dynamic self assembly

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Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ciencias Biológicas Nanobiotecnología Autoensamblaje dinámico Grupo 472 Cindy Rocio Flores Olivo Grizel Natali Garcia Cuevas Larissa Maricela Contreras Garcia 14/03/2022 1

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Nanotechnology

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Universidad Autnoma de Nuevo Len

Facultad de Ciencias Biolgicas

Nanobiotecnologa

Autoensamblaje dinmico

Grupo 472Cindy Rocio Flores OlivoGrizel Natali Garcia CuevasLarissa Maricela Contreras Garcia

17/02/20141Es la organizacin, reparacin o fabricacin de un sistema o estructura sin que el ser humano intervenga en este proceso.QUE ES?En la naturaleza se presenta autoensamblaje en muchas escalas, principalmente en la reparacin de tejidos orgnicos, la fabricacin de nanosistemas orgnicos e incluso la aparicin de nuevos organismos; en consecuencia el estudio del autoensamblaje es tan importante para el hombre porque con dicho estudio se podr dar respuesta a una serie de cuestionamientos relacionados con el origen de la vida y la dependencia de la vida misma a este proceso tpico de los organismos y sistemas biolgicos.17/02/20142El proceso de autoensamblaje dinmico es completamente opuesto al autoensamblaje esttico, ya que ocurre la organizacin o reparacin de estructuras y sistemas nicamente si durante el proceso hay disipacin de energa, aunque finalmente tambin se alcanza un equilibrio.Algunos ejemplos de autoensamblaje dinmico en la naturaleza son: las distintas interacciones que presentan las clulas biolgicas, la reparacin y organizacin de tejidos y la divisin celular

17/02/20143Las aplicaciones presentes y futuras del estudio del proceso de autoensamblaje estn relacionadas con la miniaturizacin de todas las herramientas tecnolgicas.

En la robtica los costos de produccin de nanomquinas inteligentes se reducirn en comparacin con los mtodos tradicionales de fabricacin.

En nanociencia se podrn reproducir en un laboratorio (de manera artificial) los procesos de autoensamblaje y autorreparacion que presentan los sistemas biolgicos.

En la microelectrnica se encontrar si hay algn tipo de relacin entre el comportamiento del sistema nervioso de todo ser vivo con los microsistemas conductores creados por el hombre.Aplicar el comportamiento de las neuronas, los neurotransmisores y el impulso nervioso en la electrnica y la posible implementacin de sistemas microelectrnicos en el cerebro. 17/02/20144

Hoy en da se ha podido aislar una neurona y conectarla con un nanotubo conductor, lo que indica que si es posible que algunos componentes biolgicos puedan interactuar con componentes artificiales sin alterar su funcionamiento.

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17/02/20146En el autoensamblaje dinmico, las interacciones responsables de la formacin de estructuras o patrones entre los componentes, solo ocurre si el sistema esta disipando energa.

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Tomado de Whitesides, G. M., & Grzybowski, B. (2002). A) Micrografa ptica de una clula marcada con fluorescencia en citoesqueleto y ncleo. Microtbulos (24nm dimetro) en rojo.

B) Ondas de reaccin-difusin en una placa de Petri. Reaccin de Belousov-Zabatinski (Redox).

C) Tres discos magnticos de 3mm, interactuando entre ellos en un vortex.17/02/20148

Tomado de Whitesides, G. M., & Grzybowski, B. (2002). D) Cardumen.

E) Anillos concntricos formados por pequeas esferillas con carga rodando en rutas circulares (soporte dielctrico).

F) Celdas de conveccin formadas por encima de un soporte metlico.

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Tomado de Whitesides, G. M., & Grzybowski, B. (2002).

Tomado de Fialkowski y colaboradores (2006).17/02/201410Para formar estructuras dinmicas SA, hay que impulsar el sistema lejos del equilibrio mediante el suministro de energa, que establece modifica las interacciones de los componentes bsicos con cada s y con el medio ambiente. Tales estructuras DySA representan un subconjunto de una clase ms amplia de estructuras "disipativas", en la que la produccin de entropa dirige la emergencia de orden.17/02/201411Suministro de energa

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17/02/201413Desde un punto experimental prctico, DySA ofrece varias ventajas nicas: Las estructuras pueden exhibir conductas adaptativas e inteligentes.

Pueden toleran grandes rangos de perturbaciones (robustez).

Son capaces de auto-sanacin.

Pueden potencialmente auto-replicarse.17/02/201414

17/02/201415Incluso ahora, entendemos muy poco sobre cmo la disipacin de la energa conduce a la aparicin de estructuras ordenadas a partir de componentes desordenados en estos sistemas. Pero sabemos que son de vital importancia en la clula. Ese conocimiento, por s solo, hace que valga la pena estudiarlos (Whitesides & Grzybowski, 2002).17/02/201416Bibliografa

Fialkowski, M., Bishop, K. J. M., Klajn, R., Smoukov, S. K., Campbell, C. J., & Grzybowski, B. a. (2006). Principles and implementations of dissipative (dynamic) self-assembly. The Journal of Physical Chemistry. B, 110(6), 248296. doi:10.1021/jp054153qWhitesides, G. M., & Grzybowski, B. (2002). Self-assembly at all scales. Science (New York, N.Y.), 295(5564), 241821. doi:10.1126/science.1070821Lovat, V., Pantarotto, D., Lagostena, L., Cacciari, B., Grandolfo, M., Righi, M., Ballerini, L. (2005). Carbon nanotube substrates boost neuronal electrical signaling. Nano Letters, 5(6), 110710. doi:10.1021/nl050637mWhitesides, G. M., & Grzybowski, B. (2002). Self-assembly at all scales. Science, 295(5564), 2418-2421.Whitesides, G. M., Mathias, J. P., & Seto, C. T. (1991). Molecular self-assembly and nanochemistry: a chemical strategy for the synthesis of nanostructures (No. TR-45). HARVARD UNIV CAMBRIDGE MA DEPT OF CHEMISTRY.Vauthey, S., Santoso, S., Gong, H., Watson, N., & Zhang, S. (2002). Molecular self-assembly of surfactant-like peptides to form nanotubes and nanovesicles. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(8), 5355-5360.Israelachvili, J. N., Mitchell, D. J., & Ninham, B. W. (1976). Theory of self-assembly of hydrocarbon amphiphiles into micelles and bilayers. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2, 72, 1525-1568.

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