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Nanotecnologia

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  • 1. PDF generado usando el kit de herramientas de fuente abierta mwlib. Ver http://code.pediapress.com/ para mayor información. PDF generated at: Mon, 15 Nov 2010 00:41:03 UTC tecnología nano
  • 2. Contenidos Artículos Átomo 1 Molécula 8 Nanotecnología 11 Referencias Fuentes y contribuyentes del artículo 15 Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 16 Licencias de artículos Licencia 17
  • 3. Átomo 1 Átomo Representación de un átomo de helio. En química y física, átomo (del latín atomum, y éste del griego ἄτομον, sin partes) [1] es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia del universo fue postulado por la escuela atomista en la Antigua Grecia. Sin embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo XIX. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas. [2] [3] Estructura atómica La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleones, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa. El núcleo atómico El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases: • Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10 –27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón. • Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10 –27 kg). El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un protón. El núcleo del siguiente elemento en la tabla periódica, el helio, se encuentra formado por dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidas en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 ( 1 H), y el del helio, 2 ( 2 He). La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1( 1 H), y el del helio, 4( 4 He). Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio ( 1 H), el deuterio ( 2 H) y el tritio ( 3 H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas. Otros términos menos utilizados relacionados con la estructura nuclear son los isótonos, que son átomos con el mismo número de neutrones. Los isóbaros son átomos que tienen el mismo número másico. Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte.
  • 4. Átomo 2 Interacciones eléctricas entre protones y electrones Antes del experimento de Rutherford la comunidad científica aceptaba el modelo atómico de Thomson, situación que varió después de la experiencia de Rutherford. Los modelos posteriores se basan en una estructura de los átomos con una masa central cargada positívamente rodeada de una nube de carga negativa. [4] Este tipo de estructura del átomo llevó a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moverían alrededor del núcleo en órbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una partícula cargada acelerada, como sería necesario para mantenerse en órbita, radiaría radiación electromagnética, perdiendo energía. Las leyes de Newton, junto con la ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de 10 −10 s, toda la energía del átomo se habría radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo. [5] Nube electrónica Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elemental y con una masa de 9,10 × 10 –31 kg La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0. A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química, transformándose en un ion, una partícula con carga neta diferente de cero. El concepto de que los electrones se encuentran en órbitas satelitales alrededor del núcleo se ha abandonado en favor de la concepción de una nube de electrones deslocalizados o difusos en el espacio, el cual representa mejor el comportamiento de los electrones descrito por la mecánica cuántica únicamente como funciones de densidad de probabilidad de encontrar un electrón en una región finita de espacio alrededor del núcleo. Dimensiones atómicas La mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, formado por los protones y los neutrones, ambos conocidos como nucleones, los cuales son 1836 y 1838 veces más pesados que el electrón respectivamente. El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10 –10 m, el doble del radio de Bohr para el átomo de hidrógeno. Si esto se compara con el tamaño de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, que es aproximadamente 1 × 10 –15 se ve que el núcleo de un átomo es cerca de 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa. Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, y los electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos. Historia de la teoría atómica El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos rodean. [6] El siguiente avance significativo se realizó hasta en 1773 el químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: "La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma."; demostrado más tarde por los experimentos del químico inglés John Dalton quien en 1804, luego de medir la masa de los reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las sustancias están compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento, pero diferentes de un elemento a otro. [7]
  • 5. Átomo 3 Luego en 1811 Amedeo Avogadro, físico italiano, postuló que a una temperatura, presión y volumen dados, un gas contiene siempre el mismo número de partículas, sean átomos o moléculas, independientemente de la naturaleza del gas, haciendo al mismo tiempo la hipótesis de que los gases son moléculas poliatómicas con lo que se comenzó a distinguir entre átomos y moléculas. [8] El químico ruso Dmítri Ivánovich Mendeléyev creó en 1869 una clasificación de los elementos químicos en orden creciente de su masa atómica, remarcando que existía una periodicidad en las propiedades químicas. Este trabajo fue el precursor de la tabla periódica de los elementos como la conocemos actualmente. [9] La visión moderna de su estructura interna tuvo que esperar hasta el experimento de Rutherford en 1911 y el modelo atómico de Bohr. Posteriores descubrimientos científicos, como la teoría cuántica, y avances tecnológicos, como el microscopio electrónico, han permitido conocer con mayor detalle las propiedades físicas y químicas de los átomos. [10] Evolución del modelo atómico Los elementos básicos de la materia son tres. Cuadro general de las partículas, quarks y leptones. La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. A continuación se hará una exposición de los modelos atómicos propuestos por los científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica. Modelo de Dalton Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton, quien imaginaba a los átomos como diminutas esferas. [11] Este primer modelo atómico postulaba: • La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. • Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. • Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas. • Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. • Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. • Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos. Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones(p+).
  • 6. Átomo 4 Diferencia entre los bariones y los mesones. Diferencia entre fermiones y bosones. Tamaño relativo de las diferentes partículas atómicas.
  • 7. Átomo 5 Modelo de Thomson Modelo atómico moderno Funciones de onda de los primeros orbitales atómicos Modelo atómico de Thomson Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés plum-pudding model) o uvas en gelatina. Posteriormente Jean Perrin propuso un modelo modificado a partir del de Thompson donde las "pasas" (electrones) se situaban en la parte exterior del "pastel" (la carga positiva). Detalles del modelo atómico Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas. Una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva. En el caso de que el átomo perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva; y si ganaba, la carga final sería negativa. De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones.
  • 8. Átomo 6 Modelo de Rutherford Modelo atómico de Rutherford Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no científico. Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año 1920, por esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste. Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias: • Contradecía las leyes del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, las cuales estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería emitir energía constantemente en forma de radiación y llegaría un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría. Todo ocurriría muy brevemente. • No explicaba los espectros atómicos. Modelo de Bohr Modelo atómico de Bohr Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein. “El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en órbitas bien definidas.” Las órbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas órbitas) • Cada órbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía. • Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en órbitas estables. • Los electrones pueden saltar de una a otra órbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe un cuanto de energía (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada órbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz). El mayor éxito de Bohr fue dar la explicación al espectro de emisión del hidrógeno. Pero solo la luz de este elemento. Proporciona una base para el carácter cuántico de la luz, el fotón es emitido cuando un electrón cae de una órbita a otra, siendo un pulso de energía radiada. Bohr no puede explicar la existencia de órbitas estables y para la condición de cuantización. Bohr encontró que el momento angular del electrón es h/2π por un método que no puede justificar.
  • 9. Átomo 7 Modelo de Schrödinger Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles de energía. Después de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo. En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno. Referencias [1] « Átomo (http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=átomo)», en Diccionario de la Lengua Española (22ª ed.). Real Academia Española (2001). Consultado el 20 de julio de 2009. [2] Haubold, Hans; Mathai, A. M. (1998). « Microcosmos: From Leucippus to Yukawa (http://www.columbia.edu/~ah297/unesa/universe/ universe-chapter3.html)». Structure of the Universe. Common Sense Science. Consultado el 17-01-2008. [3] Harrison (2003:123–139). [4] Antonio Rañada(1990), Dinámica Clásica. Madrid, Alianza Editorial, S. A. 84-206-8133-4 [5] B.H. Bransden and C.J. Joachain (1992), Physics of Atomos and Molecules. Harlow-Essex-England, Longman Group Limited. 0-582-44401-2 [6] presocraticos/Atomistas/atomis.html Filósofos Presocráticos: Atomistas, Leucipo y Demócrito (http://www.paginasobrefilosofia.com/ html/bachi2/presocraticos/apuntes) [7] Protagonistas de la revolución:Lavoisier, A.L. (http://www.uv.es/bertomeu/revquim/persona/1.HTM) [8] Amedeo Avogadro (http://www.ildiogene.it/EncyPages/Ency=Avogadro.html) (en italiano) [9] Elements and Atoms: Chapter 12: Mendeleev's First Periodic Table (http://web.lemoyne.edu/~giunta/EA/MENDELEEVann.HTML) (en inglés) [10] Experimento de Rutherford (http://www.deciencias.net/simulaciones/quimica/atomo/rutherford.htm) [11] Rincón Arce, Alvaro (1983) ABC de Química Primer Curso, Editorial Herrero, México, ISBN: 968-420-294-6. • Cronología del modelo atómico (en inglés) (http://teachers.web.cern.ch/teachers/archiv/HST2003/publish/ standard model/History/layer1.htm). • Sokolovsky, Silvia (2002). « El Átomo (http://soko.com.ar/Fisica/cuantica/Atomo.htm)».. • Bricks of the Universe: the Building Blocks of Matter (http://public.web.cern.ch/public/Content/Chapters/ AboutCERN/WhyStudyPrtcles/UniverseBricks/UniverseBricks-en.html) (material divulgativo del CERN). Véase también • Teoría atómica • Molécula • Tabla periódica de los elementos • Modelo estándar de física de partículas • Fisión y fusión nuclear • Acelerador de partículas • Medicina nuclear • Arma nuclear
  • 10. Átomo 8 Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Átomo.Commons Molécula En química, se llama moléculas a las partículas neutras formadas por un conjunto estable de al menos dos átomos enlazados covalentemente. [1] [2] No es posible exagerar la importancia del concepto de molécula para la química ordinaria, especialmente para la química de la vida. Casi toda la química orgánica y buena parte de la química inorgánica se ocupan de la síntesis y reactividad de moléculas y compuestos moleculares. La química física y, especialmente, la química cuántica también estudian, cuantitativamente, en su caso, las propiedades y reactividad de las moléculas. La bioquímica está íntimamente relacionada con la biología molecular, ya que ambas estudian a los seres vivos a nivel molecular. El estudio de las interacciones específicas entre moléculas, incluyendo el reconocimiento molecular es el campo de estudio de la química supramolecular. Estas fuerzas explican las propiedades físicas como la solubilidad o el punto de ebullición de un compuesto molecular. Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en gases enrarecidos. Así, pueden encontrarse en redes cristalinas, como el caso de las moléculas de H 2 O en el hielo o con interacciones intensas pero que cambian rápidamente de direccionalidad, como en el agua líquida. En orden creciente de intensidad, las fuerzas intermoleculares más relevantes son: las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno. La dinámica molecular es un método de simulación por computadora que utiliza estas fuerzas para tratar de explicar las propiedades de las moléculas. Definición y sus límites De manera menos general y precisa, se ha definido molécula como la parte más pequeña de una sustancia que conserva sus propiedades químicas, y a partir de la cual se puede reconstituir la sustancia sin reacciones químicas. De acuerdo con esta definición, que resulta razonablemente útil para aquellas sustancias puras constituídas por moléculas, podrían existir las "moléculas monoatómicas" de gases nobles, mientras que las redes cristalinas, sales, metales y la mayoría de vidrios quedarían en una situación confusa Las moléculas lábiles pueden perder su consistencia en tiempos relativamente cortos, pero si el tiempo de vida medio es del orden de unas pocas vibraciones moleculares, estamos ante un estado de transición que no se puede considerar molécula. Actualmente, es posible el uso de láser pulsado para el estudio de la química de estos sistemas. Las entidades que comparten la definición de las moléculas pero tienen carga eléctrica se denominan iones poliatómicos, iones moleculares o moléculas ión. Las sales compuestas por iones poliatómicos se clasifican habitualmente dentro de los materiales de base molecular o materiales moleculares.
  • 11. Molécula 9 Tipos de moléculas Las moléculas se pueden clasificar en • Moléculas discretas, constituídas por un número bien definido de átomos, sean estos del mismo elemento (moléculas homonucleares, como el dinitrógeno o el fullereno) o de elementos distintos (moléculas heteronucleares, como el agua). Molécula de dinitrógeno, el gas que es el componente mayoritario del aire Molécula de fullereno, tercera forma estable del carbono tras el diamante y el grafito Molécula de agua, "disolvente universal", de importancia fundamental en innumerables procesos bioquímicos e industriales Representación poliédrica del anión de Keggin, un polianión molecular • Macromoléculas o polímeros, constituídas por la repetición de una unidad comparativamente simple -o un conjunto limitado de dichas unidades- y que alcanzan pesos moleculares relativamente altos. Representación de un fragmento de ADN, un polímero de importancia fundamental en la genética Enlace peptídico que une los péptidos para formar proteínas Representación de un fragmento lineal de polietileno, el plástico más usado Primera generación de un dendrímero, un tipo especial de polímero que crece de forma fractal Descripción La estructura molecular puede ser descrita de diferentes formas. La fórmula química es útil para moléculas sencillas, como H 2 O para el agua o NH 3 para el amoníaco. Contiene los símbolos de los elementos presentes en la molécula, así como su proporción indicada por los subíndices. Para moléculas más complejas, como las que se encuentran comúnmente en química orgánica, la fórmula química no es suficiente, y vale la pena usar una fórmula estructural, que indica gráficamente la disposición espacial de los distintos grupos funcionales. Cuando se quieren mostrar variadas propiedades moleculares... (como el potencial eléctrico en la superficie de la molécula), o se trata de sistemas muy complejos, como proteínas, ADN o polímeros, se utilizan representaciones especiales, como los modelos tridimensionales (físicos o representados por ordenador). En proteínas, por ejemplo, cabe distinguir entre estructura primaria (orden de los aminoácidos), secundaria (primer plegamiento en hélices, hojas, giros...), terciaria (plegamiento de las estructuras tipo hélice/hoja/giro para dar glóbulos) y cuaternaria
  • 12. Molécula 10 (organización espacial entre los diferentes glóbulos). Figura 1. Representaciones de la terpenoide, atisano, 3D (centro izquierda) y 2D (derecha). En el modelo 3D de la izquierda, los átomos de carbono están representados por esferas grises; las blancas representan a los átomos de hidrógeno y los cilindros representan los enlaces. El modelo es una representación de la superficies molecular, coloreada por áreas de carga eléctrica positiva (rojo) o negativa (azul). En el modelo 3D del centro, las esferas azul claro representan átomos de carbono, las blancas de hidrógeno y los cilindros entre los átomos son los enlaces simples. ... Véase también • Número de Avogadro • Volumen molar • Dinámica molecular Referencias [1] International Union of Pure and Applied Chemistry (1994). " molecule (http://goldbook.iupac.org/M04002.html)". «Compendium of Chemical Terminology» Internet edition (en inglés). [2] Pauling, Linus (1970). General Chemistry. New York: Dover Publications, Inc.. ISBN 0-486-65622-5. Ebbin, Darrell, D. (1990). General Chemistry, 3th Ed.. Boston: Houghton Mifflin Co.. ISBN 0-395-43302-9. Brown, T.L. (2003). Chemistry – the Central Science, 9th Ed.. New Jersey: Prentice Hall. ISBN 0-13-066997-0. Chang, Raymond (1998). Chemistry, 6th Ed.. New York: McGraw Hill. ISBN 0-07-115221-0. Zumdahl, Steven S. (1997). Chemistry, 4th ed.. Boston: Houghton Mifflin. ISBN 0-669-41794-7.
  • 13. Nanotecnología 11 Nanotecnología Representación animada de un nanotubo de carbono La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia 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 y cien nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos -depende de qué esté hecho el nanobot-. Nano- es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto, de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja. Definición La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala. Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas. La nanotecnología promete soluciones vanguardistas y más eficientes para los problemas ambientales, así como muchos otros enfrentados por la humanidad, desde nuevas aplicaciones médicas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros. Historia El ganador del premio Nobel de Física (1965), Richard Feynman fue el primero en hacer referencia a las posibilidades 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 En el fondo hay espacio de sobra (There's Plenty of Room at the Bottom). Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo y de aquí se tomó la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida. Aquella podría usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armas muy potentes. Pero estos conocimientos fueron más allá ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”. Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando más acerca de estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales inertes, sino en la búsqueda de moléculas orgánicas en nuestro organismo.
  • 14. Nanotecnología 12 Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; en fin, casi todas las ramas de la medicina. Con todos estos avances han surgido nuevas ciencias, por ejemplo, la Ingeniería Genética que hoy en día es discutida debido a repercusiones como la clonación o la mejora de especies. Inversión Algunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigación en nanotecnología. La nanomedicina es una de las áreas que más puede contribuir al avance sostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la administración de fármacos y herramientas para la monitorización de algunos parámetros biológicos. Actualmente, alrededor de 40 laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas 300 empresas tienen el término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy pocos productos en el mercado. Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-Packard ('HP)' NEC e Intel están invirtiendo millones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo también 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 habido algunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autónoma de Madrid. Las empresas tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnologia para mejorar su competitividad en sectores habituales, como textil, alimentación, calzado, automoción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las empresas pertenecientes a sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotectologia en sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la cifra en uso cotidiano es del 0,1 % Con la ayuda de programas de acceso a la nanotecnologia se prevé que en 2014 sea del 15 % en el uso y la producción manufacturera. Ensamblaje interdisciplinario La característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar 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 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 jugar a la química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, la ciencia ha alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas han empezado a diluirse, y es precisamente por esa razón por la que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente. Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente: • Química (Moleculares y computacional) • Bioquímica • Biología molecular • Física • Electrónica • Informática
  • 15. Nanotecnología 13 • Matemáticas • Medicina Nanotecnología avanzada La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lápiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador. A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas y estocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principios biomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de principios miméticos, 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 es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006. Futuras aplicaciones Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son: [cita requerida] • Almacenamiento, producción y conversión de energía. • Armamento y sistemas de defensa. • Producción agrícola. • Tratamiento y remediación de aguas. • 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 desnutrición en lugares pobres. • Informática. • Alimentos transgénicos. • Cambios térmicos moleculares (Nanotermología).
  • 16. Nanotecnología 14 Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Nanotecnología.Commons • Wikcionario tiene definiciones para nanotecnología.Wikcionario • "Red Española de Nanotecnología" [1] , Sitio web sobre la Red Española de Nanotecnología coordinada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Fundación Phantoms. • Artículo sobre el tema en el No. 6 de la Revista Iberoamericana de Ciencia, Tecnología, Sociedad e Innovación [2] • "La nanotecnología: un rápido panorama" [3] , artículo didáctico sobre la nanotecnología, sus escalas y sus aplicaciones. • Riesgos sanitarios de la nanotecnología [4] resumen de un dictamen del CCRSERI de la Comisión Europea (2006) • Promesas y Peligros de la Nanotecnología [5] • Medicina nanológica - Aplicaciones médicas de las nanotecnologías [6] Informe del Grupo ETC [7] • Uso de nanotecnología para mejorar las prestaciones de equipos industriales [8] • Nanotecnología, lo monumental de lo diminuto [9] , video de divulgación científica del Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal, desarrollado por estudiantes de Doctorado del CINVESTAV-IPN, México. • Nanotecnología: regulación y políticas públicas [10] de Juan Pablo Galeano Rey, profesor en Bioderecho y Derecho Genómico. • Detección de las nanopartículas [11] Referencias [1] http://www.nanospain.org [2] http://www.campus-oei.org/revistactsi/numero6/articulo04.htm#3a, [3] http://axxon.com.ar/rev/110/c-110Nanotecnologia.htm [4] http://copublications.greenfacts.org/es/nanotecnologias/index.htm [5] http://www.ucm.es/info/nomadas/9/giandelgado.htm [6] http://www.etcgroup.org/upload/publication/598/02/nanomedicinespanishfin.pdf [7] http://etcgroup.org [8] http://www.construnario.com/notiweb/tematicos_resultado.asp?id=253&informe=1, [9] http://www.youtube.com/watch?v=TY2-1cLX8Mc [10] http://elblogdelananotecnologia.blogspot.com/ [11] http://www.cilas.com/nanoparticle-aerosol-monitor.htm
  • 17. Fuentes y contribuyentes del artículo 15 Fuentes y contribuyentes del artículo Átomo  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=41431290  Contribuyentes: .Sergio, 4lex, Airunp, Aleator, Alex degarate, Alex15090, Alexandrosas, Alexav8, Amadís, Anassesduses, Angel.F, Angela, Antur, Antón Francho, Bafomet, Bigsus, BlackBeast, Bryant1410, BuenaGente, Cally Berry, Camilo, Cinabrium, Cobalttempest, Dami, Dangelin5, Demianaiello, Diegusjaimes, Dizzy, Dodo, Dorieo, Drini2, Ecemaml, Echani, Eduardosalg, Edub, Elatomo69, Emijrp, Equi, Er Komandante, ErickH 07, F. Zabatta, F.A.A, Fdelrio89, Fernando Estel, Fmr cosm, Foundling, Franco Rule, FrancoGG, Gaeddal, Gelo71, Gizmo II, Gonmator, Grillo8820, Guanxito, Gusgus, Góngora, Götz, HUB, Happygolucky, House, Humberto, ILVI, Icvav, Iflumpi, Ihazevich, Inri, Isha, J.delanoy, Jakvo, Joniale, Jorge c2010, JorgeGG, Josemilio, Jtico, Julian Mendez, Killermo, Krysthyan, Kunal1796, LadyInGrey, Laura Fiorucci, Loco085, Locutus, Lourdes Cardenal, Luis Felipe Schenone, Luis evangelion, Luis1970, Macar, Maldoror, Malilulo, Mandramas, Manuelt15, Manutara405, Marcelo2891, Marvelshine, Matdrodes, Maveric149, Mescalier, Migp, Monsalve, Moraleh, Moriel, Mortadelo2005, Mriosriquelme, Muro de Aguas, Murphy era un optimista, Máximo de Montemar, Naty 187, Niwrek, No sé qué nick poner, Odalcet, Omegakent, Opinador, Ortisa, Oscar ., PACO, Pacostein, Panik, Petronas, Platonides, PoLuX124, Poco a poco, Porao, Ppfk, Prietoquilmes, Rafa sanz, Randyc, Robertob7, Rodrigo, Rosarinagazo, Rsg, SITOMON, Sabbut, Santuti lz, Satorastobnocotagle, Suisui, Super braulio, Superzerocool, Taichi, Tamorlan, Tano4595, Tigerfenix, Tirithel, Tomatejc, Tubet, Veon, Veritusss, Vichoko, Vubo, Waterpolo, XalD, Xgarciaf, Xiomy 94 15, Xuankar, Yhgjh, Zorosandro, Zupez zeta, conversion script, 458 ediciones anónimas Molécula  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=41667309  Contribuyentes: .Sergio, 3coma14, 4lex, 6G1R9K, Aibdescalzo, Aida Ivars, AldanaN, Alvaro qc, Antur, Antón Francho, Aparejador, Bachi 2805, Balderai, Banfield, Bastian ardiles, BlackBeast, Camilo, David0811, DerHexer, Dermot, Diegusjaimes, Dodo, Durero, Eamezaga, Ecemaml, Eduardosalg, Erodrigufer, FrancoGG, Frutoseco, Gengiskanhg, GermanX, Gusgus, Gustronico, HUB, Hprmedina, Humberto, JMCC1, JMRG, JQv4, Jarisleif, JorgeGG, Jorgenumata, Josemariaalonso, Kordas, Kved, Laura Fiorucci, LosTChG, Maldoror, Manwë, Marcelo2891, MarhaultElsdragon, Matdrodes, Mecamático, Mnemotecnia, Mocte13, Moriel, Mushii, Netito777, Nicop, Nixón, Opinador, Ortisa, Pintoandres90, PoLuX124, QVidal, Rafiko77, Retama, Satesclop, Shamhain, Sinama14, Tirithel, Tomatejc, Troodon, Tubet, Txo, Vatelys, Vitamine, Wesisnay, Will vm, Witesmoke, XalD, Yeza, Youssefsan, Zorosandro, 344 ediciones anónimas Nanotecnología  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=41750447  Contribuyentes: 3coma14, 4lex, Aalvarez12, Abigor, Abrego, Aibdescalzo, Aldo b, Alejandrocaro35, Alex15090, Alhen, Alvaro qc, Amadís, Antur, Antón Francho, Banfield, Baronsosa, Bernal22, BetoCG, BlackBeast, Bonnot, Brito33, C'est moi, CASF, CF, Camilo, Carlosblh, Carmin, Carogavi, Cinabrium, Cobalttempest, Converdb, Ctrl Z, Cvelasquez, Dalton2, David0811, Davidskateboardthebest, Davius, Descansatore, Dferg, Dianai, Diegusjaimes, Dodo, Dossier2, Dreitmen, Eduardosalg, Egaida, El Davo, Eli22, Elsenyor, Equi, Erfil, Filipo, Foundling, Gaeddal, Galandil, Gianpal, Greek, HUB, Hprmedina, Humberto, IVila, Icvav, Irenosa, Isha, J.M.Domingo, Javichu el jefe, Javierito92, Jjafjjaf, Jkbw, Jlhyl, Johnwilen, Joseaperez, Jsms, JuanPaBJ16, Julie, Jurgens, Ktsquare, Kurihaya, Kved, La galli d.c, Larga vida a firefox, Laura Fiorucci, Leugim1972, Lfelipecr, LordT, Lucien leGrey, MABm5, Magister Mathematicae, Mahadeva, Maleiva, Mandramas, Manuel Trujillo Berges, Manuelt15, Manwë, Marcelo Huerta, Maria jacobo, Mariogay0123, Matdrodes, McPolu, Mecamático, Metamario, Mikel Arralb, Montgomery, MotherForker, Mpeinadopa, Mriogay0123, Mutari, Máximo de Montemar, Natrix, Nelsito777, Netito777, Nihilo, Numbo3, Olivares86, Orejivangoghero, Oscar ., Pabloallo, Pan con queso, Patoyy, Patricio.lorente, Pedroferrauti, Persiano, Petruss, Photonic17, Pilaf, Piolinfax, PoLuX124, Poco a poco, Ppja, Queninosta, Raserran, Retama, Roberpl, RoyFocker, Rαge, Saeed5252, Sanbec, Shooke, Siabef, Sir Paul, Sixstone, Sl2010, StephanieM, Super braulio, Swan1, TIMINeutron, Taichi, Tano4595, Template namespace initialisation script, Tirithel, Tomatejc, TrendsNano, TxemaFinwe, Uzumaki bob, Varano, Vitamine, Vynith, Wikisilki, Willi4m, Yabama, Yeza, Zeroth, 868 ediciones anónimas
  • 18. Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 16 Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes Archivo:Helium atom QM.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Helium_atom_QM.svg  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: User:Yzmo Archivo:Elementos basicos materia.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Elementos_basicos_materia.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: User:Joniale Archivo:Cuadro general partículas.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Cuadro_general_partículas.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: User:Joniale Archivo:Bariones mesones.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Bariones_mesones.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: User:Joniale Archivo:Fermiones bosones.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Fermiones_bosones.svg  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: User:Alex degarate Archivo:Tamaña relativo materia.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Tamaña_relativo_materia.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: User:Joniale Archivo:The_Modern_Atom_Model.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:The_Modern_Atom_Model.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: User:Joniale Archivo:AOs-1s-2pz.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:AOs-1s-2pz.png  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Benjah-bmm27, Rmhermen, Sven Archivo:Plum pudding atom.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Plum_pudding_atom.svg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:Fastfission Archivo:Rutherford atom.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Rutherford_atom.svg  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Alno, Cburnett, Dschwen, Nagy, Str4nd, 4 ediciones anónimas Archivo:Modelo de Bohr.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Modelo_de_Bohr.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Belfer00, Hidaspal, Pilaf Archivo:HAtomOrbitals.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:HAtomOrbitals.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Admrboltz, Benjah-bmm27, Dbc334, Dbenbenn, Ejdzej, Falcorian, Kborland, MichaelDiederich, Mion, Saperaud, 6 ediciones anónimas Imagen:Commons-logo.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Commons-logo.svg  Licencia: logo  Contribuyentes: User:3247, User:Grunt Archivo:Nitrogeno_-Molecular-.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Nitrogeno_-Molecular-.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: cdr Archivo:C60-rods.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:C60-rods.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Rob Hooft, Saperaud Archivo:Water molecule 3D.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Water_molecule_3D.svg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:Dbc334, User:Ephemeronium Archivo:Phosphotungstate-3D-polyhedra.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Phosphotungstate-3D-polyhedra.png  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Benjah-bmm27, Ephemeronium, 1 ediciones anónimas Archivo:DNA_Overview2.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:DNA_Overview2.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Uploader's work on original work by mstroeck Archivo:Peptide_bond.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Peptide_bond.png  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0  Contribuyentes: webridge Archivo:Polyethylene-3D-vdW.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Polyethylene-3D-vdW.png  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Benjah-bmm27, Ephemeronium, Luigi Chiesa Archivo:Dendrimer_ChemEurJ_2002_3858.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Dendrimer_ChemEurJ_2002_3858.jpg  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Original uploader was M stone at en.wikipedia Archivo:Atisane3.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Atisane3.png  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: , Archivo:Kohlenstoffnanoroehre Animation.gif  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Kohlenstoffnanoroehre_Animation.gif  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Original hochgeladen von Schwarzm am 30. Aug 2004; Selbst gemacht mit C4D/Cartoonrenderer, GNU FDL Archivo:Wiktionary-logo-es.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Wiktionary-logo-es.png  Licencia: logo  Contribuyentes: es:Usuario:Pybalo
  • 19. Licencia 17 Licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

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