Oct 02

Vasos inusualmente estables pueden beneficiarse fármacos, recubrimientos

Simplemente rociar y enfriar. Eso resume un nuevo enfoque para hacer materiales vítreos notablemente estables de moléculas (que contienen carbono) orgánicos que podrían conducir a nuevos revestimientos y para mejoras en la administración de fármacos. El avance de procesamiento se informó en la edición de esta semana de la Ciencia * por científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) Centro para la Investigación de Neutrones (NCNR).

Los investigadores sugieren que su enfoque podría ser útil para la preparación de compuestos farmacéuticos en formas no cristalinas que son absorbidos fácilmente por el cuerpo. Estos “productos farmacéuticos amorfos” han sido objeto de recientes investigaciones destinadas a mejorar la administración de fármacos y permitir ingredientes terapéuticos activos para alcanzar las metas dentro del cuerpo.

La nueva técnica implica depositar los vapores de moléculas orgánicas sobre un substrato enfriado a 50 grados (centígrados) por debajo de la temperatura de transición vítrea-el punto en el que un compuesto normalmente comienza a solidificarse en camino a convertirse vidrio, una estructura congelado, como líquido sin de largo alcance del orden interno. Concebido por el método de los cortocircuitos del proceso de enfriamiento convencional a gran ventaja práctica UW-Madison químico Marcos Ediger y colegas,.

El resultado, dicen los investigadores, es un “panorama energético.” Interno alterado dramáticamente Las moléculas de cristal se posicionan más densamente en los valles de baja energía que salpican el paisaje. En contraste, las moléculas que componen las gafas convencionales se dispersan más ampliamente y se convierten en “congelado” en acantilados de mayor energía y mesas.

Gafas convencionales son menos estables termodinámicamente, porque las moléculas abandonan gradualmente las elevaciones de mayor energía. Durante el procesamiento o el tiempo, un vidrio convencional es más apto para convertir en un orden cristalino de baja energía, el cambio de la naturaleza estructural del material. Esto puede ser un problema para los productos farmacéuticos, en particular amorfos. Si la estructura interna cambia durante el almacenamiento, por ejemplo, propiedades tales como la solubilidad también cambiarán, el potencial de socavar la eficacia de la droga.

Estudios en la NCNR confirmaron que las moléculas en vasos preparados con el método de deposición de vapor del equipo fueron muy densas, pero verdaderas gafas amorfos en el arreglo. Sondas de neutrones también se utilizaron para estudiar cómo las moléculas se difunden durante la posterior hibridación de los dos tipos de muestras de vidrio. Después de 16 horas de recocido, las moléculas en el nuevo vidrio se mantuvieron fijos en su lugar. La muestra convencional, por el contrario, comenzó la difusión molecular mayor después de menos de 30 minutos de recocido.

Sep 28

Recubrimientos híbridos aumentan la dureza de plástico y permita que las propiedades estén fecha de lanzamiento tailoredPublic: 15-May-

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Contacto: Dr. Ian Birkby

journals@azonetwork.com

61-029-918-7375

AZoNetwork

Recubrimientos híbridos aumento de la dureza de plástico y permiten propiedades se adapten

Comportamiento mecánico de recubrimientos híbridos de SiO2-PMMA medidos por nanoindentationIncreasing la dureza superficial de muchos materiales que se abre para su uso en una amplia variedad de nuevas aplicaciones. Estos nuevos materiales híbridos podrían ser utilizados en áreas como recubrimientos anticorrosivos para metales, scratch y revestimientos resistentes a la abrasión para plásticos, películas antiestáticas más revestimientos decorativos de color para vidrios y plásticos.

El método sol-gel de la preparación de materiales es una técnica adecuada que se puede utilizar para obtener materiales compuestos reforzados con propiedades y producir recubrimientos híbridos. Es capaz de producir materiales que combinan las propiedades complementarias de los materiales inorgánicos y orgánicos.

Plásticos de ingeniería tales como polimetilmetacrilato o PMMA son materiales candidatos distintos que se pueden beneficiar de refuerzo con materiales inorgánicos. Sílice (SiO2), es un material de refuerzo adecuado que se utilizó en esta investigación.

En este trabajo los investigadores de la Universidad Autónoma de Sinaloa, Fuente de Poseidon y Prol y Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, JL Almaral-Sánchez, M. López-Gómez, R. Ramírez-Bon, J. Muñoz-Saldaña, recubrimientos preparados híbrido SiO2-PMMA utilizando el método sol-gel y dureza del recubrimiento medido. Se aplicaron dos indentación de detección (DSI) sistemas de profundidad, cada uno usando penetradores con diferente geometría y tamaño, para analizar el comportamiento mecánico de los recubrimientos híbridos de SiO2-PMMA con diferentes relaciones molares. La aplicación de un modelo de indentación, la dureza absoluta de los recubrimientos se evaluó usando ambos sistemas como una función del contenido de PMMA de las películas híbridas.

De las mediciones de indentación los investigadores encontraron que las propiedades mecánicas de los recubrimientos híbridos se han mejorado en comparación con los de los acrílicos convencionales. La dureza de los recubrimientos híbridos era de tres veces a más de un orden de magnitud mayor que la dureza de acrílico, dependiendo de la relación molar. Un fenómeno de endurecimiento adicional se midió en la superficie de los revestimientos, lo cual es probablemente debido a un enriquecimiento de sílice a esta región. Finalmente encontraron que la dureza de los recubrimientos disminuye monótonamente con el contenido de PMMA. Estos resultados permiten recubrimientos híbridos para hacerse con propiedades mecánicas adaptadas a la aplicación individual.

Jul 22

Investigadores desarrollan método ultra-simple para crear recubrimientos de oro a nanoescala 16 -

Contacto: Michael Mullaney

mullam@rpi.edu

518-276-6161

Rensselaer Polytechnic Institute

Investigadores desarrollan método ultra-simple para crear oro a nanoescala estudio coatingsRensselaer Instituto Politécnico detalla nuevo proceso para la creación de monocapas de nanopartículas de oro; mantiene la promesa de nuevas aplicaciones nanoelectrónica

IMAGEN: Los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado un nuevo método, ultra-simple para hacer capas de oro que miden sólo millonésimas de un metro de espesor. Como se ve en la imagen de la investigación, …

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Troy, NY – Los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado un nuevo método, ultra-simple para hacer capas de oro que miden sólo millonésimas de un metro de espesor. El proceso, que no requiere equipos sofisticados y funciona en casi cualquier superficie incluyendo obleas de silicio, podría tener implicaciones importantes para la nanoelectrónica y la fabricación de semiconductores.

Sang-Kee Eah, profesor asistente en el Departamento de Física, Física Aplicada y Astronomía en Rensselaer, y el estudiante graduado Matthew N. Martin tolueno líquido infundido – un solvente industrial común – con nanopartículas de oro. Las nanopartículas forman una capa plana, estrechamente empacado de oro sobre la superficie del líquido donde se encuentra con el aire. Al poner una gota de este oro líquido infundido en una superficie, y esperar a que el tolueno se evapore, los investigadores fueron capaces de recubrir con éxito muchas superficies diferentes – incluyendo una oblea de silicio de 3 pulgadas – con una monocapa de nanopartículas de oro.

“Ha habido un gran progreso en los últimos años en las síntesis químicas de las nanopartículas coloidales. Sin embargo, la fabricación de una película monocapa de nanopartículas que es espacialmente uniforme en todas las escalas de longitud – desde nanómetros hasta milímetros – aún demuestra ser todo un reto “, dijo Eah. “Esperamos que nuestro nuevo método ultra-simple para crear monocapas inspirará la imaginación de otros científicos e ingenieros por cada vez más amplios de aplicaciones de nanopartículas de oro.”

Vea un video de demostración de este nuevo proceso de fabricación en: http://www.youtube.com/watch?v=nqkwM9o1s-w

Los resultados del estudio, titulado “nanopartículas cargadas de oro en disolventes no polares: la síntesis de 10 minutos y 2-D de autoensamblaje”, fueron publicados recientemente en la journalLangmuir. Lea el artículo de revista en: http://dx.doi.org/10.1021/la100591h

Mientras que otros métodos de síntesis tardan varias horas, este nuevo método sintetiza químicamente las nanopartículas de oro en sólo 10 minutos, sin la necesidad de cualquier tipo de limpieza post-síntesis, dijo Eah. Además, las nanopartículas de oro creado de esta manera tienen la propiedad especial de ser acusado en disolventes no polares para el 2-D auto-ensamblaje.

Anteriormente, el 2-D autoensamblaje de nanopartículas de oro en una gota de tolueno se reportó con exceso de ligandos, lo que ralentiza y complica el proceso de auto-ensamblaje. Para ello era necesario el exceso de ligandos no volátiles para ser removidos en el vacío. En contraste, el nuevo método de Eah asegura que las nanopartículas de oro flotan en la superficie de la gota de tolueno en menos de un segundo, sin la necesidad de un vacío. A continuación, toma sólo unos pocos minutos para que la gota de tolueno a evaporarse y dejar atrás el monoloayer oro.

“La extensión de esta gotita método de auto-ensamblaje de 2-D a otros tipos de nanopartículas, tales como partículas magnéticas y semiconductoras, es difícil, pero tiene mucho potencial”, dijo Eah. “Películas monocapa de nanopartículas magnéticas, por ejemplo, son importantes para aplicaciones de almacenamiento de datos magnéticos. Nuestro nuevo método puede ser capaz de ayudar a informar a las aplicaciones nuevas y emocionantes “.

Los co-autores del artículo son antiguos investigadores universitarios Rensselaer James I. Basham ’07, que es ahora un estudiante graduado en la Universidad Estatal de Pensilvania, y Paul Chando ’09, quien iniciará estudios de posgrado en el otoño en el City College de Nueva York .

El proyecto de investigación fue apoyada por el Rensselaer, el Programa de Investigación Licenciatura Verano Rensselaer, la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) Experiencias de Investigación para estudiantes universitarios, y el este de Asia y de los Institutos de Verano del Pacífico y la Sociedad Japonesa de la NSF para la Promoción de la Ciencia.

Para obtener más información, visite el sitio web de Eah en: http://www.rpi.edu/ ~ EAHS.

Contacto

Michael Mullaney

Rensselaer Polytechnic Institute

Troy, NY

518-276-6161 (oficina)

Jul 14

El futuro de tintas, pinturas y recubrimientos toma forma 17 -

Contacto: Lisa Van Pay

lvanpay@nsf.gov

703-292-8796

National Science Foundation

El futuro de las tintas, pinturas y recubrimientos toma shapeResearchers determinan que forma de las partículas afecta el “efecto del anillo de café”

IMAGEN: Esta ilustración representa un aspecto que tendría una gota seca si contenía partículas redondas (rojo) o partículas alargadas (azul). Cuando una gota de café o té se seca, sus partículas …

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Si alguna vez has derramado una gota de café en una superficie, te habrás dado cuenta la curiosa manera que el color se concentra en los bordes cuando el café se seca. Esto se conoce como el “efecto de anillo de café,” y recientemente, los investigadores han determinado que la forma de las partículas en el líquido es un factor importante en la creación de este patrón. Los resultados de la investigación podrían eventualmente traducirse en nuevas técnicas o formulaciones para recubrimientos de productos, o mejores tintas y pinturas. Este trabajo, publicado en la edición de agosto 18 de los journalNaturewas realizadas por Arjun Yod y sus colegas de la Universidad de Pennsylvania.

“Encontramos que si se cambia la forma de las partículas en la solución, el efecto del anillo de café se va, y se termina con una capa uniforme”, dijo Peter Yunker, un estudiante graduado en el laboratorio de Yod.

En primer lugar, un poco de la dinámica de fluidos: A medida que el líquido en una gota se evapora siguen siendo los bordes fijos, de modo que el volumen disminuye fluido fluye hacia fuera desde el centro de la gotita a sus bordes. Este flujo de partículas lleva a los bordes, y las partículas redondas en el borde embalamos cuidadosamente. En el momento en que todo el líquido se evapora en las gotitas, la mayoría de las partículas estarán en el borde, produciendo el efecto anillo de café.

Tanto la forma que toman las gotas de líquido, y la forma en que los cambios en la forma como las gotas se evaporan, está muy influenciado por la tensión superficial en la interfase aire-líquido. Esta tensión es una propiedad de la interfaz, en función de cómo las moléculas en el líquido interactúan uno con el otro en comparación con el aire. Por ejemplo, líquidos con una alta tensión superficial, como el agua, pueden formar una gotita elevado, porque las moléculas se sienten muy atraídos el uno al otro y no tan atraídos por el aire. En contraste, los líquidos con tensión superficial inferior, como alcoholes, son más propensos a formar manchas planas en lugar de las gotitas de curvas.

El grupo YUD encontrado que las partículas alargadas en un líquido se comportan de manera diferente que los redondos debido a la forma en que se ven afectados por la tensión superficial de la interfaz aire-líquido. Las fuerzas en juego son aún observables en un cereal de desayuno común.

“Si usted hace las partículas alargadas o elipsoidal, que deforman la interfase aire-agua, lo que hace que las partículas se atraen fuertemente entre sí. Se puede observar este efecto en un tazón de Cheerios, si sólo hay unos pocos que quedan se agrupan en el centro de la taza, debido a la tensión superficial de la leche “, explicó Yunker.

Este agrupamiento cambia la forma en que las partículas se distribuyen dentro de la gota. Incluso si las partículas elipsoidales clumped alcanzan el borde de la gotita, que no se empaquetan tan de cerca como partículas redondas. Los grupos empaquetadas de manera suelta finalmente se extienden para cubrir toda la superficie, llenando así un revestimiento uniforme de partículas se deposita cuando la evaporación es completa.

“Este trabajo nos da una nueva idea sobre cómo hacer una capa uniforme, de manera relativamente sencilla. Si se cambia la forma de las partículas, se puede cambiar la forma en que una partícula se deposita. También puedes hacer mezclas. En algunos casos, incluso una pequeña cantidad de elipsoides puede cambiar la forma en que el depósito de partículas cuando se secan “, dijo Yod.

En estudios futuros, el equipo de investigación explorará el secado y la deposición de los diferentes tipos de fluidos. También investigarán diferentes tamaños de partículas y formas, y la interacción de las mezclas de partículas.

“Este es un resultado científico emocionante con aplicaciones comerciales potenciales, que fue, en parte, habilitados por el apoyo de los Materiales de Investigación en Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Pennsylvania,” dijo Mary Galvin, director del programa de la división de investigación de materiales en la National Science Fundación, que financió parcialmente la investigación. El programa de centros, Materiales recientemente renombrados Centros de Investigación y Equipos, ofrece apoyo a la investigación y la educación interdisciplinarias materiales, mientras que frente a los problemas fundamentales de la ciencia y la ingeniería.

Jul 14

El futuro de tintas, pinturas y recubrimientos toma forma 18 -

Contacto: Lisa Van Pay

lvanpay@nsf.gov

703-292-8796

National Science Foundation

El futuro de las tintas, pinturas y recubrimientos toma shapeResearchers determinan que forma de las partículas afecta el “efecto del anillo de café”

IMAGEN: Esta ilustración representa un aspecto que tendría una gota seca si contenía partículas redondas (rojo) o partículas alargadas (azul).

Cuando una gota de café o té se seca, sus partículas (lo. ..

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Si alguna vez has derramado una gota de café en una superficie, te habrás dado cuenta la curiosa manera que el color se concentra en los bordes cuando el café se seca. Esto se conoce como el “efecto de anillo de café,” y recientemente, los investigadores han determinado que la forma de las partículas en el líquido es un factor importante en la creación de este patrón. Los resultados de la investigación podrían eventualmente traducirse en nuevas técnicas o formulaciones para recubrimientos de productos, o mejores tintas y pinturas.

Este trabajo, publicado en la edición del 18 de agosto de la revista Nature se realizó por Arjun Yod y sus colegas de la Universidad de Pennsylvania.

“Encontramos que si se cambia la forma de las partículas en la solución, el efecto del anillo de café se va, y se termina con una capa uniforme”, dijo Peter Yunker, un estudiante graduado en el laboratorio de Yod.

En primer lugar, la dinámica de un poco de líquido: A medida que el líquido se evapora en una gotita, siguen siendo los bordes fijos, de modo que el volumen disminuye, el fluido fluye hacia fuera desde el centro de la gotita a sus bordes. Este flujo de partículas lleva a los bordes, y las partículas redondas en el borde embalamos cuidadosamente. En el momento en que todo el líquido se evapora en las gotitas, la mayoría de las partículas estarán en el borde, produciendo el efecto anillo de café.

Tanto la forma que toman las gotas de líquido, y la forma en que los cambios en la forma como las gotas se evaporan, está muy influenciado por la tensión superficial en la interfase aire-líquido. Esta tensión es una propiedad de la interfaz, en función de cómo las moléculas en el líquido interactúan uno con el otro en comparación con el aire. Por ejemplo, líquidos con una alta tensión superficial, como el agua, pueden formar una gotita elevado, porque las moléculas se sienten muy atraídos el uno al otro y no tan atraídos por el aire. En contraste, los líquidos con tensión superficial inferior, como alcoholes, son más propensos a formar manchas planas en lugar de las gotitas de curvas.

El grupo YUD encontrado que las partículas alargadas en un líquido se comportan de manera diferente que los redondos debido a la forma en que se ven afectados por la tensión superficial de la interfaz aire-líquido. Las fuerzas en juego son aún observables en un cereal de desayuno común.

“Si usted hace las partículas alargadas o elipsoidal, que deforman la interfase aire-agua, lo que hace que las partículas se atraen fuertemente entre sí. Se puede observar este efecto en un tazón de Cheerios, si sólo hay unos pocos que quedan se agrupan en el centro de la taza, debido a la tensión superficial de la leche “, explicó Yunker.

Este agrupamiento cambia la forma en que las partículas se distribuyen dentro de la gota. Incluso si las partículas elipsoidales clumped alcanzan el borde de la gotita, que no se empaquetan tan de cerca como partículas redondas. Los grupos empaquetadas de manera suelta finalmente se extienden para cubrir toda la superficie, llenando así un revestimiento uniforme de partículas se deposita cuando la evaporación es completa.

“Este trabajo nos da una nueva idea sobre cómo hacer una capa uniforme, de manera relativamente sencilla. Si se cambia la forma de las partículas, se puede cambiar la forma en que una partícula se deposita. También puedes hacer mezclas. En algunos casos, incluso una pequeña cantidad de elipsoides puede cambiar la forma en que el depósito de partículas cuando se secan “, dijo Yod.

En estudios futuros, el equipo de investigación explorará el secado y la deposición de los diferentes tipos de fluidos. También investigarán diferentes tamaños de partículas y formas, y la interacción de las mezclas de partículas.

“Este es un resultado científico emocionante con aplicaciones comerciales potenciales, que fue, en parte, habilitados por el apoyo de los Materiales de Investigación en Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Pennsylvania,” dijo Mary Galvin, director del programa de la división de investigación de materiales en la National Science Fundación, que financió parcialmente la investigación. El programa de centros, Materiales recientemente renombrados Centros de Investigación y Equipos, ofrece apoyo a la investigación y la educación interdisciplinarias materiales, mientras que frente a los problemas fundamentales de la ciencia y la ingeniería.