NANOTECNOLOGÍALa nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de lamateria a un...
nuestros hogares y que sin ellos no podríamos vivir. Pero hay que decir que este tipo demoléculas se les puede considerar ...
para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las leyes de la mecánica cuántica.Alcanzar la estructura del mate...
Diagnóstico y cribaje de enfermedades.Sistemas de administración de fármacos.Procesamiento de alimentos.Remediación de la ...
de que alguna de las formas que se tienen en la actualidad o en un futuro próximo puedan sermilitarizadas más allá de lo q...
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Nanotecnología

  1. 1. NANOTECNOLOGÍALa nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de lamateria a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas(nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno ycien nanómetros. Para hacerse una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot, más o menos unnanobot de 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos (depende de qué esté hechoel nanobot).nano- es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto, de manera que la nanotecnologíase caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamentepor la escala de la materia con la que trabaja.DefiniciónLa nanotecnología promete mejores beneficios nuevos y más eficientes para solucionar losproblemas ambientales como muchos otros usados en esta humanidad. Las nanotecnologíasprometen beneficios de todo tipo, desde aplicaciones médicas nuevas o más eficientes asoluciones de problemas ambientales y muchos otros; sin embargo, el concepto de nanotecnologíaaún no es muy conocido en la sociedad.Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro (10^(-9) metros). Para comprender elpotencial de esta tecnología es clave saber que las propiedades físicas y químicas de la materiacambian a escala nanométrica, lo cual se debe a efectos cuánticos. La conductividad eléctrica, elcalor, la resistencia, la elasticidad, la reactividad, entre otras propiedades, se comportan demanera diferente que en los mismos elementos a mayor escala.Aunque en las investigaciones actuales con frecuencia se hace referencia a la nanotecnología (enforma de motores moleculares, computación cuántica, etcétera), es discutible que lananotecnología sea una realidad hoy en día. Los progresos actuales pueden calificarse más biende nanociencia, cuerpo de conocimiento que sienta las bases para el futuro desarrollo de unatecnología basada en la manipulación detallada de las estructuras moleculares.HistoriaEl ganador del premio Nobel de Física, Richard Feynman fue el primero en hacer referencia a lasposibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el célebre discurso que dio en el Caltech(Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959 titulado Abajo hay espacio desobra (Theres Plenty Room at the Bottom).Otro hombre de esta área fue Eric Drexler quien predijo que la nanotecnología podría usarsepara solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armaspoderosisimas. Creador del Foresight Institute y autor de libros como Máquinas de la CreaciónEngines of Creation muchas de sus predicciones iniciales no se cumplieron, y sus ideas parecenexageradas en la opinion de otros expertos, como Richard Smalley.Pero estos conocimientos fueron más allá ya que con esto se pudo modificar la estructura de lasmoléculas como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día los encontramos en todos
  2. 2. nuestros hogares y que sin ellos no podríamos vivir. Pero hay que decir que este tipo demoléculas se les puede considerar ―grandes‖...Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando más acercade estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales inertes, sino en la búsqueda de moléculasorgánicas que se encontrarán en nuestro organismo.No fue sino hasta principios de la década de los cincuenta cuando Watson y Crick propusieronque el DNA era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos losprocesos del organismo y de aquí se tomo la importancia de las moléculas como determinantes enlos procesos de la vida.Hoy en día la medicina se le da más interés a la investigación en el mundo microscópico ya que eneste se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad, yno hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es lamicrobiología. Inmunología, fisiología, en fin casi todas las ramas de la medicina.Con todos estos avances han surgido también nuevas ciencias como es la ingeniería genética quehoy en día todos han oído escuchar acerca de las repercusiones que puede traer la humanidadcomo es la clonación o la mejora de especies. Entre estas ciencias también se encuentra otras nomuy conocidas como es la nanotecnología, a la cual se le puede definir como aquella que se dedicaa la fabricación de la tecnología en miniatura.La nanotecnología, a diferencia de la ingeniería genética, todavía no esta en pasos de desarrollo;Se le puede considerar como ― una ciencia teórica‖ ya que todavía no se le ha llevado a la practicaya que aun no es viable, pero las repercusiones que acarreara para el futuro son inmensas.InversiónAlgunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigación ennanotecnología. La nanomedicina es una de las áreas que más puede contribuir al avancesostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje deenfermedades, mejores sistemas para la administración de fármacos y herramientas para lamonitorización de algunos parámetros biológicos.Actualmente, alrededor de 40 laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades dedinero para la investigación en nanotecnología. Unas 300 empresas tienen el término ―nano‖ en sunombre, aunque todavía hay muy pocos productos en el mercado.Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-Packard (HP), NEC e Intel estáninvirtiendo millones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundotambién se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense,que para este año ha destinado 570 millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.En España, los científicos hablan de ―nanopresupuestos‖. Pero el interés crece, ya que ha habidoalgunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo, sobre oportunidades deinversión, y en Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología deFrancia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autónoma de Madrid.Ensamblaje interdisciplinarioLa característica fundamental de la nanotecnología es que constituye un ensamblajeinterdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados.Por tanto, los físicos juegan un importante rol no sólo en la construcción del microscopio usado
  3. 3. para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las leyes de la mecánica cuántica.Alcanzar la estructura del material deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugara la química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículaspromete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, la ciencia ha alcanzado un punto enel que las fronteras que separan las diferentes disciplinas han empezado a diluirse, y esprecisamente por esa razón por la que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnologíaconvergente.Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:Química (Moleculares y computacional)BioquímicaBiología molecularFísicaElectrónicaInformáticaMatemáticasNanotecnología avanzadaLa nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dadoal concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escalamolecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Laspropiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así porejemplo, si reubicamos los átomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de lamina del lápiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos dela arena (compuesta básicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen loschips de un ordenador.A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones deaños de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas yestocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología haránposible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principiosbiomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que lananotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de principiosmiméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la ingeniería mecánica.Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular esun objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto MemorialBattelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapadebería estar completado a finales de 2006.Futuras aplicacionesSegún un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, lascatorce aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son:Almacenamiento, producción y conversión de energía.Armamento y sistemas de defensa.Producción agrícola.Tratamiento y remediación de aguas.
  4. 4. Diagnóstico y cribaje de enfermedades.Sistemas de administración de fármacos.Procesamiento de alimentos.Remediación de la contaminación atmosférica.Construcción.Monitorización de la salud.Detección y control de plagas.Control de obesidad en lugares incivilizadosInformática.Alimentos transgénicosRiesgos potencialesSustancias viscosasRecientemente, un nuevo estudio ha mostrado como este peligro de la ―sustancia viscosa gris‖ esmenos probable que ocurra de como originalmente se pensaba. K. Eric Drexler considera unescenario accidental con sustancia viscosa gris improbable y así lo declara en las últimasediciones de Engines of Creation. El escenario sustancia viscosa gris clamaba la Tree SapAnswer: ¿Qué oportunidades existen de que un coche pudiera ser mutado a un coche salvaje,salir fuera de la carretera y vivir en el bosque solo de savia de árbol?. Sin embargo, se hanidentificado otros riesgos mayores a largo plazo para la sociedad y el entorno.Una variante de esto es la ―Sustancia viscosa verde‖, un escenario en que la nanobiotecnologíacrea una máquina nanométrica que se autoreplica que consume todas las partículas orgánicas,vivas o muertas, creando un cieno -como una masa orgánica muerta. En ambos casos, sin embargo,sería limitado por el mismo mecanismo que limita todas las formas vivas (que generalmente yaactúan de esta manera): energía disponible.Veneno y ToxicidadA corto plazo, los críticos de la nanotecnología puntualizan que hay una toxicidad potencial en lasnuevas clases de nanosustancias que podrían afectar de forma adversa a la estabilidad de lasmembranas celulares o distorsionar el sistema inmunológico cuando son inhaladas o ingeridas.Una valoración objetiva de riesgos puede sacar beneficio de la cantidad de experienciaacumulada con los materiales microscópicos bien conocidos como el hollín o las fibras deasbestos.Hay una posibilidad que las nanopartículas en agua potable pudieran ser dañinas para los humanosy otros animales. Las células de colon expuestas a partículas de dióxido de titanio se haencontrado que se descomponen a mayor velocidad de la normal. Las nanopartículas de dióxido detitanio se usan normalmente en pantallas de sol, haciéndolas transparentes, al contrario de lasgrandes partículas de dióxido de titanio, que hacen a las pantallas de sol parecer blancas.ArmasLa militarización de la nanotecnología es una aplicación potencial. Mientras los nanomaterialesavanzados obviamente tienen aplicaciones para la mejora de armas existentes y el hardwaremilitar a través de nuevas propiedades (tales como la relación fuerza-peso o modificar lareflexión de la radiación EM para aplicaciones sigilosas), y la electrónica molecular podría serusada para construir sistemas informáticos muy útiles para misiles, no hay ninguna manera obvia
  5. 5. de que alguna de las formas que se tienen en la actualidad o en un futuro próximo puedan sermilitarizadas más allá de lo que lo hacen otras tecnologías como la ingeniería genética. Mientrasconceptualmente podríamos diseñar que atacasen sistemas biológicos o los componentes de unvehículo (es decir, un nanomáquina que consumiera la goma de los neumáticos para dejar incapaza un vehículo rápidamente), tales diseños están un poco lejos del concepto. En términos deeficacia, podrían ser comparados con conceptos de arma tales como los pertenecientes a laingeniería genética, como virus o bacterias, que son similares en concepto y función práctica ygeneralmente armas tácticamente poco atractivas, aunque las aplicaciones para el terrorismo sonclaras.La nanotecnología puede ser usada para crear dispositivos no detectables – micrófonos ocámaras de tamaño de una molécula, y son posibilidades que entran en el terreno de lo factible.El impacto social de tales dispositivos dependería de muchos factores, incluyendo quién hatenido acceso a él, cómo de bien funcionan y cómo son usados. E.U.A. ha aportado gran parte deestos avances al igual que los chinos y franceces. Como dato la union europea produce 29.64% denanotecologia mundial otro 29 Estados Unidos y el resto pequenos paises. Memoria:En un laboratorio de IBM en Zurich, uno de los que ayudaron en la invención de aquel microscopioAFM de 1986, se trabaja en la miniaturización a nivel nanómetro del registro de datos. Elsistema de almacenamiento se basa en un conjunto de 1024 agujas de AFM en una matrizcuadrada que pueden escribir bits de información de no más de 50 nanómetros de diámetro. Elmismo conjunto es capaz luego de leer la información e incluso reescribirla.La capacidad de guardar información a esa escala es una noticia excitante para el mercado, puesmultiplica inmensamente la cantidad de información que se puede almacenar en un áreadeterminada. El mejor sistema actual de registro, basado en la memoria magnética, puedeguardar alrededor de dos gigabits por centímetro cuadrado; los físicos creen que el límite físicode la capacidad este sistema —no alcanzado aún— es de alrededor de 25 gigabits por centímetrocuadrado (64 gigabytes/in²).1 El sistema de matriz de agujas descripto más arriba, bautizado"Millipede" (Miriápodo, por tener mil patas), ofrece 35 gigabits por centímetro cuadrado (yhasta 80 gigabits si se utiliza una aguja única) y es capaz de hacerlo a la velocidad de losartefactos magnéticos actuales. Con unidades de almacenamiento provistas de matricesgigantescas, con millones de agujas, se puede lograr un almacenamiento en el orden de losterabytes, algo así como 40 veces lo que está disponible hoy comercialmente.

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