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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

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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Nano

Cristales Fotoestrictivos: La Revolución de las Nanomáquinas que Funcionan con Luz

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La ciencia de materiales ha alcanzado un hito que parece extraído de la ciencia ficción. A finales de abril de 2026, un equipo internacional de investigadores ha reportado un avance sin precedentes en cristales de perovskita. Estos materiales no solo son el futuro de la energía solar, sino que ahora han demostrado propiedades de fotoestricción ultra veloz: la capacidad de cambiar de forma física de manera reversible al ser impactados por fotones.

1. ¿Qué es la Fotoestricción y por qué la Perovskita?

La fotoestricción es un fenómeno donde un material experimenta una deformación mecánica (se dobla, se expande o se contrae) cuando absorbe luz.

Aunque este efecto se conocía en otros materiales, las perovskitas de haluro presentan una ventaja crítica: su estructura cristalina es altamente flexible y responde a frecuencias de luz específicas con una velocidad de nanosegundos. Esto significa que podemos «programar» el movimiento del cristal simplemente cambiando el color o la intensidad del láser que lo golpea.

2. El Avance: Movimiento Reversible y «Sin Contacto»

El gran avance reportado este mes radica en la reversibilidad total. Anteriormente, muchos materiales se deformaban pero tardaban demasiado en volver a su estado original o se degradaban en el proceso.

  • Accionamiento por Frecuencia: Los nuevos cristales responden a pulsos de luz verde y azul para contraerse y luz roja para expandirse.
  • Sin Calor: A diferencia de otros actuadores térmicos, este cambio de forma no depende del calor (lo que dañaría tejidos biológicos), sino de la redistribución de cargas eléctricas internas provocada por la luz.

3. Impacto Tecnológico: El Nacimiento de la Óptica Activa

Este descubrimiento elimina la necesidad de motores eléctricos y cableado en dispositivos de escala microscópica:

Micro-robots Médicos (Nanomáquinas)

La aplicación más prometedora es la creación de micro-robots para cirugía no invasiva. Estos dispositivos podrían navegar por el torrente sanguíneo y, al ser alcanzados por un láser externo controlado por un cirujano, activar sus «brazos» o pinzas de perovskita para liberar un fármaco o realizar una incisión microscópica, todo sin llevar una batería a bordo.

Lentes de Enfoque Instantáneo

En la industria de la óptica, estos cristales permiten crear lentes que cambian su curvatura de forma instantánea. Esto revolucionará las cámaras de los smartphones y los dispositivos de Realidad Aumentada (AR), permitiendo enfoques automáticos que imitan el ojo humano sin partes mecánicas móviles que se desgasten.

4. Hacia una Infraestructura «Inalámbrica»

Al no depender de electricidad convencional, estos dispositivos son inmunes a la interferencia electromagnética, lo que los hace ideales para trabajar dentro de máquinas de Resonancia Magnética (MRI) o en entornos aeroespaciales extremos donde los cables son un punto de falla.

«Estamos viendo el nacimiento de una tecnología donde el comando y la energía viajan en el mismo rayo de luz. Es la simplificación máxima de la robótica.»


Fuentes y Enlaces de Referencia:

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Nano

Vacuna Universal: Cómo la IA y la Nanotecnología están Redefiniendo la Inmunización Global

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En el marco de la Semana de la Vacunación en las Américas (abril 2026), la comunidad científica ha presentado un cambio de paradigma: las plataformas de ARNm de «Plug & Play». Gracias a la integración de Inteligencia Artificial y Nanopartículas Lipídicas (LNP) de nueva generación, la medicina ha logrado separar el «vehículo» del «mensaje», permitiendo una respuesta inmunológica casi inmediata ante patógenos históricos.

1. El Concepto de «Bases Comunes Intercambiables»

Hasta hoy, cada vacuna requería un diseño integral desde cero. El avance actual radica en la estandarización de la nanopartícula lipídica.

  • La Plataforma (El Vehículo): Se han desarrollado LNPs optimizadas por IA que son ultraestables y tienen una afinidad específica por las células dendríticas del sistema inmune. Esta base ya está probada y aprobada en términos de seguridad.
  • El Código (La Carga): Al tener una plataforma estandarizada, los científicos solo necesitan «cargar» la secuencia de ARNm específica del patógeno (VIH, Malaria, Tuberculosis o una nueva variante de influenza).

2. Reducción de Tiempos: De Años a Meses

Como bien señaló la Dra. Rosana Felice, Directora Médica de la Cámara Argentina de Especialidades Medicinales (CAEMe), este enfoque elimina los cuellos de botella burocráticos y técnicos.

«La plataforma ya es conocida por las agencias reguladoras. Solo se evalúa el nuevo ‘casete’ de información genética que se inserta, lo que permite pasar de años de desarrollo a apenas unos meses para iniciar la producción masiva.»

Ventajas Logísticas:

  • Producción Descentralizada: Las plantas que fabrican la base común pueden estar distribuidas globalmente, cargando el código genético localmente según la necesidad regional.
  • Estabilidad Térmica: Las nuevas versiones de nanopartículas presentadas este 2026 son menos dependientes de la cadena de frío extrema, facilitando su llegada a zonas rurales.

3. El Triunfo sobre el VIH, la Malaria y la Tuberculosis

Estos tres patógenos han evadido las vacunas tradicionales durante décadas debido a su capacidad de mutación o complejidad estructural.

  1. VIH: La IA ha permitido diseñar ARNm que instruye al cuerpo a producir «anticuerpos ampliamente neutralizantes» (bNAbs).
  2. Malaria: La plataforma permite atacar múltiples etapas del ciclo de vida del parásito simultáneamente, algo imposible con las vacunas de proteínas anteriores.
  3. Tuberculosis: Se están probando inhaladores de ARNm que utilizan estas mismas nanopartículas para generar inmunidad directamente en los pulmones.

4. IA: El Arquitecto de las Nanopartículas

La Inteligencia Artificial no solo ayuda a descifrar el código del virus, sino que diseña la propia partícula de grasa (lípido) que lo transporta. Los algoritmos de aprendizaje profundo han predicho qué combinaciones de lípidos protegen mejor el ARNm del calor y cómo se liberan con mayor eficacia dentro de las células humanas, minimizando efectos secundarios.


Fuentes y Enlaces de Referencia:

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