Cicima, UCR

Les invitamos a la siguiente charla a cargo de Jefferson Delgado Quesada, estudiante avanzado de Física y asistente en nuestro centro de investigación.
Jefferson nos compartirá sobre su investigación realizada durante una beca de verano del programa NCCR Bio-Inspired Materials Undergraduate Internships, en la Universidad de Fribourg, Suiza.

Título: Nanoantenas ópticas fabricadas mediante origami de ADN: una plataforma para la emisión quiral de fluoróforos
Fecha: miércoles 16 de octubre, 11:00am
Lugar: OET, Ciudad de la Investigación (contiguo al CICIMA)

Les invitamos a la charla a cargo de la Dra. Kumara Cordero titulada AFM: una técnica que hace más que imágenes bonitas.
Fecha: miércoles 28 de agosto, 3:30om
Lugar: OET, Ciudad de la Investigación

Les invitamos a nuestro próximo seminario a cargo de la Dra. Kumara Cordero-Edwards, investigadora postdoctoral del Institut Catalan de Nanociencia i Nanotecnología (ICN2), España.

Kumara nos compartirá sobre sus investigaciones de nanoestructuras ferroeléctricas mediante la técnica de microscopía de fuerza atómica.

Les esperamos este miércoles 21 de agosto a la 1:00 pm en el Auditorio del Edificio de Física y Matemática.

Invitación al Seminario de Óptica y Fotónica del Optics Chapter UCR:

CICIMA informa

Desde el CICIMA le deseamos los mejores éxitos a Jefferson Delgado Quesada, estudiante de último año del bachillerato en Física (Escuela de Física UCR) y asistente de investigación en nuestro centro, quien se encuentra realizando una pasantía en la Universidad de Fribourg en Suiza (Université de Fribourg - Universität Freiburg) como parte de una beca de la escuela de verano NCCR Bio-Inspired Materials Undergraduate Internships y con apoyo de la Universidad de Costa Rica.

Jefferson trabajará durante 3 meses en el grupo de Nanosistemas Fotónicos del Prof. Guillermo Acuna en un proyecto que investiga la emisión de luz circularmente polarizada a partir de moléculas acopladas a nanoantenas de oro construidas mediante la técnica conocida como "Origami de ADN" (https://sites.google.com/view/group-acuna/research?authuser=0).

La beca NCCR Bio-Inspired Materials le ofrece hasta 20 estudiantes por año la oportunidad de realizar una investigación en un laboratorio de punta dentro de uno de los centros participantes: Universidad de Fribourg, EPFL, ETHZ, CSEM o Empa. Para más información, especialmente para estudiantes que tengan interés de concursar el próximo año, pueden consultar el siguiente enlace: https://www.bioinspired-materials.ch/en/education/summerschool/

¡Invitación cordial!

Les informamos que la conferencia a cargo de la Sección de Física de la Materia Condensada y el CICIMA, se dictará el viernes 31 de mayo a las 2pm, en el Aula 308 de nuestra Escuela:

¡Época de escarabajos! Durante los primeros días de mayo, un grupo interdiscilinario de personas investigadoras visitó la zona de Monteverde para realizar trabajo de campo. Se aprovechó la oportunidad para compartir una charla con guías locales sobre propiedades ópticas de escarabajos del género Chrysina, facilitada en la Reserva Bosque Nuboso Santa Elena Reserva Santa Elena

Nos complace compartirles una reseña de una publicación reciente en la revista Nature Materials con los resultados de una colaboración científica liderada por Sen Zhang (National University of Defense Technology, China) , Gian Guzman Verri (CICIMA, Escuela de Física UCR, Universidad de Costa Rica), Xavier Moya y Neil Mathur (Dept. Materials Science, University of Cambridge), y que además cuenta con la participación de Jafet Deliyore Ramírez, quien fue asistente de investigación en el CICIMA y egresado de la Escuela de Física.

A bajas temperaturas, el titanato de estroncio (SrTiO3) es un material ferroeléctrico incipiente, y los cambios de polarización eléctrica provocados por el voltaje producen cambios térmicos conocidos como efectos electrocalóricos, y los cuales han sido propuesto para realizar enfriamiento criogénico. Sin embargo, en la cercanía de la temperatura ambiente, los efectos electrocalóricos del SrTiO3 son muy pequeños como para considerarlos de utilidad. En este trabajo, se utilizó la deformación epitaxial para crear una transición de fase ferroeléctrica en una película de SrTiO3, y estudiar los efectos electrocalóricos cerca de esta transición, lo que constituye el primer estudio experimental de los efectos electrocalóricos cerca de una transición de fase creada por deformación. Utilizando el voltaje máximo posible en el laboratorio, se encontró que la deformación aumenta los efectos electrocalóricos en un orden de magnitud en un rango de temperaturas por debajo y alrededor de la temperatura ambiente, lo que concuerda con lo predicho por la teoría de Landau de transiciones de fase.

A diferencia de la mayoría de las transiciones de fase ferroeléctricas, que son de primer orden y, por tanto, histeréticas, la transición de fase ferroeléctrica inducida por deformación es de segundo orden. Por lo tanto, los efectos electrocalóricos son altamente reversibles, lo cual es deseable en una unidad de enfriamiento.

La ingeniería de deformaciones como la que se ha demostrado aquí, podría aprovecharse para ampliar el acervo de materiales electrocalóricos, ya sea añadiendo nuevos materiales a la lista de candidatos prometedores o, como se hizo en este estudio, modificando el rango de temperaturas de funcionamiento.

Highly reversible extrinsic electrocaloric effects over a wide temperature range in epitaxially strained SrTiO3 films - Nature Materials Electrocaloric effects are large in a limited set of materials that display hysteretic first-order phase transitions. Here epitaxial SrTiO3 thin films are strain engineered to achieve anhysteretic second-order phase transitions, with electrocaloric effects enhanced by one order of magnitude over bul...

Ya está disponible en Youtube el video de la conferencia que dio el pasado 21 de febrero Carlos Díaz para la Academia Nacional de Ciencias de Costa Rica, sobre un nuevo método barato y sencillo de extraer agua potable de la atmósfera. Carlos es egresado de las carreras de ingeniería mecánica y física de la UCR y está actualmente terminando su doctorado en ingeniería mecánica en MIT. La División de Ingeniería y Ciencia Aplicada de Caltech premió a Carlos en el 2023 como uno de los siete investigadores jóvenes más destacados que trabajan en EE. UU.

Conferencia: “Agua potable y Energía de la Humedad en el Aire” Conferencia: “Agua potable y Energía de la Humedad en el Aire”, impartida por Carlos D. Díaz-Marín, Massachusetts Institute of Technology, el 21 de febrero, ...

CICIMA informa...

El CICIMA informa...

Esta conferencia virtual será dictada el próximo miércoles (21 de feb.) por Carlos Díaz, quien es egresado de las carreras de física e ingeniería mecánica de la UCR, y quien está actualmente terminando su doctorado en ingeniería mecánica en MIT. Este mismo trabajo fue premiado el año pasado por Caltech como uno de los siete más importantes en ingeniería y ciencias aplicadas llevado a cabo por investigadores jóvenes que trabajan en EE. UU. Se les invita cordialmente a participar por Zoom. -Alejandro Jenkins V.

Les invitamos a nuestra conferencia del mes de febrero: “Agua potable y Energía de la Humedad en el Aire”

Impartida por Carlos D. Díaz-Marín.
Massachusetts Institute of Technology.

Fecha: 21 de febrero, 2024.
Hora: 3:00 P.M. hora Costa Rica.

Transmisión:
Haga clic en el enlace a continuación para unirse al seminario web:
https://us06web.zoom.us/j/82252700996

ID de seminario web: 822 5270 0996

Facebook Live:
Link: https://www.facebook.com/Academia-Nacional-de-Ciencias-Costa-Rica-544769138905293

Las siguientes personas investigadoras en representación de diversas áreas del saber (Biología, Sociología, Arquitectura, Filosofía, Artes escénicas y Física) y diversos Centros de Investigación (CICIMA, CIBCM), Escuelas y Facultades fueron seleccionadas como recipientes de los fondos concursables de la Vicerrectoría de Acción social 2024. El proyecto ganador se titula:

Biomímesis: concatenaciones academia-sociedad para la conformación de ecologías del conocimiento humano-naturaleza.

El objetivo principal de dicha propuesta contempla dos tipos de intercambios de conocimiento que dan forma a tres alcances específicos:

-Desarrollar nuevas formas de entender y dialogar con el mundo natural en colaboración con tres colegios de zonas rurales con bajos índices de desarrollo social y humano a través de la herramienta de la biomímesis.

-Sistematizar el intercambio de saberes desde la academia hacia otros públicos a través de la difusión de nuevas formas de concebir el trabajo con la materia viva, por medio de dos indagaciones amplias del estado de la cuestión de los biomateriales en Costa Rica dirigido a personas diseñadoras, científicas, artistas o emprendedoras.

-Culminar un proceso colectivo de capacitación y reflexión sobre las herramientas de ToolBox (evento realizado en colaboración con la Universidad de Michigan en el 2023) sobre el diálogo interdisciplinar para crear un recurso físico y digital, así como la formulación de talleres que fomenten el desarrollo de estas habilidades en equipo.

Les compartimos un resumen del proyecto C4601 inscrito en la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad de Costa Rica a cargo del Dr. Edgar Rojas González:

Propiedades electrocrómicas de películas delgadas de óxido de tungsteno en electrolitos basados en cationes polivalentes.

Los electrolitos con cationes polivalentes presentan ventajas poco exploradas en aplicaciones electrocrómicas con respecto a los electrolitos normalmente utilizados, los cuales utilizan cationes monovalentes como protones H+, iones de sodio Na+ y, mayoritariamente, iones de litio Li+.

Las ventanas inteligentes que utilizan principios de electrocromismo ostentan un gran potencial para la reducción de consumo de energía en el sector de la construcción. Particularmente, pueden ajustar sus propiedades ópticas de forma dinámica para disminuir la necesidad de enfriamiento o calentamiento de una habitación.

Un dispositivo electrocrómico usualmente consiste en un circuito formado por un electrolito (que contenga cationes pequeños) emparedado entre dos electrodos electrocrómicos, los cuales están conformados por un conductor transparente recubierto por una película delgada de un óxido electrocrómico inorgánico. Es posible provocar la intercalación de cationes del electrolito en el material electrocrómico mediante la aplicación de pequeñas variaciones de potencial. Debido a requerimientos de neutralidad de carga, electrones del conductor transparente entran a su vez al material electrocrómico. Estos electrones son los responsables de la modulación óptica. El proceso es reversible mediante la aplicación de un potencial inverso. El óxido de tungsteno es, por mucho, el material más utilizado en aplicaciones electrocrómicas y presenta una coloración catódica. Es decir, se vuelve más oscuro con la intercalación, lo contrario correspondería a una coloración anódica. Generalmente, uno de los óxidos electrocrómicos en un dispositivo presenta coloración catódica y el otro coloración anódica o neutra.

El electrolito es un componente esencial en aplicaciones electrocrómicas. Particularmente, es de especial importancia el catión que participa en la intercalación. Usualmente, se utilizan cationes monovalentes como H+, Na+ y Li+. Sin embargo, H+ es altamente corrosivo, el tamaño del radio iónico del Na+ va en detrimento de la cinética de la intercalación y la oferta de Li+ se ha vuelto escasa. Evidentemente, hay espacio para la mejora. En esta línea, se piensa que cationes polivalentes como los iones de aluminio Al3+, iones de zinc Zn2+, iones de magnesio Mg2+ o iones de calcio Ca2+ pueden ser una opción conveniente. Esto debido a que, por ejemplo, Al3+ posee un radio iónico pequeño y es un material abundante. Además, su naturaleza polivalente exhibe una gran ventaja potencial porque por cada Al+3 intercalado se insertan tres electrones, contrario a un catión monovalente que presenta una razón uno a uno. Lo anterior supone un mayor nivel de coloración con menor nivel de intercalación, lo cual se espera que tenga repercusiones positivas en cuanto a la eficiencia y vida útil de un dispositivo. Sin embargo, los procesos electrocrómicos con cationes polivalentes no se han estudiado ampliamente.

El presente proyecto busca estudiar estos temas, con un especial enfoque en Al3+. El conocimiento que se genere en este proyecto puede ayudar a sentar las bases para el desarrollo de aplicaciones electrocrómicas de alta eficiencia con materiales abundantes en la Tierra.

Imagen representativa de la aplicación en ventanas inteligentes a partir de materiales electrocrómicos como los que desarrollará Edgar durante su proyecto (C.G. Granqvist, Thin Solid Films 564, 1 (2014). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2014.02.002).

Les compartimos un resumen del proyecto C4602 inscrito en la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad de Costa Rica a cargo de la Dra. Mónica Prado Porras:

Visualización de las interacciones patógeno-hospedero a nivel de ultraestructura: un acercamiento a la interacción de plasmodium con células endoteliales mediante microscopía de correlación de superresolución y electrónica.

Uno de los principales objetivos en el campo de la biología es entender la función célula y los procesos que les permiten mantener la homeostasis y la sobrevida en condiciones ambientales desfavorables. En este aspecto, la microscopía ha sido una herramienta muy importante para lograr estos objetivos.

La Universidad de Costa Rica posee una de las técnicas microscópicas más novedosas e impresionantes, la microscopía de super resolución (SRM). Mediante esta técnica es posible la obtención de imágenes de estructuras celulares con un nivel de detalle, que varían según el método aplicado, entre 120 nm para SIM (structured illumination microscopy) y 20 nm de resolución para STORM (Stochastic optical reconstruction microscopy), ambos en xy. Lo cual permite contestar muchas incógnitas relacionadas con la compleja interacción entre parásitos y sus blancos celulares.

La malaria o paludismo es una enfermedad parasitaria producida por la infección de organismos del género Plasmodium. Debido a la alta tasa de mortalidad (627 mil muertes anualmente), especialmente infantil, la malaria representa uno de los problemas de salud más importantes en términos de erradicación. El parásito Plasmodium ingresa a los glóbulos rojos en donde se multiplican. La infección por Plasmodium provoca el fenómeno de citoadherencia, es decir los glóbulos rojos infectados (iRBC), exponen en su superficie moléculas de unión a endotelio (células que tapizan los vasos sanguíneos) ocasionando una disfunción vascular que se asocia con activación y muerte endotelial, además de alteración de la perfusión/oxigenación, relacionados directamente con la gravedad y el resultado de la enfermedad. El papel de la autofagia, un proceso celular de degradación y reciclaje relacionado con muerte celular, a nivel de endotelio es poco estudiado.

El presente proyecto pretende describir por primera vez mediante técnicas de imagen de última generación, el proceso de interacción y alteración que los eritrocitos infectados con Plasmodium inducen al contacto con células endoteliales y determinar el papel de la autofagia en la patogénesis de malaria a nivel vascular.

Imagen representativa de la distribución de actina en una célula tomada con la técnica STORM, disponible en nuestro centro de investigación y que será clave en el proyecto liderado por Mónica (NIH Image Gallery - https://www.flickr.com/photos/nihgov/33340166740).

Desde el CICIMA felicitamos a nuestro personal de investigación, la Dra. Mónica Prado Porras y el Dr. Edgar Rojas González, por asegurar un Fondo Especial de Estímulo a la Investigación 2024 por parte de la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad de Costa Rica.

Mónica, quien además es nuestra subdirectora y docente de la Facultad de Microbiología UCR, trabajará en el proyecto C4602 titulado “Visualización de las interacciones patógeno-hospedero a nivel de ultraestructura: un acercamiento a la interacción de plasmodium con células endoteliales mediante microscopía de correlación de superresolución y electrónica”.
Edgar, quien además es docente de la Escuela de Física UCR, trabajará en el proyecto C4601 titulado “Propiedades electrocrómicas de películas delgadas de óxido de tungsteno en electrolitos basados en cationes polivalentes”.

En las siguientes publicaciones les compartiremos información sobre cada proyecto para que conozcan un poco más de estas investigaciones de punta que se estarán desarrollando en nuestro centro de investigación.

¡Les deseamos éxitos a Mónica y Edgar en el desarrollo de estos proyectos!