Nanotecnología | Tecnología Nano

The Nanotech lab of Shlomo Magdassi

Prof. Magdassi pioneered digitally printed glass. Photo by Nati Shohat, courtesy of the Hebrew University

Prof. Magdassi pioneered digitally printed glass. Photo by Nati Shohat, courtesy of the Hebrew University


Ever notice how a spilled drop of coffee spreads into a ring stain on your shirt? The particle-filled liquid flows outward from the drop, leaving the particles on the rim of the ring as the liquid evaporates.

This phenomenon posed big problems for printers. How do you keep drops of ink in place? Then Hebrew University Prof. Shlomo Magdassi realized it could actually provide a way to move the industry toward a fantastic future in functional printing.

“Instead of solving the coffee-ring problem, I thought I could use it,” he tells ISRAEL21c.

On the university’s Givat Ram campus in Jerusalem, a company called ClearJet uses Magdassi’s patented technique to make transparent conductors by digitally printing clusters of narrow silver nanoparticles, forming “coffee rings” on plastic or glass. This is what makes the touchscreen on your smartphone possible.

“When I started to be involved in the world of digital printing, there was very little public information on how to make the inks, so I had to learn from scratch,” says Magdassi in his office at the university’s Casali Institute of Applied Chemistry.

Since 1995, he has formulated revolutionary micro-nanoparticle solutions to deliver active ingredients, whether in cosmetics, pharmaceuticals or inks.

Solar cells, architectural glass

In California’s Mojave Desert, the Israeli-US company BrightSource Energy built the world’s largest solar electricity generation installation using coatings containing nanoparticles that Magdassi and a colleague, Prof. Daniel Mandler, developed. The field’s mammoth towers are each surrounded by about 10,000 mirrors throwing sunlight at them.

Magdassi with graduate student Alon Shimoni and the lamp lit with conductive nanoparticles. Photo by Abigail Klein Leichman

Magdassi with graduate student Alon Shimoni and the lamp lit with conductive nanoparticles. Photo by Abigail Klein Leichman

The mural-like glass walls made by the Israeli company Dip-Tech, adorning buildings across the world, are based on Magdassi’s patented GlassJet, a heat-resistant digital inkjet ink made of nanoparticles of glass and inorganic pigments.

“What I do is related to basic science, but I also like to see something real coming out of it — a product on the shelf — and I was lucky to have several products go on the market based on my inventions,” says Magdassi, a pioneer in silver nano-inks for printing conductors directly on plastic or solar cells.

“It’s all about controlling the behavior of the particles, which is based on basic colloid science,” he says.

Yissum, the university’s research and development company, licensed Magdassi’s process to XJet Solar, an Israeli firm that makes nano-ink and inkjet printers for solar cells.

Magdassi is now working with Yissum to find a commercial partner to develop his new oxidation-resistant copper nano-inks for inexpensive printing of conductive patterns on heat sensitive plastic substrates.

From ma’abara to ma’abada

Remarkably, the 60-year-old scientist’s life trajectory has taken him from ma’abara (transit camp) toma’abada (laboratory).

His parents emigrated from Iraq in 1951, married and settled into one of the hardscrabble transit camps set up for new immigrants in Ramle, not far from today’s Ben-Gurion International Airport.

Though his home lacked material comforts, his education propelled him to become the first of his family to earn a doctorate. “I knew when I was in fifth grade I was going to be a chemist, while conducting experiments at home,” Magdassi says.

After serving in the army, Magdassi went to the Hebrew University and never left, aside from an 18-month post-doc in Ohio and a sabbatical in Los Angeles, during which he developed nanoparticle drugs.

His wife, Tsila, is deputy director of school psychological services for Jerusalem. Their son, 27, is studying industrial design at the renowned Bezalel Academy of Art and Design in Jerusalem. Their 23-year-old daughter, recently back in Israel after a post-army trip around the world and volunteering in Uganda, will study law and social work at the Hebrew University next fall.

Let there be light

Magdassi’s students readied a few dazzling demos for the fourth International Nanotechnology Conference and Exhibition (NanoIsrael) conference on March 24 and 25 in Tel Aviv.

Among the printed electronics they fashioned are electro-luminescent devices imprinted with transparent conductors – in other words, a lamp illuminated by nanoparticles.

“Using our inks, you could have signage without light bulbs, and sensors of all kinds,” says Magdassi as his master’s student Alon Shimoni plugs in a glass panel on which the word “Yissum” lights up. “You can print contactless credit cards, solar cells and RFID [radiofrequency identification] tags, which are a type of antenna.

“It’s all related to how we make a small particle and put it on a substrate exactly where we need it. Then we use its specific property to get something out of it.”

Silver has long been known as an excellent and stable conductor, but at $700 to $1,000 per kilogram, it’s not practical for mass ink manufacturing. Copper, less than $7 per kilo, has similar conductivity but not stability, as it oxidizes quickly on contact with air.

Magdassi hit on the unique idea of using copper precursors of the metal, because they do not oxidize.

“Once we put it on a substrate and heat it to a certain temperature, it decomposes and makes a self-reduction, meaning it converts into copper and it becomes conductive,” says Magdassi. “The copper nanoparticles are formed from the precursor and therefore it’s stable.”

Yissum CEO Yaacov Michlin noted that the total market for printed, organic and flexible electronics is projected to grow from approximately $16 billion in 2013 to $76.8 billion in the next 10 years.

“The copper-based nano-ink invented by Prof. Magdassi solves some of the major limitations that are preventing widespread use of conductive inks, and we are certain that this novel ink will become an important aspect of the growing industry of printed electronics,” Michlin said.




Convocan a las Pymes que quieran incorporar nanotecnologías

Nota de Tiempo Argentino
Cuando se habla de tecnologías emergentes, hay poco debate respecto del rol central que tienen en ese rubro las nanotecnologías, la biotecnología y las tecnologías de la comunicación. De hecho, no hay prácticamente ningún programa de fortalecimiento tecnológico que no las considere el "trío más mentado".

nanotecnologia-pymesEn tal sentido, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva lanzó una convocatoria para que las Pymes incorporen nanotecnología como forma de mejorar su competitividad. Hoy es el cierre de la inscripción, y los fondos para el programa suman casi 20 millones de euros, facilitados en partes iguales por la Unión Europea y el Estado argentino.

El "Programa de Fortalecimiento de la Competitividad de las Pymes y Creación de Empleo en la Argentina" surge de la intensa relacion de la Argentina con la Unión Europea en términos de investigación y ciencia. "El área de nanotecnología es un área estratégica para nuestro país y para los europeos. Lo que hacemos con este programa es utilizar la cooperación internacional para lograr que la ciencia argentina mejore la capacidad de las Pymes", explicó a Tiempo Argentino la directora nacional de Relaciones Internacionales de la cartera de Ciencia, ingeniera Águeda Menvielle.

El programa tiene cuatro ejes importantes. Por un lado, está la adquisición de equipamiento para el trabajo con micro y nanoingeniería: se trata de inversiones que las Pymes no podrían hacer por sí mismas, y que el Estado pondrá a su disposición en doce centros de excelencia que estarán diseminados por todo el país. Otro eje está vinculado a la realización de benchmarking que capitalizarán estas empresas en función de la caracterización de los principales sectores estratégicos vinculados a la micro y a la nanotecnología. Otro, la campaña de motivación y sensibilización sobre aplicaciones de las nanotecnologías en todo el país, que motorizará charlas en universidades y centros industriales. Y, por supuesto, la convocatoria de proyectos integrados regionales con participación de laboratorios científico-tecnológicos y universidades, Pymes y demás organizaciones de la sociedad civil que trabajen en esta temática. Los proyectos incluirán la implementación de Estrategias de Innovación Regional (RIS). "Ya se realizaron 25 talleres que se siguen ejecutando en Buenos Aires, Riío Negro, Tucumán y Córdoba", contó Menvielle.


El español Marc Ramis Castelltort, que participa en las conferencias como consultor en estrategia y operaciones, aseguró que ve en la Argentina un "desarrollo" de la nanotecnología equivalente al ocurrido en España. "En países como Alemania, son las grandes empresas las que incursionaron y desarrollaron proyectos de nanotecnología, pero tanto aquí como en España ocurre al revés: el conocimiento va desde las Pymes hacia las grandes empresas", agregó Ramis Castelltort, doctor en Bioquímica en la Universidad de Oxford y desarrollador de negocios.

Nanopymes Proyectos. Hoy finaliza la convocatoria del Programa Nanopymes para presentar proyectos en sectores de metalmecánica, agroalimentos, salud y electrónica.


La biomedicina se abre paso en Málaga

Los fondos europeos posibilitaron la construcción en el PTA de Bionand, centro dedicado a la investigación y al desarrollo de la nanomedicina orientada a la salud

El próximo verano se trasladará a sus instalaciones el laboratorio de reprogramación celular Larcel, procedente de Sevilla

Nanotecnologia-malagaLa investigación biomédica en Málaga se escribe con letras mayúsculas gracias, en parte, al apoyo del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder). En septiembre de 2011 inició su actividad en el Parque Tecnológico de Andalucía (PTA) el Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (Bionand), centro pionero en España que busca desarrollar nuevos sistemas para abordar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades desde lo fascinantemente pequeño.

Bionand, que nació fruto de la alianza entre la Junta de Andalucía y la Universidad de Málaga, cuenta con un edificio de más de 6.500 metros cuadrados que, a partir del próximo mes de julio, pasará a albergar también el Laboratorio Andaluz de Reprogramación Celular (Larcel), perteneciente a la Consejería de Salud y que actualmente está ubicado en Sevilla.

La agrupación de estos dos espacios dedicados a la investigación biomédica permitirá, por un lado, promover la consolidación y el crecimiento de un laboratorio dedicado en exclusiva a las técnicas de reprogramación celular, y, por otro, optimizar la infraestructura y el equipamiento de Bionand, un centro con capacidad para albergar a más de 150 profesionales, pero en el que a día de hoy sólo trabajan 37.

La crisis, que trajo consigo recortes importantes en las ayudas a la investigación, y la falta de tradición en un ámbito desconocido para la gran mayoría de los investigadores, tiene mermada la actividad del primer centro de ámbito nacional orientado a la investigación en nanotecnología aplicada a la salud.

La nanomedina, a medio camino entre la nanotecnología y la biotecnología, se dedica al estudio, control y manipulación de materiales, estructuras y dispositivos a escala nanométrica (equivalente a la millonésima parte de un milímetro), tamaño en el que se han demostrado propiedades diferentes de la materia que pueden ser de gran utilidad en el campo tecnológico y biomédico.

En el centro trabajan actualmente ocho grupos de investigación entre los que se encuentran tres investigadores procedentes del Programa de Movilidad de Nanomedicina. Paralelamente, Bionand colabora en proyectos de investigación con el Hospital Regional de Málaga (Carlos Haya) y el Virgen de la Victoria (Clínico).

En sus instalaciones el pasado año se desarrollaron, total o parcialmente, 29 proyectos de investigación gracias a financiación competitiva, por importe total de 3,3 millones de euros.

El próximo verano Larcel sumará personal y proyectos al centro de nanomedicina de Málaga. El laboratorio, en el que trabajan ocho investigadores, está desarrollando cuatro proyectos.

Bionand, que es un centro de carácter mixto participado por la Consejería de Igualdad, Salud y Políticas Sociales, la Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo y la UMA, fue concebido como un espacio para la investigación de excelencia en nanomedicina. De hecho, forma parte del componente Biotech del Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech, promovido por las universidades de Málaga y Sevilla.

Su construcción en el PTA supuso una inversión de algo más de 4,9 millones de euros, cantidad que fue cofinanciada en un 70% por los fondos Feder, fórmula que también se repetiría para costear el equipamiento de la Unidad de Nanoimagen del centro, una de las más completas de Europa y única en España, ya que reúne un amplio equipamiento de última generación, por una cuantía total de 4,3 millones de euros.

La dotación del resto de unidades del centro, costeada también con recursos europeos, junto con el Ministerio de Economía y Competitividad (dentro del Plan de Investigación Científica, Desarrollo e Investigación Tecnológica 2088-2011), contó con una inversión de algo más de 2,4 millones de euros.

A pleno rendimiento, este espacio de investigación, frontera entre la química, la biología, la física, la ingeniería y las técnicas de microfabricación, podrá dar cabida a un máximo de 20 grupos de investigación. A más de 150 profesionales, de los que en torno a un 85% estarán directamente implicados en las tres áreas de investigación que conforman la actividad científica del centro.

Estas áreas, que cuentan con distintas líneas de investigación estratégicas, son Nanodiagnóstico, Nanosistemas terapéuticos y Nanobiotecnología. El objetivo de la primera es implementar dispositivos de diagnóstico y pronóstico más eficaces, tanto in vitro como in vivo, con el fin de optimizar la identificación de enfermedades o la predisposición a la misma, así como su evolución a nivel celular o molecular mediante la utilización de nanodispositivos.

La segunda área se centra en la investigación y desarrollo de nanosistemas que protejan, transporten y liberen fármacos o agentes terapéuticos de manera controlada haciendo que sean más fáciles de administrar, más selectivos y eficaces, y, por lo tanto, menos tóxicos, con los que se evitarían los efectos secundarios. Además, se potenciarán el desarrollo de nanosistemas efectivos para enfermedades de difícil curación y elevada incidencia como el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas y enfermedades cardiovasculares.

La de Nanobiotecnología se orienta hacia el desarrollo de nuevas aproximaciones que puedan ser explotadas por las líneas de investigación desarrolladas por las otras dos áreas.

El decisión de reforzar la investigación biomédica en Málaga con la incorporación del laboratorio de reprogramación celular Larcel a Bionand se enmarca dentro de la apuesta del Gobierno andaluz por potenciar la investigación como nuevo modelo productivo, motivo por el cual la nueva Estrategia de Investigación e Innovación (I+i) en Salud se centrará en mantener el actual ritmo de financiación a través de recursos externos y la participación en proyectos promovidos por organismos europeos y nacionales.

Así, la inversión en investigación sanitaria prevista ese año en Andalucía rondará los 6,6 millones de euros, cantidad con la que se quiere consolidar la mayor red adscrita al Sistema Nacional de Salud, en la que destacan los cinco centros de biomedicina (dos en Sevilla y Granada, y Bionand, en Málaga), cuatro institutos de investigación sanitaria, un biobanco y diez laboratorios públicos donde se fabrican medicamentos de terapias avanzadas.

La obtención de recursos, que según la Junta, se ha incrementado un 48,5% en los dos últimos años, se verá favorecida por la agilización de trámites para poder realizar ensayos clínicos en centros sanitarios públicos.


Supercondensadores eficientes y baratos con grafeno y nanotubos de carbono

nanotubos-de-carbonoAl combinar los poderes de dos estructuras de carbono de un solo átomo de espesor, investigadores del Laboratorio de Nanotecnología y Micropopulsión de la Universidad George Washington (UGW), en Estados Unidos, han creado un nuevo ultracondensador que es a la vez de alto rendimiento y de bajo costo. El dispositivo, descrito en 'Journal of Applied Physics', aprovecha la sinergia mezclando copos de grafeno con nanotubos de carbono de pared simple, dos nanoestructuras de carbono con propiedades complementarias.

   Los ultracondensadores funcionan por dispositivos de almacenamiento de energía que contienen altas cantidades de energía y también pueden liberar rápidamente esa energía en una oleada. Al combinar las propiedades de alta densidad energética de las baterías con las de alta densidad de potencia de los condensadores convencionales, estos ultracondensadores pueden aumentar el rendimiento de vehículos eléctricos, portátiles electrónicos, sistemas de audio y mucho más.

   Los nanotubos de carbono de pared única y el grafeno poseen propiedades electrónicas, térmicas y mecánicas únicas, así como excelentes materiales que los hacen atractivos para el diseño de nuevos supercondensadores, subraya Jian Li, primer autor del informe sobre la investigación. Muchos grupos han explorado el uso de las dos materias por separado, pero pocos habían analizado su combinación, según este experto.

   "En nuestro laboratorio hemos desarrollado un enfoque por el cual podemos obtener tanto nanotubos de carbono de pared única como grafeno, así que se nos ocurrió la idea de aprovechar los dos nanomateriales de carbono juntos", añade Michael Keidar, profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UGW y director del Laboratorio de Nanotecnología y Micropropulsión.

   Los investigadores sintetizaron los copos de grafeno y nanotubos mediante la vaporización de una varilla de grafito hueca llena de polvo de catalizador metálico con un arco eléctrico. Entonces, mezclaron las dos nanoestructuras juntas para formar una tinta que extendieron sobre papel, un separador común para los condensadores comerciales actuales.

   La capacitancia específica del dispositivo de combinación, una medición de la actuación de un condensador por unidad de peso, fue tres veces mayor que la de un dispositivo hecho a partir sólo de nanotubos de carbono. La ventaja de la estructura híbrida, según Li, es que los copos de grafeno proporcionan una gran área de superficie y buena conductividad en plano, mientras que los nanotubos de carbono conectan todas las estructuras para formar una red uniforme.

   Mientras que otros tipos de ultracondensadores también han alcanzado la alta capacidad específica de los híbridos grafeno/nanotubo de carbono, dicen los investigadores, la principal ventaja del enfoque de combinación es su bajo costo, ya que el equipo ha desarrollado una manera sencilla de fabricar grandes cantidades de la mezcla. El ultracondensador híbrido también es pequeño y ligero, una ventaja ya que los dispositivos electrónicos se vuelven cada vez más pequeños.



Así se carga la batería de un celular en 30 segundos

Una compañía de orígen israelí desarrolló un prototipo que acelera los tiempos utilizando nanotecnología. Se podría comercializar a finales de 2016. Mirá cómo funciona

Científicos de la Universida de Tel Aviv  junto a una compañía han desarrrollado un prototipo que está dando que hablar. Este dispositivo permite cargar la batería de un celular en tan sólo 30 segundos.

La empresa que está detrás de este proyecto se llama Store Dot y en la conferencia Think Next de Microsoft mostraron cómo funciona el sistema probandolo en un Galaxy S4 de Samsung.

Store Dot, que surgió en un departamento de nanotecnología de la Universidad de Israel, se ha convertido en una empresa que busca superar sistemas y desarrollos tecnológicos nunca vistos.

Según la empresa, utilizan semiconductores biológicos elaborados a partir de compuestos naturales orgánicos llamados péptidos o cadenas cortas de aminoácidos. Esta tecnología se puede utilizar, según la compañía, para acelerar los tiempos de carga.

La compañía podría comenzar a comercializar estos cargadores a finales de 2016. Habrá que esperar, pero vale la pena.


Un canguro de saltos biónicos

Aunque este canguro no contenga nanomareriales nos ha parecido interesante su mecanismo...


La empresa alemana Festo especializada en el área de la robótica ha vuelto a sorprender a propios y extraños con su nueva creación: BionicKangaroo. Este pequeño robot de 7 kilos de peso emula los movimientos propios de un canguro real. Está capacitado para atrapar toda la energía necesaria que le proporciona un salto para realizar el siguiente sin necesidad de consumir energía como si se tratase de un animal de carne y hueso.

Festo ha creado este singular androide como parte de su programa 'Red de Aprendizaje Biónico' que intenta reproducir las formas de la naturaliza con el fin de aprovechar sus ventajas y poder utilizarlas en aplicaciones técnicas.

Gracias a un muelle elástico que permite recargar energía en cada salto, el canguro biónico puede desplazarse 0,4 metros en vertical y 0,8 metros en horizontal. El robot utiliza una batería interna y un compresor que proporciona aire a gran presión a los músculos neumáticos de sus "extremidades inferiores" que le permiten desplazarse, emulando los saltos de un canguro por las verdes praderas de Australia.

Esta empresa alemana ya sorprendió al mundo de la robótica en 2011 con su creación de una gaviota robótica que imitaba a la perfección cada detalle del movimiento de las alas del ave.


Colaboración nuclear con Rusia beneficiará salud pública cubana

Moscú, 28 mar (PL) Cuba y el Instituto Unificado de Investigaciones Nucleares (IUIN) de Dubná, Rusia, alistan hoy nuevas acciones para ampliar la colaboración en la aplicación de tecnologías de avanzada de beneficio directo para la salud pública de la isla.

Recientes conversaciones sostenidas al respecto favorecerán en el campo de la imagenología en diagnósticos médicos y también en proyectos de nanotecnología vinculados a la salud, dijo a Prensa Latina una fuente de la Agencia de Energía Nuclear del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente de la mayor de las Antillas.
Fidel Castro Díaz-Balart, asesor científico del Consejo de Estado de Cuba, encabezó una delegación que participó en la sesión del Comité de Representantes Plenipotenciarios de los Estados Integrantes del IUIN, institución fundada en 1956, de la cual Cuba es miembro desde 1976.
La representación cubana que asistió también a una reunión del Comité de Finanzas (CF) del complejo científico de Dubná estuvo integrada por el embajador en Rusia, Emilio Lozada, José Luis Dona, representante ante el CF, y el consejero de la legación diplomática Rolando Zayas.

Una visita a la Universidad Internacional de esa localidad situada a 110 kilómetros de Moscú, propició un encuentro con su rector, doctor Dmitri Fursaev, quien invitó a que jóvenes cubanos vengan a estudiar en este plantel puntero mundial de la nanotecnología y las especialidades nucleares.

El desarrollo cultural logrado en Cuba a partir de la campaña de alfabetización de 1961 y la continuidad de un programa ininterrumpido de educación propició que en la década de 1980 la isla iniciara un ambicioso programa de desarrollo nuclear.
Fueron creados en esos años el Centro de Estudios Aplicados al Desarrollo Nuclear, el de Isótopos, el Instituto Superior de Ciencias y Tecnologías Nucleares, hoy de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, y el Centro de Información de la Energía Nuclear (hoy Cubaenergía).

Otra institución científica estructurada en esa etapa fue el Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones, que entre otros resultados estudió la situación de más de 20 mil niños procedentes de las zonas afectadas por el accidente de Chernobil.
Aquel esfuerzo estaba encaminado a lograr un balance apropiado de fuentes energéticas, a partir de que el país carecía, como carece todavía, de grandes recursos derivados de los combustibles fósiles.
Una de las alternativas más establecidas y con un desarrollo tecnológico apropiado era entonces la energética nuclear en colaboración con la Unión Soviética, cuyo derrumbe y desintegración eliminó esa aspiración.
Sin embargo, las diversas instituciones creadas desempeñaron un papel importante en la formación de miles de especialistas altamente calificados y en la creación de nuevas capacidades vinculadas a la ciencia y a un desarrollo tecnológico multidisciplinario.
Aquellos esfuerzos y otros resultados que colocan a Cuba en la vanguardia de la biotecnología y la industria médico farmacéutica abren espacio a proyectos como los que se valoran ahora con el IUIN de Dubná.


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