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Escuela de Nanociencia y Nanotecnología 2023 –  Sensores y Dispositivos Cuánticos: Microfabricación y Caracterización

Unos de los temas a tratar en la Dr. Félix Bussières, Id Quantique (Ginebra-Suiza). Detectores de fotones únicos utilizando nanohilos superconductores (SNSPD).

Un detector de fotones únicos (SPD) es un dispositivo que puede detectar un solo fotón de luz,

se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo la comunicación cuántica,

la criptografía cuántica y la computación cuántica.

Los SPD basados en nanohilos superconductores (SNSPD) son un tipo de SPD que se ha vuelto cada vez más popular

en los últimos años. Los SNSPD son pequeños y eficientes, y pueden ser fabricados en una variedad de formas y tamaños.

Esto los hace ideales para una variedad de aplicaciones, incluyendo la detección de fotones individuales en entornos ruidosos.

,funcionan utilizando un fenómeno llamado efecto Josephson. El efecto Josephson es una corriente eléctrica que puede fluir a través de un pequeño espacio entre dos conductores superconductores. Cuando un fotón golpea un SNSPD, puede romper el efecto Josephson, lo que da como resultado una señal eléctrica. Esta señal eléctrica puede entonces ser amplificada y detectada por un circuito.

,son una tecnología relativamente nueva, pero tienen el potencial de revolucionar la forma en que interactuamos con la luz. Los SPD basados en nanohilos superconductores pueden permitir la creación de nuevos dispositivos de comunicación cuántica, criptografía cuántica y computación cuántica que son más pequeños, más eficientes y más seguros que los dispositivos actuales.

Estos son algunos beneficios de los SPD basados en nanohilos superconductores:

Son pequeños y ligeros, lo que los hace ideales para aplicaciones portátiles.

Son eficientes, lo que significa que pueden detectar un solo fotón de luz con una alta probabilidad.

Tienen un bajo ruido, lo que significa que pueden detectar fotones individuales en entornos ruidosos.

Son robustos, lo que significa que pueden funcionar en una variedad de condiciones ambientales.

Algunas aplicaciones prácticas de los detectores de fotones únicos (SPD) basados en nanohilos superconductores (SNSPD):

Comunicación cuántica: se pueden utilizar para crear redes de comunicación cuántica,

que son redes de comunicaciones que utilizan el principio de la mecánica cuántica para transmitir información.

Las redes de comunicación cuántica son más seguras que las redes de comunicación tradicionales,

ya que son más difíciles de interceptar.

Criptografía cuántica: para crear sistemas de criptografía cuántica,

que son sistemas de criptografía que utilizan el principio de la mecánica cuántica para cifrar información.

Los sistemas de criptografía cuántica son más seguros que los sistemas de criptografía tradicionales,

ya que son más difíciles de descifrar.

Cómputo cuántico: tambien son de uso para crear computadoras cuánticas, que son computadoras que utilizan el principio

de la mecánica cuántica para realizar cálculos. Las computadoras cuánticas son más poderosas que las computadoras

tradicionales, ya que pueden resolver problemas que son imposibles de resolver con computadoras tradicionales.

Medicina: También para nuevas tecnologías de diagnóstico y tratamiento médico.

Por ejemplo,nuevas tecnologías de imágenes médicas que pueden detectar enfermedades a un nivel temprano.

Ciencia: Por ejemplo, los SPD se pueden utilizar para estudiar la interacción de la luz con la materia a un nivel fundamental.

se utilizan actualmente en una variedad de aplicaciones médicas, incluyendo:

Diagnóstico: imágenes médicas que pueden detectar enfermedades a un nivel temprano.

Por ejemplo, los SNSPD se pueden utilizar para crear cámaras de resonancia magnética (MRI) que son más sensibles

que las cámaras MRI tradicionales. Esto podría permitir a los médicos detectar tumores y otras enfermedades a un nivel temprano, cuando son más fáciles de tratar.

Tratamiento: Terapia médica que pueden apuntar a células cancerosas con mayor precisión que las terapias tradicionales. Por ejemplo, se pueden utilizar para crear sistemas de fototerapia que pueden utilizar luz para matar células cancerosas. Esto podría permitir a los médicos tratar el cáncer con menos efectos secundarios que las terapias tradicionales.

Rehabilitación: Nuevas tecnologías de rehabilitación que pueden ayudar a las personas con discapacidades a recuperar la función. Por ejemplo, sistemas de estimulación nerviosa que pueden ayudar a las personas con parálisis a recuperar el movimiento. Esto podría permitir a las personas con discapacidades vivir vidas más independientes

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Nano

Micro-explosiones de metal líquido logran disolver coágulos en pruebas preclínicas

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Un equipo de investigación desarrolló un método que usa aceite de silicona para controlar reacciones de metal líquido, generando micro-explosiones que despejan coágulos en modelos arteriales preclínicos mediante calor, burbujas y reacciones químicas. La técnica anticipa una nueva generación de tratamientos mínimamente invasivos contra la trombosis.

El mecanismo central del desarrollo consiste en usar una capa de aceite de silicona para regular con precisión cómo reacciona un metal líquido dentro del sistema circulatorio, generando micro-explosiones localizadas que combinan liberación de calor, formación de burbujas y reacciones químicas específicas. En modelos preclínicos de arterias, este proceso logró disolver coágulos de forma efectiva, lo que sugiere una alternativa mecánica y química al uso exclusivo de fármacos trombolíticos, que hoy son el estándar de tratamiento pero conllevan riesgos de sangrado sistémico.

El desarrollo se enmarca en una oleada más amplia de innovaciones en nanomateriales aplicados a medicina que se acumularon durante julio de 2026: desde nanofoams de nitrógeno para extracción geotérmica más eficiente, hasta recubrimientos de resina que extienden la vida útil de los LEDs de puntos cuánticos azules. Lo distintivo de la técnica de metal líquido es que no depende de nanopartículas que deban ser metabolizadas o eliminadas por el organismo tras cumplir su función, sino de una reacción física y química controlada que actúa de forma localizada y transitoria en el sitio del coágulo.

El impacto potencial de esta tecnología, si logra superar las etapas de validación clínica, sería significativo para pacientes con eventos trombóticos agudos, donde el tiempo de respuesta es crítico y los tratamientos actuales —ya sea trombólisis farmacológica o intervención mecánica mediante catéteres— presentan limitaciones de acceso, costo o riesgo según el contexto clínico del paciente. Una técnica que combine liberación de calor y disolución química localizada podría ofrecer una vía adicional para centros que no cuentan con la infraestructura necesaria para intervenciones mecánicas complejas.

La dimensión humana de este avance recién comienza a explorarse, ya que el desarrollo se encuentra en fase preclínica y restan pasos regulatorios y de seguridad considerables antes de cualquier aplicación en pacientes reales. Sin embargo, la dirección del hallazgo —usar principios de ingeniería de materiales para resolver un problema médico agudo con impacto directo en la mortalidad cardiovascular— ilustra hacia dónde avanza la convergencia entre nanotecnología de materiales y medicina de urgencia, un campo que en los últimos meses viene multiplicando publicaciones sobre soluciones mínimamente invasivas para eventos vasculares.

Fuentes:
Nanowerk: https://www.nanowerk.com/

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Nano

Científicos crean el primer motor de proteína artificial que camina sobre ADN

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Investigadores de UNSW Sydney construyeron «Tumbleweed», el primer motor de proteína artificial capaz de dar pasos direccionales y controlados sobre una pista de ADN. El hallazgo, publicado esta semana, abre una vía concreta hacia nanomáquinas programables para transporte molecular dirigido.

El equipo de UNSW Sydney diseñó una proteína bautizada Tumbleweed que se desplaza alternando entre tres «pies», en un mecanismo inspirado en los motores moleculares naturales que transportan cargas dentro de las células vivas, pero construido completamente desde cero mediante ingeniería de proteínas. La capacidad de dar pasos controlados y direccionales sobre una pista de ADN —en lugar de moverse de forma aleatoria— es el aspecto técnico más significativo del trabajo, porque convierte a la molécula en un vehículo programable capaz de seguir una ruta predefinida, algo que hasta ahora solo se lograba de forma parcial con motores moleculares naturales modificados.

El contexto científico en el que aparece este desarrollo es el de una nanotecnología que, durante 2026, viene acumulando avances en el control fino de estructuras a escala atómica y molecular: desde cristales que cambian sus propiedades ópticas al ser retorcidos, hasta metamateriales de oro capaces de cuadruplicar la transferencia de calor en espacios diminutos. Tumbleweed se inscribe en esa misma corriente de «ingeniería de precisión molecular», donde el objetivo ya no es solo observar fenómenos a nanoescala sino construir dispositivos funcionales que se comporten de manera predecible y programable.

El impacto potencial de este motor de proteína alcanza tanto a la investigación básica como a aplicaciones médicas futuras. Un motor molecular capaz de transportar cargas específicas siguiendo una ruta programada sobre ADN podría, en el mediano plazo, servir como base para sistemas de entrega dirigida de fármacos a nivel celular, o para el ensamblaje automatizado de nanoestructuras complejas sin intervención externa constante. Para la comunidad de biología sintética y nanomedicina, contar con un motor completamente artificial —y no solo una versión modificada de una proteína natural— representa un salto de control de ingeniería que antes no existía.

La dimensión de futuro de este hallazgo conecta con una pregunta más amplia sobre hacia dónde avanza la convergencia entre nanotecnología y biología: a medida que los científicos logran construir maquinaria molecular desde cero con el mismo nivel de control que un ingeniero mecánico diseña un motor convencional, se acerca el momento en que la medicina podrá programar tratamientos que actúen con precisión quirúrgica a escala celular, sin los efectos colaterales de los fármacos que hoy se distribuyen de forma sistémica por todo el organismo.

Fuentes:
Phys.org: https://phys.org/nanotech-news/

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Nano

Nanominería en Argentina: El nuevo laboratorio de San Juan que lidera la «Minería Verde»

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El pasado 14 de abril de 2026, la industria extractiva argentina marcó un antes y un después con la inauguración del primer Laboratorio de Nanotecnología Aplicada a la Minería. Ubicado en la provincia de San Juan, este centro no solo representa un avance académico, sino una pieza estratégica para la competitividad del litio y el cobre en el mercado global.

Bajo la dirección del Dr. Ariel Maratta y el respaldo de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ), este laboratorio busca aplicar la «ciencia de lo pequeño» para resolver problemas ambientales y operativos que los métodos químicos tradicionales no han podido mitigar con eficiencia.

1. ¿Qué es la Nanominería y por qué es revolucionaria?

La nanotecnología trabaja en una escala de entre 1 y 100 nanómetros (unas 80,000 veces más pequeño que un cabello humano). A este nivel, los materiales conocidos como el oro o el carbono cambian sus propiedades: se vuelven más reactivos, magnéticos o capaces de «atrapar» moléculas específicas.

Avances clave desarrollados en el laboratorio:

  • Nanofiltros y Nanopartículas Magnéticas: Se están utilizando nanomateriales de carbono magnético que actúan como «imanes selectivos». Al introducirlos en efluentes mineros, pueden capturar metales pesados y ser retirados fácilmente con imanes externos, limpiando el agua de forma casi total.
  • Sustitución de Químicos Tóxicos: Uno de los objetivos es reducir drásticamente el uso de cianuro y otros solventes orgánicos, reemplazándolos por nanocatalizadores que aceleran la separación de minerales de forma limpia.
  • NanoDust: Un desarrollo propio del laboratorio que funciona como un supresor de polvo ultra-eficiente para los caminos mineros, superando a las sales tradicionales en durabilidad y bajo impacto ambiental.

2. Negocios y Sostenibilidad: El «Sello San Juan»

La apertura de este centro ocurre en un momento crítico para la electromovilidad. Con el auge de las baterías de litio, las empresas mineras enfrentan una presión creciente para certificar procesos sostenibles.

  • Minería Verde: La capacidad de tratar aguas residuales in situ y recuperar metales estratégicos (como tierras raras) convierte a los residuos en subproductos valiosos, fomentando una economía circular.
  • Transferencia Tecnológica: El laboratorio ya funciona como una incubadora para startups y ofrece servicios de consultoría para grandes operadoras mineras, vinculando la investigación pública con la inversión privada.

3. Impacto en el Litio y el Cobre

Para proyectos de litio en el norte argentino y de cobre en San Juan, la nanotecnología ofrece una solución a la escasez hídrica. Al permitir que el recurso hídrico vuelva al ciclo productivo tras ser filtrado a escala nano, se reduce la huella de agua de la actividad, un factor determinante para obtener la licencia social en las comunidades.


Fuentes y links de interés:

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