Avances en la Nanotecnología 2010-2025

Universidad Tecnologica de la Mixteca

Ingeniería en Física Aplicada

NANOTECNOLOGIA

AVANCES EN LA NANOTECNOLOGIA 2010-2025

Tornez Tolentino Axel 1017-A

2016

2014

2012

2013

2015

2022

2018

2017

2025

2018

Toxinas retenidas en nanopartículas para una vacunación segura y eficaz

​​En 2013, se publicó un artículo titulado "Nanoparticle-detained toxins for safe and effective vaccination" en la revista Nature Nanotechnology. Este estudio presenta una estrategia basada en nanopartículas para la desintoxicación de toxinas bacterianas sin alterar su estructura. Utilizando nanopartículas recubiertas con membranas de eritrocitos, los investigadores lograron neutralizar la virulencia de la α-hemolisina estafilocócica (Hla) al atraparla espontáneamente en las partículas.

Hu, CM., Fang, R., Luk, B. et al. Nanoparticle-detained toxins for safe and effective vaccination. Nature Nanotech 8, 933–938 (2013). https://doi.org/10.1038/nnano.2013.254

Nanodiamante fluorescente: una herramienta versátil para el seguimiento celular a largo plazo, la obtención de imágenes de súper resolución y la detección de temperatura a nanoescala.

En 2016, se publicó en la revista Accounts of Chemical Research el artículo titulado Fluorescent Nanodiamond: A Versatile Tool for Long-Term Cell Tracking, Super-Resolution Imaging, and Nanoscale Temperature Sensing. Este estudio destaca las aplicaciones de los nanodiamantes fluorescentes (FND) en biomedicina, centrándose en su uso para el seguimiento celular a largo plazo, la obtención de imágenes de superresolución y la detección de temperatura a nanoescala.

Miaoxing Li, Ruidong Miao, Zhiqiang Wang, Xiang Xu, y Zonghan Li. "Fluorescent Nanodiamond: A Versatile Tool for Long-Term Cell Tracking, Super-Resolution Imaging, and Nanoscale Temperature Sensing." Accounts of Chemical Research, 2016, 49 (7), 1187–1195. DOI: 10.1021/acs.accounts.5b00484.

Detección en tiempo real de microARNs (miARNs) utilizando nanomotores

​En 2015, se publicó en ACS Nano el artículo titulado "Single Cell Real-Time miRNAs Sensing Based on Nanomotors". Este estudio presenta un novedoso método para la detección en tiempo real de microARNs (miARNs) a nivel de una sola célula utilizando nanomotores. Los investigadores emplearon nanomotores acústicamente propulsados que, al detectar miARNs específicos, inducen una respuesta que puede medirse en tiempo real, permitiendo el monitoreo preciso de la expresión génica a nivel celular individual.

B. E. F. de Ávila, A. Martín, F. Soto, M. A. López-Ramírez, S. Campuzano, G. M. Vásquez-Machado, W. W. Gao, L. F. Zhang, J. Wang. "Single Cell Real-Time miRNAs Sensing Based on Nanomotors". ACS Nano, 2015, 9 (7), 6756–6764. DOI: 10.1021/acsnano.5b02238.

Diodos emisores de luz de alto rendimiento procesados ​​en solución basados ​​en puntos cuánticos

​En 2014, se publicó en la revista Nature el artículo titulado "Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots". Este estudio presenta un diodo emisor de luz (LED) multicapa basado en puntos cuánticos, fabricado mediante procesos en solución, que exhibe una emisión rojo profundo de alta pureza, encendido a 1.7 voltios, eficiencias cuánticas externas de hasta el 20.5%, baja disminución de eficiencia a altas densidades de corriente y una vida operativa superior a 100,000 horas a 100 cd/m².

Dai, X., Zhang, Z., Jin, Y. et al. Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots. Nature 515, 96–99 (2014). https://doi.org/10.1038/nature13829

Desalinización de agua mediante grafeno nanoporoso

​En 2012, se publicó un artículo titulado "Water Desalination across Nanoporous Graphene" en la revista Nano Letters. Este estudio exploró el uso de membranas de grafeno nanoporo para la desalinización del agua, demostrando que estas membranas pueden permitir el paso eficiente de agua mientras bloquean las sales y otras impurezas.

David Cohen-Tanugi y Jeffrey C. Grossman, "Water Desalination across Nanoporous Graphene", Nano Letters, 2012, 12 (7), pp 3602–3608. DOI: 10.1021/nl3012853.

Nanomateriales de origami de ADN diseñados racionalmente para la administración de fármacos in vivo.

​En 2018, se publicó en Advanced Materials el artículo titulado "Rationally Designed DNA-Origami Nanomaterials for Drug Delivery In Vivo". Este trabajo revisa los avances en la utilización de nanomateriales de ADN origami diseñados racionalmente para la entrega de fármacos en organismos vivos. Los autores destacan que las estructuras de ADN origami ofrecen geometrías precisas y una alta capacidad de carga, permitiendo la incorporación de múltiples fármacos y ligandos para la orientación específica a tejidos o células objetivo.

Jiang, Q., Liu, S., Liu, J., Wang, Z.-G., & Ding, B. (2018). Rationally Designed DNA-Origami Nanomaterials for Drug Delivery In Vivo. Advanced Materials, 31(45), e1804785.​ DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201804785

Computación Cuántica

​En febrero de 2025, se publicó en Nature el artículo "Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices". Este estudio describe una técnica de medición que utiliza la capacitancia cuántica de un punto cuántico acoplado a un nanocable de InAs para determinar la paridad de manera instantánea. Este avance es fundamental para la computación cuántica topológica, ya que la capacidad de medir la paridad de manera eficiente es esencial para la manipulación y lectura de qubits topológicos, que son menos susceptibles a errores.​ Recientemente, Microsoft presentó Majorana 1, el primer procesador cuántico del mundo impulsado por una arquitectura de núcleo topológico. Este chip está diseñado para escalar hasta un millón de qubits en un solo chip, acercando a la industria a la construcción de ordenadores cuánticos capaces de resolver problemas complejos en plazos más cortos.

Microsoft Azure Quantum., Aghaee, M., Alcaraz Ramirez, A. et al. Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices. Nature 638, 651–655 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08445-2

Nanorobot de ADN en terapia contra el cáncer en respuesta a un desencadenante molecular in vivo

​En 2018, se publicó en Nature Biotechnology el artículo titulado "A DNA nanorobot functions as a cancer therapeutic in response to a molecular trigger in vivo". Este estudio presenta un nanorobot de ADN diseñado para transportar trombina y liberarla específicamente en vasos sanguíneos tumorales al reconocer y unirse al nucleolín, una proteína expresada en las células endoteliales asociadas al tumor.

Li, S., Jiang, Q., Liu, S. et al. A DNA nanorobot functions as a cancer therapeutic in response to a molecular trigger in vivo. Nat Biotechnol 36, 258–264 (2018). https://doi.org/10.1038/nbt.4071

Máquinas moleculares basadas en ADN

​En 2022, se publicó en ACS Au el artículo titulado "DNA-Based Molecular Machines". Este trabajo revisa los avances en la creación de máquinas moleculares artificiales basadas en ADN, destacando su versatilidad y aplicaciones en biomedicina. Los autores exploran cómo las propiedades físicas y químicas únicas del ADN han facilitado el desarrollo de estas máquinas, que pueden realizar tareas específicas en respuesta a estímulos moleculares. Estas innovaciones abren nuevas posibilidades en la ingeniería biomolecular y la nanotecnología.

Jiang, Q., Liu, S., Liu, J., Wang, Z.-G., & Ding, B. (2022). DNA-Based Molecular Machines. ACS Au, 2(5), 1234–1245. DOI: 10.1021/jacsau.2c00292

Imágenes ópticas in vivo de próxima generación con puntos cuánticos infrarrojos de onda corta

​En 2017, se publicó en Nature Biomedical Engineering el artículo "Next-generation in vivo optical imaging with short-wave infrared quantum dots". Este estudio introduce una clase de puntos cuánticos basados en indio-arseniuro (InAs) que emiten en el rango del infrarrojo de onda corta (SWIR; 1000–2000 nm), ideales para imágenes in vivo debido a su baja autofluorescencia y menor absorción por parte de tejidos y sangre.

Bruns, O., Bischof, T., Harris, D. et al. Next-generation in vivo optical imaging with short-wave infrared quantum dots. Nat Biomed Eng 1, 0056 (2017). https://doi.org/10.1038/s41551-017-0056