a escala molecular y progresivamente se extiende a la arquitectura superior del cartílago. El dolor está causado por el desgaste del cartílago que amortigua las articulaciones y por una disminución en el fluido que suele mantenerlas lubricadas. En la actualidad no existe cura para la enfermedad.
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El microscopio de fuerza atómica funciona al golpear ligeramente la superficie de un material con una punta afilada y registrar los cambios en el desplazamiento de la punta, lo que se corresponde con la rigidez.
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El cartílago en los ratones osteoartríticos y normales de edad avanzada está rígido y tiene fibras cartilaginosas más gruesas.
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Además, lo investigadores señalan que los cambios en el cartílago se observaron al mes de comenzar utilizando las nanopuntas, mientras que los métodos de rutina y las puntas de mayor tamaño no mostraron ningún daño hasta pasados seis meses.
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El método podría también distinguir los diferentes grados de cartílago obtenido de pacientes que pasan por reemplazos de cadera o rodilla.
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MADRID, 30 (EUROPA PRESS)
ecodiario.eleconomista.es
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Nanoesferas que "queman" el tumor

Prueban en seres humanos una nueva terapia para el cáncer

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En animales, logró un 90% de efectividad

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En la Odisea , Ulises derrota a los troyanos tras introducir en la fortificación un caballo monumental que lleva en su vientre a guerreros griegos.

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Dos milenios más tarde, Naomi Halas, nanotecnóloga de la Universidad Rice, de Houston, aplica una variación del mito griego contra el cáncer.

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Halas desarrolló nanopartículas que se introducen en las células tumorales y, al ser iluminadas con un tipo especial de luz, las quema por dentro.

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Halas, que hace alrededor de diez años fundó su propia compañía para explorar esta estrategia, estuvo la semana última en Buenos Aires para participar de la X Conferencia Internacional sobre Optica del Campo Cercano, Nanofotónica y Técnicas Relacionadas, que por primera vez se hace en América latina y reunió a más de 200 especialistas.

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"Inventé unas esferas diminutas que absorben la luz de ciertas longitudes de onda y la convierten en calor -explica-.

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Este tipo de luz penetra los tejidos y llega a varios centímetros de profundidad, de modo que puede ingresar directamente en los órganos."

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La investigadora y su equipo descubrieron una forma de enviar esas partículas infinitesimales a las células tumorales.

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Según Halas, todo indicaría que los tumores atraen partículas naturalmente.

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"Crecen muy rápido y tienen vasos sanguíneos muy activos, pero defectuosos -dice-.

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Como estas partículas son tan pequeñas, "resbalan" por los defectos y algunas horas después de ser inyectadas en el torrente sanguíneo se depositan en el tumor.

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Cuando alcanzamos una concentración suficiente, lo iluminamos."

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Entonces, las nanopartículas absorben la luz, se calientan y destruyen las células malignas.

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Se trata de una estrategia novedosa y, si cabe, muy "elegante" de enfrentar la enfermedad.

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Los ensayos en ratones, ratas, conejos y perros tuvieron resultados alentadores.

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Dada su efectividad de un 90%, dieron paso a ensayos en seres humanos, que están en marcha en los hospitales de las universidades de Texas en San Antonio, Southwest, Dallas, Houston, Tulane y Nueva Orleáns, y en el Baylor College of Medicine.

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La estructura de estas diminutas partículas consiste de un núcleo de vidrio recubierto de una capa de oro.

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"Podrían imaginarse como esas golosinas de maní con chocolate, pero esféricas -explica-.

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Un factor muy importante radica en sus dimensiones, porque según cuán grande hagamos el núcleo y la proporción que guarde con la cobertura, absorberán una u otra longitud de onda."

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Dentro de las células malignas, las nanopartículas actúan como una lupa cuando concentra la luz del Sol y quema una hoja.

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"Es exactamente lo que hacen, pero en escala nanométrica -explica-.

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Otra cosa importante es que la luz y el calor tienen el mismo efecto en toda clase de tumor."

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Otra de las ventajas de estas esferas de cien nanómetros de grosor (se necesitarían entre 20 y 50 para igualar el diámetro de un cabello humano), es que no se alojan en las células sanas.

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"Pasan por el hígado y luego son gradualmente despedidas -dice Halas-.

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A diferencia de otros tratamientos para el cáncer, son absolutamente atóxicas: uno puede comerlas, beberlas...

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El cuerpo no se da cuenta de que están allí porque son de oro, algo que nuestro organismo ni siquiera reconoce como un material extraño. No produce ninguna respuesta inmunológica."

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Por Nora Bär

De la Redacción de LA NACION

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CV de Naomi Halas - clickear link

http://www.ece.rice.edu/~halas/halas.html

y

http://cohesion.rice.edu/naturalsciences/chemistry/FacultyDetail.cfm?RiceID=863

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Avance científico para lograr convertir en invisibles los objetos - Fabrican un material que "tuerce" la luz

Investigadores de Estados Unidos consiguieron desarrollar un material que logra que la luz se desvíe ante objetos tridimensionales, haciéndolos imperceptibles a la vista.

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Este desarrollo fue financiado por el Pentágono y se cree que podría tener un uso militar.
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Científicos de los Estados Unidos lograron desarrollar un material que convierte en imperceptibles los objetos.

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Los investigadores, que trabajan con financiación del Pentágono, lograron que dicho material haga que la luz esquive los objetos tridimensionales, con lo que se hacen imperceptibles a la vista, informa la revista Nature.

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El material en cuestión fue creado por investigadores de la Universidad de Berkeley y del Lawrence Berkeley Laboratory, de California.

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Y lo obtuvieron gracias a la nanoingeniería, que trabaja a una escala medida en milmillonésimas de metro.

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Los nuevos materiales - denominados "metamateriales" - son capaces de producir lo que se llama un "índice de refracción negativo", indispensable para invisibilizar los objetos.

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Con este índice negativo, la luz se desvía en dirección contraria a la normal.

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Aunque los científicos experimentaron con nano objetos, estiman que el mismo principio se podría aplicar para hacer invisible a, por ejemplo, una persona.

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La investigación ha sido financiada por la Secretaría de Defensa de EEUU, que podría hacer un uso militar de ese material.

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Con él podrían llegar a camuflarse perfectamente un día los aviones o tanques de guerra.

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Según los científicos, "estamos más cerca de hacer posible un manto de invisibilidad al haber demostrado que con ese nuevo material se puede doblegar la luz a nuestra voluntad".

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Ya en el 2006 un equipo de científicos estadounidenses y australianos habían creado una "capa de invisibilidad", que consiguieron gracias a súper-lentes de cristales blandos.

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Así, los objetos cubiertos por esa capa se convertían en "invisibles" a los ojos.

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fuente Clarin

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Estrategia múltiple

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"Lo que hicimos fue tomar dos caminos muy diferentes -afirma Zhang en un documento distribuido por su universidad-.

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Ambos nos permiten dar un gran paso hacia el desarrollo de aplicaciones prácticas de los metamateriales."

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Otros equipos de investigación habían desarrollado materiales que controlaban la radiación electromagnética, pero funcionaban en longitudes de onda mayores, como las microondas, que el ojo humano no puede captar.

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Zhang y sus colegas generaron objetos de estos metamateriales con estructuras más pequeñas que la longitud de onda de la luz, lo que les da sus inusuales propiedades.

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Los metamateriales están hechos de "átomos artificiales", diminutos circuitos de metal que absorben y reirradian la luz en formas imposibles para los que se encuentran en la naturaleza.

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A pesar de que los metamateriales podrían encontrar aplicación en la tecnología de radar y de microondas (y por eso son de interés militar), muchos de los usos más atractivos se refieren a la luz visible.

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La longitud de onda de radiación electromagnética a la que un material es sensible es aproximadamente igual al tamaño de sus átomos. Un metamaterial para la luz visible debería tener estructuras de un tamaño de apenas un micrómetro (la millonésima parte de un metro).

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Los hallazgos fueron realizados por dos equipos que ensayaron diferentes estrategias, liderados ambos por Xian Zhang, profesor del Centro de Ciencia e Ingeniería en la Escala Nanométrica de la citada universidad norteamericana.

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El principio común que confiere a estos llamados metamateriales sus extrañas propiedades es un efecto óptico llamado índice de refracción negativo:

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hace que la luz que reflejan o que pasa por ellos se tuerza de manera incorrecta.

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La refracción de la luz es el fenómeno que hace que un lápiz sumergido en un vaso de agua parezca quebrado.

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Todos los materiales que se encuentran en la naturaleza tienen "índice de refracción positivo", una medida de cuánto se desvían las ondas electromagnéticas cuando pasan de un medio a otro (por ejemplo, del aire al agua).

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Por la refracción positiva, la parte inferior de una varilla sumergida en agua parece estar doblada hacia la superficie.

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Pero si el agua tuviera "índice de refracción negativo", la parte inferior de la varilla parecería flotar por encima de la superficie y los peces parecerían estar moviéndose en el aire.

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Receta "mágica"

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Esto es lo que hicieron Zhang y sus dos equipos.

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Uno logró disponer átomos en capas muy finas de metal, aisladas entre sí por películas de sal, cada una de entre 30 y 50 nanómetros de espesor.

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Luego, utilizando un rayo de iones de alta energía, los científicos cortaron en ellas perforaciones rectangulares.

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Un prisma hecho de este material tiene un índice de refracción negativo para las longitudes de onda del infrarrojo cercano, son las que actualmente se utilizan en la tecnología de fibra óptica.

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El segundo grupo también desarrolló un metamaterial, pero con un enfoque diferente.

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Los investigadores utilizaron una serie de cables de plata de sólo 60 nanómetros de grosor (alrededor de 200 veces más finos que un cabello humano), alineados ordenadamente como una plantación de árboles.

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Los cables se insertan en una matriz de óxido de aluminio, que ofrece un molde para generarlos. Este material tiene un índice de refracción negativo para la luz roja, de longitudes de onda de 660 nanómetros.

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Es la primera vez que se logra "torcer" la luz visible hacia atrás.

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De amplio rango

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A diferencia de los materiales desarrollados anteriormente, que funcionaban sólo para luz de colores específicos, ambos diseños funcionan para luz de un amplio rango de longitudes de onda.

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Entre los beneficios que ofrece la refracción negativa, tal como el que se logra con el material en forma de red de pesca que se describe en el trabajo publicado en Nature, figura una reducción de la interferencia que mejoraría drásticamente en el funcionamiento de las antenas.

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Pero para fabricar un verdadero manto de invisibilidad, los científicos deberían poder desviar los rayos de luz suavemente alrededor de un objeto dado, para que fluyeran como un río que corre en torno de una roca, de modo que la luz parezca atravesarlo.

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Esto requeriría metamateriales con propiedades ópticas de variaciones graduales, lo que podría alcanzarse variando el tamaño y la forma de los componentes metálicos de los "átomos".

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fuente La Nacion

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