Los nanorreactores son una forma de reactor químico que se encuentran particularmente en las disciplinas de la nanotecnología y la nanobiotecnología . Estos reactores especiales son cruciales para mantener una nano-fundición en funcionamiento ; que es esencialmente una fundición que fabrica productos a escala nanotecnológica.
Resumen
Información general
Investigadores en los Países Bajos han logrado construir nanoreactores que pueden realizar reacciones de varios pasos en un solo recipiente, el siguiente paso hacia dispositivos similares a células artificiales , además de aplicaciones que involucran la detección y el diagnóstico de una enfermedad o dolencia. [1] Un nanoreactor bioquímico se crea simplemente desenvolviendo un virus biológico a través de métodos científicos, eliminando su contenido dañino y volviendo a ensamblar su cubierta proteica alrededor de una sola molécula de enzima. [2] El efecto de isótopo cinético está atrapado en una sola molécula dentro de un nanoreactor basado en membrana. [3] Este es un fenómeno que ha sido encontrado por investigadores en el Reino Unido durante experimentos realizados en septiembre de 2010. [3] El efecto isotópico cinético, donde la velocidad de una reacción está influenciada por la presencia de un átomo isotópico en solución, es un principio importante para dilucidar los mecanismos de reacción. [3] Este hallazgo reciente podría abrir nuevos métodos para estudiar reacciones químicas. [3] Incluso pueden ayudar en el proceso de creación de nuevos (e incluso más poderosos) nano-reactores. [3]
Usando nanocristales , un proceso escalable y económico puede, en última instancia, crear nanoreactores. [4] Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley tienen la capacidad de aprovechar la gran diferencia en componentes seleccionados para crear estos nanocristales y nanoreactores. [4] Los nanocristales son más fáciles de usar y menos costosos que los métodos que emplean plantillas de sacrificio en el proceso de creación de partículas huecas . [4] Las partículas de catalizador se separan en capas para evitar la agregación de partículas . [4] La entrada selectiva a la cámara de catálisis reduce la probabilidad de que los productos deseados experimenten reacciones secundarias . [4]
Los nano-reactores también se pueden construir controlando el posicionamiento de dos enzimas diferentes en el depósito de agua central o la membrana plástica de burbujas nanoscópicas sintéticas. [5] Una vez que se agrega la tercera enzima a la solución circundante, es posible que ocurran tres reacciones enzimáticas diferentes a la vez sin interferir entre sí (lo que resulta en una reacción de "un solo recipiente"). [5] El potencial de los nano-reactores puede demostrarse uniendo la enzima peroxidasa de rábano picante a la propia membrana; atrapando la enzima glucosa oxidasa . [5] La solución circundante terminaría conteniendo la enzima lipasa B con las moléculas de glucosa conteniendo cuatro grupos acetilo como sustrato. [5] La glucosa resultante cruzaría la membrana, se oxidaría y la peroxidasa de rábano picante convertiría el sustrato de muestra ABTS (ácido 2,2'-azinobis (3-etilbenztiazolina-6-sulfónico)) en su catión radical. [5]
Habilidades
Los nanoreactores también se pueden utilizar para emulsionar agua, crear hidrocarburos (que esencialmente mezcla un 15% de agua en el producto diésel refinado), desempeñar un papel útil en la industria química al permitir que existan múltiples corrientes de materias primas en un solo nanoreactor, fabricar productos para el cuidado personal productos (es decir, lociones , cremas farmacéuticas , champús , acondicionadores , geles de ducha , desodorantes ) y mejorar las industrias de alimentos y bebidas (procesando salsas , purés , bases para cocinar para sopas, emulsionantes bebidas no alcohólicas y aderezos para ensaladas ). [6]
Los artículos para el cuidado personal pueden mejorarse si las empresas alimentan múltiples fases de material, utilizan un dispositivo de mezcla con agua y crean emulsiones instantáneas . [6] Estas emulsiones vendrían con partículas más pequeñas, se espera que tengan una vida útil más larga y una apariencia mejorada cuando se vendan en minoristas. [6] Las necesidades de la industria de alimentos y bebidas pueden resultar en menores costos de procesamiento, más espacio, mejor eficiencia y menores costos de equipo. [6] Esto puede reducir el costo de los alimentos y bebidas para los consumidores; incluso las bebidas alcohólicas que están sujetas a impuestos ocultos por el pecado .
El hidrocarburo se puede utilizar para mover transportes pesados , trenes , equipos de movimiento de tierras (incluidas excavadoras ), además de proporcionar combustible a la mayoría de los barcos y barcos . [6] La reducción de la contaminación y el aumento de la eficiencia del combustible pueden provenir del hidrocarburo producido por nanoreactores. [6] El mayor uso de energía renovable también puede ayudar a mejorar el medio ambiente mundial gracias a los nanoreactores. [6]
Referencias
- ^ Otro ejemplo de nanotecnología de imitación de la naturaleza: nanoreactores para reacciones de varios pasos en un solo recipiente en NanoWerk
- ^ El nanoreactor viral captura moléculas individuales en RSC.org
- ^ a b c d e Efecto isotópico observado en una sola molécula en RSC.org
- ^ a b c d e Nanocristales y nanoreactores huecos en el laboratorio de Berkeley
- ^ a b c d e Nanorreactores para cascadas de reacción en Science Daily
- ^ a b c d e f g Aplicaciones de Nano Reactores CTI Archivado 2011-11-05 en la Wayback Machine en CTI Nanotech