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Red de Laboratorios de la Comunidad de Madrid

Unidad de Cultivos Celulares

El laboratorio dispone de toda la infraestructura necesaria para el cultivo y mantenimiento de líneas celulares establecidas. Ofreciendo a los usuarios la posibilidad de evaluar in vitro, la interacción de nanomateriales (nanopartículas, nanohilos, nanotubos de carbón) con diferentes líneas celulares humanas, de varios tipos de cáncer como páncreas, mama y glioblastoma. En el laboratorio se realizan principalmente ensayos de internalización y acumulación intracelular de nanomateriales. Se evalúa la citotoxicidad, la resistencia y/o la biocompatibilidad de los nanomateriales. También se realizan estudios para identificar los mecanismos de muerte celular inducidos por el estrés térmico, gracias al calentamiento producido por nanomateriales magnéticos cuando son sometidos a campos magnéticos alternos. Además se presta apoyo y asesoramiento para la realización de ensayos más específicos, en función de las necesidades del usuario. El servicio cuenta también con un microscopio de fluorescencia que permite realizar estudios sobre los mecanismos de entrada, transporte y liberación de los nanomateriales en las células. Próximamente dispondremos de líneas celulares modificadas genéticamente para marcar mediante fluorescencia diferentes estructuras celulares como: mitocondrias, lisosomas, aparato de golgi, endosomas (clatrina, caveolina), retículos o membranas, de forma que se pueda seguir in vivo la interacción de la célula con los nanomateriales.

Contacto: Ana M. Pizarro

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Nanostructured Functional Surfaces Lab

En la planta piloto, el equipo de nanoimpresión con rodillo permite la texturization en escala micro y nanométrica de materiales poliméricos o substratos flexibles para aportar propiedades funcionales a las superficies derivadas del diseño de la textura o fabricar dispositivos. El equipo también permite realizar deposición de capas finas de de tintas, suspensiones, resinas etc. sobre películas flexibles. La nanoimpresión consiste en la replicación de un patrón diseñado en un molde en superficies de polímeros mediante presión. La técnica ofrece una precisión de unos pocos nanómetros (5-10 nm) y versatilidad en términos de materiales poliméricos que se pueden procesar que varían desde resinas de curado a materiales termoplásticos. La nanoimpresión de rollo-a-rollo permite el procesado en continuo ofreciendo costos muy bajos haciendo factible la manufactura de productos con nanotecnología. La planta piloto está abierta a usuarios externos para pruebas piloto y de viabilidad de procesos de producción. Entre los usuarios podemos encontrar investigadores y PYMES en múltiples disciplinas ligadas a la nano ingeniería a las que el laboratorio puede dar servicio.

Contacto: Isabel Rodriguez Fernández

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Molecular Motors Manipulation Lab

En el laboratorio de Manipulación de Motores Moleculares (3M Lab) se investigan los procesos dinámicos y mecano-químicos que gobiernan el funcionamiento de motores moleculares biológicos y sintéticos. El laboratorio cuenta con dos sistemas de última generación de pinzas ópticas (PO) de doble haz para medir y manipular mecánicamente, y a nivel de moléculas individuales, la actividad de motores moleculares. Las PO construidas en el laboratorio son capaces de medir desplazamientos (o cambios conformacionales) menores de 10 nanometros y de aplicar (y medir) fuerzas mecánicas entre 0.1 y 100 pN (picoNewtons). Estas fuerzas y desplazamientos son característicos de los sistemas biológicos (mecano-enzimas) o sintéticos (macro-moleculas sintéticas) que se estudian en el laboratorio. Por una parte, la posibilidad de medir la actividad de moléculas a nivel individual, es decir, de seguir la actividad de una sola molécula en 'tiempo real' mientras realiza su actividad, permite acceder a la dinámica de funcionamiento del sistema en estudio (por ejemplo, identificar cambios en velocidad, en posición, en dirección de movimiento etc). Por otra parte, las posibilidades de medir las fuerzas mecánicas que realiza la molécula mientras trabaja y/o manipular mecánicamente su actividad aplicando fuerzas externas controladas, permite acceder a la coordenada mecánica de la reacción (cambios conformacionales, movimientos unidireccionales) característica de los motores moleculares. Esta información es crucial para determinar los procesos mecano-químicos, o de conversión de energía química en movimiento y trabajo, que gobiernan el funcionamiento de los motores moleculares a escalas nanométricas. El laboratorio dispone de todo el material necesario para realizar ensayos de manipulación de moléculas a nivel individual y de los protocolos pertinentes para la calibración y mantenimiento de los aparatos de PO. Entre los usuarios podemos encontrar biólogos moleculares, biofísicos, físicos teóricos y experimentales y químicos supramoleculares, resaltando las múltiples disciplinas a las que el laboratorio puede dar servicio.

Contacto: Borja Ibarra Urruela

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Laboratorio del Servicio de Instrumentación

El Servicio de Instrumentación de IMDEA Nanociencia (ServIns) es una infraestructura científica que da un servicio externo a usuarios en el desarrollo prototipos de instrumentación científica avanzada para el análisis de respuesta magnética de nanoestructuras. ServIns surge de la iniciativa de varios investigadores dentro de IMDEA Nanociencia que han desarrollado con éxito su propia instrumentación de medida. A día de hoy, ServIns cuenta con un sólido portafolio de 5 prototipos que pone a disposición de la comunidad científica con una adaptación personalizada a las necesidades concretas del usuario. La participación de miembros de ServIns en diferentes proyectos nacionales y europeos ha dotado al servicio de una vasta experiencia y una amplia red de contactos para poner en marcha un Servicio singular en España. ServIns se ubica en la sede de IMDEA Nanociencia ubicada en el Campus de Excelencia Internacional UAM-CSIC. Además del desarrollo personalizado de distintos prototipos, el servicio ofrece la posibilidad de alquiler para realizar medidas concretas un determinado periodo de tiempo y realizar medidas concretas. Consúltenos para estudiar su caso y preparar un presupuesto que satisfaga sus necesidades de instrumentación y medida.

Contacto: Francisco José Terán Garcinuño

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Laboratorio de Superficies

En la actualidad el Laboratorio de Superficies de IMDEA Nanociencia consta de una campana de un microscopio de efecto túnel de baja temperatura en ultra alto vacio que permite realizar experimentos en un rango de temperatura que va desde los 4.5K hasta los 300K. Con esta instalación experimental, es posible depositar películas de espesor atómico de diferentes materiales y estudiar mediante la microscopía y espectroscopía túnel tanto el orden como las propiedades electrónicas con resolución espacial. Esto nos permitirá hacer frente a nuevos problemas como, la difusión superficial tanto de átomos individuales como de moléculas, el estudio de procesos catalíticos en las superficie, el estudio de ondas estacionarias (SW), el confinamiento de electrones en una dimensión, visualización en el espacio real de pozo cuántico estados (QWS), la interacción de moléculas con las superficie y entre ellas o los modos de vibración de moléculas individuales.

Contacto: Fabian Calleja Mitjá

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Laboratorio de Procesado y Caracterización de Materiales Multifuncionales

El laboratorio cuenta con diversos equipos de procesado y caracterización para diferentes tipos de materiales y estructuras entre los que se encuentran partículas magnéticas, metálicas, materiales compuestos con matriz polimérica, cerámicos, láminas delgadas y ultradelgadas. Para ello cuenta con los siguientes equipos de procesado:

  1. Máquina de molienda que permite modificar la morfología y estructura cristalina de las muestras. La velocidad y el tiempo de molienda se pueden optimizar de acuerdo al tipo de muestra y al procesado que se quiera realizar.
  2. Hornos para tratamientos térmicos en atmósfera controlada (escala laboratorio e industrial).
  3. Extrusor de filamento para materiales poliméricos y compuestos (partículas/fibra en matriz polimérica).
  4. Impresoras 3D para la fabricación de piezas a partir de polímeros y materiales compuestos metálicos. (impresión avanzada 3D mediante control de temperatura de componentes metálicos e imanes)
  5. Prensa hidráulica para compactar diversos materiales.

En cuanto a los equipos de caracterización, el laboratorio cuenta con:

  1. Magnetómetro de muestra vibrante (VSM) con posibilidad de aplicar un campo máximo de 3T, para la determinación de propiedades magnéticas.
  2. Difractómetro de rayos X (XRD) para la caracterización cristalográfica de muestras en forma de polvo y láminas.
  3. Calorímetro (DSC) para realizar estudios de transformaciones y estabilidad térmica de las muestras, entre otros.
  4. Cámara con atmósfera controlada de temperatura y humedad para la realización de ensayos de envejecimiento y corrosión.

Contacto: Ester M. Palmero

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Laboratorio de Preparación de Oligonucleótidos y Nanopartículas Modificadas

En este laboratorio disponemos del conocimiento y los equipos necesarios para preparar oligonucleótidos y nanopartículas modificadas, según sean solicitadas por el usuario. En la página web nanobioimdea.com puede solicitarse los productos de interés. En este sentido, los oligonucleótidos pueden ser DNA o RNA, como aptámeros, siRNAs, miRNAs, etc., y contener modificaciones comerciales o preparadas en el laboratorio para una función específica. Las partículas se pueden modificar para contener fármacos, agentes estabilizantes, direccionantes o ácidos nucleicos. Las nanopartículas que podemos preparar son de distinto tipo, como las de oro, magnéticas o proteicas. Podríamos preparar otros tipos de nanopartículas si fuera necesario. Las principales aplicaciones de estos sistemas son para investigación biomédica como en la detección o regulación de genes, vehiculización de fármacos, o en aplicaciones de imagen diagnostica como MRI y otras.

Contacto: Álvaro Somoza

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Laboratorio de Nanomagnetismo

Los servicios externos que presta el grupo Nanomagnetismo en IMDEA Nanociencia se centran en el estudio de las propiedades de nanoestructuras magnéticas orgánicas, inorgánicos, en películas ultradelgadas, multicapas, redes ordenadas y nanopartículas magneticas. Para ello contamos con distintas técnicas experimentales que nos permiten analizar:

  1. La evolución del ciclo de imanación en distintas condiciones de intensidad de campo, velocidad de barrido, temperatura, y de orientación de la muestra respecto al campo magnético aplicado.
  2. La evolución de la magneto-resistencia en distintas condiciones vectoriales.
  3. El ritmo de absorción especifica (specific absorption rate, SAR ) en condiciones dinámicas. En el caso de nanoparticulas magnéticas, los valores de SAR están asociados a la inversión de imanación en presencia de campos magnéticos alternos.

Para el primer punto, hemos diseñado y construido magnetómetros basados en efectos magneto-ópticos (efecto Kerr y Faraday) y de corriente inducida (muestra vibrante). Los sistemas de magnetometría óptica permiten obtener una amplia información mediante medidas en distintas geometrías (polar, longitudinal y transversal). Estas medidas se pueden simultanear con medidas de magneto-resistencia girando la muestra hasta 360º, con una resolución angular mejor que 0,5 º. El magnetómetro vectorial de muestra vibrante es un modelo 7410 VSM de LAKESHORE que permite realizar medidas de ciclos de imanación entre 5 y 450 K incluyendo medidas de enfriamiento con/sin campo. Permite además cambiar la orientación de la muestra respecto a la dirección del campo girándola hasta 730 º con una resolución angular mejor que 1 º. Para el tercer punto, hemos desarrollado un sistema de medidas térmicas en condiciones adiabáticas optimizadas para minimizar las fuentes de error en las medidas del SAR de nanopartículas magnéticas. Cuenta con un generador de campo magnético alterno con frecuencias hasta 250 kHz y amplitudes de 60 mT. Además de la caracterización magnética de las nanopartículas, ofrecemos el servicio del Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments) para la caracterización coloidal de nano-estructuras dispersas en medio acuosa u orgánico. Ofrece la posibilidad de medir el tamaño hidrodinámico de las nanopartículas o agregados entre 0.3 nm y 10 um, así como su potencial Zeta. El Servicio de Nanomagnetismo siempre está abierto a realizar ensayos a medida. Consultennos para estudiar posibilidades y tarifas.

Contacto: Paolo Perna

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Laboratorio de Espectroscopía de Femtosegundo

Este laboratorio se ocupa de la caracterización fotofísica completa de materiales conjugados y dispositivos optoelectrónicos. Los materiales pueden proceder de la química orgánica, de la inorgánica, y también del campo de la biología molecular. Todas las técnicas espectroscópicas disponibles abarcan el espectro completo, desde el UV hasta el infrarrojo medio. Llevamos a cabo espectroscopía de transmisión y de reflexión, con una resolución de 100 fs y capacidad para monitorizar ventanas de tiempo de hasta milisegundos. La instrumentación está optimizada para detectar señales en condiciones de baja intensidad óptica, como ocurre en dispositivos fotovoltaicos (debido al bajo nivel de irradiación solar) y en electrónica molecular (debido al bajo número de moléculas). Las medidas se realizan en ambiente controlado o de alto vacío, a temperatura ambiente o criogénica hasta 77 K. Las muestras que se estudian son disoluciones, películas de diverso espesor y dispositivos opto-electrónicos, siendo en este último caso posible testar las propiedades ópticas en régimen de operación. Así, podemos ofrecer nuestro servicio a distintos usuarios cubriendo la cadena que va desde la síntesis química a la tecnología del dispositivo.

Contacto: Larry Lüer

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Laboratorio de Microscopía de Fuerza Atómica (AFM)

El Laboratorio de Microscopia de Fuerzas Atómicas del IMDEA Nanociencia ofrece un servicio de caracterización estructural, eléctrica o magnética, con resolución nanométrica (unidades de milmillonésima de metro), de superficies de naturaleza muy diversa (metálica, polimérica, biológica...). Las medidas se pueden realizar en modo contacto, dinámico (tapping) o jumping (peak force), tanto en aire como en medio líquido. El servicio dispone de un AFM JPK, modelo Nanowizard II, que lleva acoplado un microscopio Nikon invertido, para realizar de forma simultánea medidas ópticas, incluyendo fluorescencia, y de AFM en muestras translúcidas. Dispone también de un segundo AFM que permite una caracterización eléctrica (medidas I-V, Microscopía de fuerza electrostática y de potencial superficial o KPFM), o magnética (Microscopía de fuerza magnética), así como medidas de indentación. Esta unidad científico-tecnológica ofrece un servicio multidisciplinar y dinámico a grupos de investigación, tanto integrando IMDEA Nanociencia como pertenecientes a otros organismos tales como otros centros de investigación o empresas privadas.

Contacto: Cristina Flors

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Laboratorio de Micro y Nanofabricación NanoFabLab

El laboratorio de micro y nanofabricación NanoFabLab de IMDEA Nanociencia, está ubicado en una sala limpia de 200 m2 repartidos en dos zonas. Una zona con calidad de aire ISO-5 (equivalente a CL-100) con un área aproximada de 60 m2, y dedicada a los servicios de litografía electrónica, litografía óptica y litografía nano-imprint; junto con una sala de química para procesos de preparación de superficies, resinas y revelado. La otra zona, con un superficie útil aproximada de 140m2 y una calidad de aire ISO-6 (CL-1000), se dedica a la preparación de capas de película delgada mediante deposición de capa atómica (ALD), evaporación térmica y sputtering, así como al ataque mediante haces de iones reactivos. También consta de un área para encapsulado de dispositivos, recocido y vitrificación de muestras, caracterización eléctrica, perfilometría, o microscopía óptica. Además, en esta zona ISO-6 también existe una sala aislada para procesos en bancada de química húmeda.

Contacto: Daniel Granados Ruíz

Laboratorio de Espectroscopía de Superficies Catalíticas en Atmósfera Controlada

Los servicios del Laboratorio de Espectroscopía de Superficies Catalíticas y Crecimiento Epitaxial en IMDEA Nanociencia se centran en el estudio de las propiedades de estructura electrónica y composición superficial de materiales moleculares y materiales inorgánicos en forma de películas ultradelgadas, con especial atención a las propiedades y procesos de materiales catalíticos de diversa índole. Para ello contamos con varias técnicas experimentales que nos permiten analizar:

  1. La composición química de la superficie de una muestra conductora.
  2. El estado electrónico de los elementos constituyentes de la superficie.
  3. La adsorción de diferentes gases en la superficie y su temperatura de desorción, y la evaporación de metales en superficie.

Para ello disponemos de un sistema de fotoemision (XPS-UPS) en ultra alto vacío (UHV) para caracterización superficial, combinado con un sistema de espectroscopía de desorción térmica (TDS). Además de la caracterización superficial se puede estudiar la reactividad química de la superficie frente a la exposición a diferentes gases, así como depositar sobre la superficie recubrimientos metálicos (películas ultradelgadas de hasta 5 nm) mediante técnicas de crecimiento epitaxial (disponemos de evaporadores de bombardeo electrónico y celdas Knudssen).

Contacto: Miguel Angel Niño Orti

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Laboratorio de Ensayos Electromagnéticos in silico

El Laboratorio de Ensayos Electromagnéticos in silico de IMDEA Nanociencia se centra en la modelización y simulación de la exposición de seres vivos a fuentes de campos electromagnéticos de baja/media frecuencia. La combinación de potentes recursos informáticos posibilita la realización de cálculos y el diseño de modelos que recrean situaciones reales. El uso de fantomas animales y humanos que incluyen multitud de propiedades físicas de cada tipo de tejido para un amplio rango de frecuencias. Mediante esta metodología se pueden ensayar nuevas técnicas diagnósticas y terapéuticas (imagen por partículas magnéticas, hipertermias, estimulación cerebral profunda, etc.) que impliquen el uso de fuentes de campos electromagnéticos, o realizar predicciones sobre mejoras de las mismas. Dentro también del entorno clínico, se puede ensayar la seguridad de la exposición de pacientes con implantes activos y pasivos a estos campos. El Laboratorio de Ensayos Electromagnéticos in silico puede también realizar estudios de exposición a sistemas de carga inalámbrica. En futuras actualizaciones de los servicios, se prevé incorporar medios técnicos que permitan incluir campos de altas frecuencias, lo que permitirá estudiar exposiciones a redes inalámbricas (móviles, de área amplia, etc.) o superposiciones de campos de distinta naturaleza (como ocurre en la resonancia magnética).

Contacto: Daniel Ortega Ponce

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Laboratorio de Energía Fotovoltaica

El Laboratorio de Energía Fotovoltaica, completamente funcional, ha sido creado recientemente en IMDEA Nanociencia. A medida que el campo de la fotovoltaica basada en perovskita madura, los vacíos en nuestra comprensión deben abordarse progresivamente, como la escalabilidad, la dinámica de transferencia de carga y la estabilidad. El impacto científico de este laboratorio se enfocará en los siguientes aspectos:

  1. Fortalecimiento de los grupos de investigación involucrados a través de la interacción de investigadores y discusión/intercambio de diferentes habilidades y aportes realizados por diferentes grupos de investigación. Así como, permitir el diseño racional de nuevos materiales y su optimización para obtener células solares de alto rendimiento y eficiencia. Los materiales suministrados por los grupos sintéticos pueden ser evaluados rápidamente, lo que ayudaría de forma notable a la resolver la dualidad estructura-propiedad.
  2. Desarrollo de propuestas para posibles aplicaciones de células solares híbridas y orgánicas en diferentes áreas con potencial impacto social y económico.
  3. Establecer contactos con empresas españolas interesadas en el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos basados en celdas solares orgánicas e híbridas, como fuentes alternativas de energía utilizadas hoy en día, con el fin de eliminar las emisiones de posible efecto invernadero.

Por otro lado, las capacidades del Laboratorio de Energía Fotovoltaica se pueden resumir en:

  1. Preparación y caracterización de dispositivos de fotovoltaicos orgánicos. En concreto, se llevará a cabo el estudio fotovoltaico de nuevos materiales, tanto dadores de electrones como aceptores en células solares de heterounión masiva (BHJ).
  2. Preparación y caracterización de dispositivos de fotovoltaicos convencionales basados en perovskitas. Se evaluará el comportamiento fotovoltaico de los nuevos materiales transportadores de huecos desarrollados en los laboratorios de química sintéticos. En concreto, se usarán dos aproximaciones diferentes, aquellos materiales que necesitan del uso de dopantes para su correcto funcionamiento y de aquellos que no necesiten ser dopados.
  3. Preparación y caracterización de dispositivos fotovoltaicos invertidos basados en perovskitas. En este contexto, se emplearán aquellos materiales transportadores de electrones, sintetizados en nuestros laboratorios, no solo para dispositivos invertidos basados en perovskita, sino que también se usarán en dispositivos convencionales como complemento del TiO2.

Contacto: Agustin Molina Ontoria

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Laboratorio de Preparación de Biomoléculas para Aplicaciones Nanotecnológicas

El laboratorio cuenta con el conocimiento y equipamiento necesarios para preparar de forma rutinaria proteínas y ácidos nucléicos (plásmidos, ODNs, mRNA, siRNAs, etc...) para su uso en nanotecnología (sensores, edición génica, etc...), así como para su conjugación a distintos soportes. Los productos se preparan a petición de los usuarios, tanto empresas como investigadores del mundo académico.

Contacto: Begoña Sot Sanz

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Laboratorio de Caracterización Óptica Avanzada (LabCOA)

El laboratorio de caracterización óptica avanzada (LabCOA) se especializa en espectroscopia óptica de alta resolución a bajas temperaturas y con resolución temporal. Algunos de los métodos utilizados son, por ejemplo, fotoluminescencia estacionaria y resuelta en tiempo, espectroscopia "hole-burning", absorción fotoinducida estacionaria, espectroscopía de electroabsorción y medida de propiedades acústicas. Las muestras se pueden caracterizar en disolución, capa delgada, multicapa, o procesadas en objetos micro-nanométricos. El laboratorio está equipado para la realización de estos experimentos en distintas condiciones de temperatura (500K – 1.5 K).

Contacto: Juan Cabanillas 

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Laboratorio de Caracterización de Nanomateriales

En el laboratorio se lleva a cabo la caracterización de materiales siguiendo un código de normas de Buenas Prácticas de Laboratorio. Cuenta con un Malvern Zetasizer Nano ZS para medidas de tamaño y carga superficial mediante dispersión dinámica de la luz (DLS), con un espectrofotómetro de ultravioleta-visible para microplacas (UV-VIS microplate reader Lector Biotek), una balanza analítica de precisión con registradora, pH-metro, baño de ultrasonidos, agitador de tipo vórtex y otros utensilios para preparación de muestras. También se realiza el análisis de muestras mediante difracción de rayos X de polvo (XRD), análisis termogravimétrico (TGA), microscopía electrónica y espectrometría de emisión atómica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-AES). En el laboratorio se realizan de forma rutinaria análisis de muestras de muy variada naturaleza y que forman parte del trabajo de químicos, físicos, biólogos, ingenieros, etc. Da servicio tanto a empresas como a investigadores del mundo académico.

Contacto: Yurena Luengo

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