Cientistas criam fios vivos, feitos com células-tronco

Fios vivos

Cientistas da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, criaram longos fios formados pela junção sequencial de células-tronco vivas e ativas.
Segundo os pesquisadores, estes fios celulares vivos podem se tornar uma ferramenta importante para tratamentos médicos, como ajudar a reparar o tecido do coração e da medula espinhal, e para o desenvolvimento de músculos artificiais.
As células utilizadas como base de sustentação são peptídeos, que se solidificam quanto entram em contato com água salgada, formando um gel que lembra um macarrão instantâneo, atingindo dimensões macroscópicas, visíveis a olho nu.
Quanto integradas com as células-tronco, as nanofibras podem ser injetadas no corpo com uma seringa. Depositadas em uma área onde o tecido foi danificado, as nanofibras ativam processos biológicos que levam à recuperação do tecido.
Nanofibras
Para construir os filamentos, a equipe de Stupp usou uma solução de peptídeos anfifílicos, conhecidos por sua tendência em se auto-organizarem em feixes de nanofibras, que foi aquecida para gerar um cristal líquido.
A solução foi então forçada através de uma pipeta em água salgada contendo cloreto de sódio (NaCl) ou cloreto de cálcio (CaCl2).
Os filamentos, que não são tóxicos, podem ser enrolados, dobrados ou amarrados, e podem ser fabricados em diversos diâmetros, apenas variando o diâmetro da pipeta.
A seguir, os filamentos foram "preenchidos", ou integrados com células-tronco, que passaram a se desenvolver no interior da estrutura filamentosa, seguindo a orientação do fio.
Fios de vida
Em uma demonstração surpreendente do que a nanotecnologia pode fazer em termos de medicina regenerativa, camundongos de laboratório paralisados por lesões na medula espinhal recuperaram a habilidade de usar suas patas traseiras seis semanas depois de receberem o nanomaterial.
Os nanofios também foram utilizados para cultivar músculos cardíacos in vitro, mostrando-se eletricamente ativos 10 dias depois do implante dos fios celulares.
"Injetando as moléculas que nós projetamos para se auto-organizarem em nanoestruturas no tecido espinhal, conseguimos recuperar rapidamente os neurônios danificados," disse Stupp.
"Os nanofios são a chave não apenas para prevenir a formação de tecido cicatricial prejudicial, que inibe a cura da medula espinhal, mas também para estimular o corpo na regeneração de células perdidas ou danificadas," explica o cientista.
Bibliografia:A self-assembly pathway to aligned monodomain gelsShuming Zhang, Megan A. Greenfield, Alvaro Mata, Liam C. Palmer, Ronit Bitton, Jason R. Mantei, Conrado Aparicio, Monica Olvera de la Cruz, Samuel I. StuppNature MaterialsJuly 2010Vol.: 9, Pages: 594-601DOI: 10.1038/nmat2778

Primeira fábrica de Nanomateriais do país

A primeira unidade de fabrico de nanomateriais do país, criada pela empresa Innovnano, deverá arrancar em Coimbra em 2011 ou 2012, criando 40 postos de trabalho directos altamente qualificados, revelou hoje o administrador, André Albuquerque.A instalar no Coimbra Inovação Parque (iParque), a unidade, que representa um investimento da ordem dos dez milhões de euros, vai ser instalada num lote de três hectares deste parque industrial e tecnológico, prevendo André Albuquerque que a construção comece logo que seja aprovado o licenciamento industrial.
O administrador da Innovnano assinou hoje, na Câmara de Coimbra, com a administração do iParque a escritura de aquisição do terreno para a instalação da unidade, que será dotada também de um laboratório com “os mais avançados equipamentos nesta área”.Do grupo CUF, a Innovnano, que detém quatro patentes de âmbito internacional já concedidas estando outras em preparação, em relação ao seu processo único de produção de nanopartículas, está ainda envolvida em projectos de aplicação na área da produção e armazenamento de energias renováveis, a cosmética, na electrónica, nos revestimentos, nos cerâmicos avançados, entre outras, segundo uma nota da unidade.“A construção desta unidade de fabrico cumpre o objectivo da empresa de se afirmar como um produtor global de nanopartículas, líder nos mercados em que actua. Esperamos atingir a velocidade de cruzeiro da instalação nos três anos após o arranque da unidade fabril”, frisou André Albuquerque.Justificando a escolha da localização, o administrador da Innovnano referiu a “proximidade de importantes comunidades científicas" e a “integração num parque tecnológico moderno”.

Físicos afirmam ter criado material mais magnético do mundo

Limites do magnetismo
A teoria afirma que a intensidade do magnetismo de um material tem limites, o que provavelmente está correto. Mas o que está sob suspeita é onde esse limite se encontra.
A equipe do Dr. Jian-Ping Wang, da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, sintetizou um material que é 18% mais magnético do que se acreditava possível.
O super ímã é formado por oito partes de ferro e uma parte de nitrogênio, um cristal não muito estável, cuja fórmula é Fe16N2.
Origem do magnetismo
Segundo reportagem da revista Science, a chave para o supermagnetismo está na estrutura extremamente complicada do cristal de Fe16N2.
O magnetismo de um material decorre do giro dos seus elétrons. Cada elétron funciona como um minúsculo magneto, com um campo magnético alinhado com o eixo do seu spin - quanto mais elétrons giram na mesma direção, maior se torna o magnetismo do material.
No cristal de Fe16N2, cada átomo de nitrogênio fica no centro de um aglomerado de seis átomos de ferro, com dois outros átomos de ferro unindo os diversos aglomerados.
Os elétrons que fluem entre os aglomerados comportam-se como os elétrons do ferro comum. Mas os elétrons dos átomos que circundam o átomo de nitrogênio tendem a ficar "travados" no lugar.
Como resultado, garante Wang, esses átomos contribuem para o magnetismo total do material de forma mais intensa do que os átomos individuais, aumentando a intensidade desse magnetismo.
Super ímã
Apesar dos resultados excepcionais, outros pesquisadores estão vendo os resultados com cautela, porque esse mesmo material já havia sido anunciado como um "super ímã" antes.
Um experimento anunciado por pesquisadores da empresa Hitachi contrariou essas observações - mas ninguém conseguiu repetir o experimento, e o assunto continua controverso até hoje.
O grande problema reside justamente na dificuldade de fabricar cristais de Fe16N2, que é metaestável e tende a se "quebrar" em outras estruturas cristalinas.
A equipe de Wang, no entanto, argumenta que vem aprimorando as técnicas há anos e que agora é capaz de crescer amostras de Fe16N2 estáveis.
Se esses novos ímãs puderem ser produzidos comercialmente, poderá ser possível, por exemplo, fabricar cabeças de leitura de discos rígidos menores e mais eficientes, permitindo colocar mais dados na mesma área e dando novo impulso ao crescimento da capacidade de armazenamento magnético.

Bibliografia:Heavy Fermion-like metal &alfa;"-Fe16N2 with giant saturation magnetizationNian Ji, Xiaoqi Liu, Jian-Ping WangAPS March Meeting 2010 Proceedingshttp://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0912/0912.0276.pdf

Nanofuros aprisionam luz e aumentam rendimento das células solares

A nanotecnologia trouxe a capacidade de fabricação de nanofios, que por sua vez trouxeram uma nova esperança de uma nova tecnologia de células solares mais eficientes e mais baratas.
Agora, químicos chineses descobriram que nanofuros não apenas superam os nanofios em eficiência, como também são mais robustos e mais fáceis de fabricar, podendo utilizar as técnicas de escala industrial já existentes.
Célula solar de nanofuros
Kui-Qing Peng e seus colegas das universidades de Pequim e Hong Kong estavam trabalhando em células solares de nanofios, mas logo ficaram desanimados com as dificuldades.
"A área superficial muito elevada e as melhores propriedades de absorção de luz do silício nanoestruturado torna [os nanofios] muito atraentes para aplicações em células solares. Mas os nanofios rompem-se facilmente durante a fabricação das células solares", explicam os pesquisadores.
E isto os fez virar-se para o oposto dos nanofios - afinal, nanoburacos perfurados no silício não se dobram e nem se quebram, e têm a mesma área superficial dos nanofios, considerando que ambos tenham o mesmo diâmetro.
A matriz de nanofuros é muito mais robusta do que uma floresta de nanofios, não estando sujeita aos inevitáveis problemas gerados pelos nanofios quebrados, como a recombinação dos elétrons e o surgimento das lacunas, de carga positiva.
Luz presa
Mas havia ainda um ganho adicional que não estava sendo levado em conta: as matrizes de nanofuros absorvem a luz de forma ainda mais eficiente do que as matrizes de nanofios - a luz que entra nos orifícios fica refletindo no interior do nanofuro até que muitos mais fótons sejam absorvidos.
Nas células solares de nanofios, a luz também se dispersa e fica refletindo entre os nanofios, mas os nanofuros parecem fazer um trabalho melhor de capturar os fótons, o que aumenta a eficiência de conversão de energia da célula solar de matriz de nanofuros.
Isto aumenta a eficiência da célula solar. O primeiro protótipo apresentou uma eficiência de 10% na conversão dos fótons em elétrons.
Aplicação imediata
Mas Peng está confiante que será fácil elevar essa eficiência para 15% ou mais: "Todas as nossas experiências foram feitas em laboratórios convencionais, e não em salas limpas," disse ele, "e essa eficiência foi alcançada sem que fizéssemos nenhum esforço para implementar modificações no sentido de aumentá-la."
O pesquisador acrescenta que está à procura de colaboradores industriais para ajudar a comercializar a descoberta.
Como os nanofuros são feitos com tecnologia convencional, usando pastilhas de silício que são a seguir dopadas para formar a célula solar, a técnica deverá ser facilmente aplicável nas instalações industriais atuais.
Bibliografia:High-Performance Silicon Nanohole Solar CellsKui-Qing Peng, Xin Wang, Li Li, Xiao-Ling Wu, Shuit-Tong LeeJournal of the American Chemical SocietyASAP ArticleVol.: 132 (20), pp 6872-6873DOI: 10.1021/ja910082y