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lunes, 2 de noviembre de 2015

Fotodetector de grafeno compatible con la tecnología CMOS

Cada vez avanzan más y estamos más cerca de usar el grafeno como transistor en los circuitos de nuestros pc's. Lo último que han logrado es fabricar un fotodetector de grafeno que quieren hacer compatible con la tecnología CMOS (integration with silicon complementary metal–oxide semiconductor, o...., integración con el complementario semiconductor de óxido metálico de silicio) 

Con este fotodetector de grafeno, convertimos los fotones de luz en electrones, el cual, combinado con un chip de silicio estándar, siendo el grafeno el mejor conversor actual de luz a corriente, permite obtener un transistor de silicio de altas velocidades y mucho más bajo consumo que los actuales.

Una estrecha onda de unos 300 nanómetros de diámetro que lleva la señal óptica (haz de luz) a través de la capa de grafeno, material que apenas ofrece resistencia a los fotones de luz, y ayuda a que estos puedan atravesarlo a altas velocidades.

El grafeno es capaz de abarcar un amplio espectro de frecuencias, prácticamente todas las que se usan en telecomunicaciones, es decir, convertir todas las longitudes de onda.

Otro de los aspectos favorables se trata sin duda del espacio que ocupa cada celda de grafeno, pues al ser un material de un átomo de grosor, se pueden incorporar entorno a 20000 detectores en un sólo chip.





Hoy día el grafeno es un material con capacidades muy amplias para el área tecnológica, principalmente en óptica y electrónica, pues la óptica es el sistema más rápido de transmisión existente hoy día, y la electrónica es la mayor potencia de procesamiento, creando una combinación de ambas gracias al grafeno que es un rápido conversor ideal, obtenemos grandes capacidades de futuro.

Aquí les dejo una documentación (en inglés) por si quieren interesarse más sobre este tema: (Documento de investigación de IBM)

Card

miércoles, 31 de diciembre de 2014

Control de células mediante la luz gracias al grafeno

Como ustedes sabrán las células del cuerpo se guían y actúan por medio de impulsos nerviosos, estos impulsos nerviosos son en sí, señales eléctricas, pues imagínense poder dominar las células de nuestro cuerpo. Concentración, memoria, aspectos físicos,...., para poder llevar a cabo este proceso, vamos a usar las células como transistores de silicio , es decir, dejar pasar la corriente o no (1 ó 0), para que actúen de una forma u otra. De esto es encarga la optogenética.



Bueno, para empezar la optogenética es una combinación de métodos genéticos y ópticos para controlar las ondas eléctricas de las células (más concretamente sobre neuronas) por medio de la luz, esto hace que el método sea rápido y preciso, con el objetivo de controlar el comportamiento de las células.


Actualmente los chips usados para los implantes contienen óxido de indio y estaño (ITO), que son materiales conductores, que dejan pasar la luz, creando un campo eléctrico (actuando como paneles solares) o cortan el paso de la misma, es decir, actuando como semiconductor.



El problema que tiene este chip en primer lugar es que es rígido y frágil, además, para su fabricación se requieren de altas temperaturas que no son soportables por los materiales usados a la hora de implantarlos.
En segundo lugar, debido a que los componentes del chip no abarcan una gran banda ancha de frecuencias , no se puede demostrar todo el potencial del proceso (un mayor y mejor control a ejercer sobre las células).



Para solventar dichos problemas, primero se añade sustrato de un polímero llamado "Parylene" (uno de los materiales necesarios para el implante) sobre una lámina de silicio, metalizada con oro, y posteriormente se le "dibujan" unas líneas de haces de electrones que servirán como contacto, es decir, de "conector USB".
Luego se le aplican 4 capas de grafeno, protegido todo ello con una capa de dióxido de silicio, otra capa de parylene y finalmente implantados.



Gracias de nuevo al grafeno, la sensibilidad del chip a la luz aumenta, lo que mejora la precisión y no sólo eso, además aporta flexibilidad, resistencia y abarca un bando de ancha más amplio, lo cual, es perfecto para los avances en este campo, y potencialmente beneficioso para las personas.

domingo, 5 de octubre de 2014

Biodetector de grafeno Ultrasensible para el cáncer

El grafeno tiene la particularidad de reaccionar de forma completamente distinta al estar en contacto con diversos y variados materiales, llegando a cambiar sus propiedades.

Gracias a esta característica y a los avances tanto en nanotecnología y, en general en nanociencia, se ha descubierto que para distintos tipos de enfermedades, el grafeno puede actuar como un biodetector o biosensor, esto es química pura.

Los científicos aprovechando estas propiedades, logran implementar una nueva técnica para formar grafeno sobre sustrato carburo de silicio (SiC, material casi tan duro como el diamante, y un semiconductor capaz de soportar condiciones extremas de temperatura, voltaje y favorable para trabajar en altas frecuencias)  como patrón semiconductor.

Carburo de silicio


En el organismo, los anticuerpos que pudieran unirse a las zonas del ADN dañadas por la enfermedad, serían forzadas a una unión química con el propio grafeno.

anticuerpos unión química



El cáncer es una enfermedad que está altamente relacionada con la molécula " 8-hidroxideoxiguanosina" (8-OHdG), formada por Guanosina ( nucleósido que se obtiene al enlazar la base nitrogenada guanina a un anillo de ribosa mediante un enlace glucosídico β-N9.) cuyo hidróxido (-OH, como quitarle un hidrógeno a la molécula de agua H2O) dañado termina en el torrente sanguíneo, en la saliva y la orina como ciclo natural  a través del círculo celular-fisiológico de la vida.

Guanosina


Este chip de grafeno fue capaz de detectar esta molécula en una concentración de 0,1 nanogramos por milímetro (equivalente a una mil millonésima parte de un gramo o un billón de veces más pequeña que un kilo), siendo 5 veces más sensible y varias veces más rápido  que con cualquier otro método antes usado. 

Esto es un gran avance para la biomedicina y en general para mejorar nuestra salud y todo gracias al grafeno.