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Diferencia entre revisiones de «Nanotecnología»

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La nanotecnología definida por el tamaño es naturalmente un campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la [[ciencia]] tan diversas como la [[ciencia de superficies]], [[química orgánica]], [[biología molecular]], [[Semiconducto|física de los semiconductores]], [[microfabricación]], etc.<ref>{{cite journal|last=Saini|first=Rajiv|coauthors=Saini, Santosh, Sharma, Sugandha|title=Nanotechnology: The Future Medicine|journal=Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery|year=2010|volume=3|issue=1|pages=32–33|doi=10.4103/0974-2077.63301|pmc=2890134|pmid=20606992}}</ref> Las investigaciones y aplicaciones asociaas son igualmente diversas, yendo desde extensiones de la [[dispositivo semiconductor|física de los dispositivos]] a nuevas aproximaciones completamente nuevas basadas en el [[autoensamblaje molecular]], desde el desarrollo de [[Nanomateriales|nuevos materiales]] con dimensiones en la nanoescalas a el [[Nanotecnología molecular|control directo de la materia a escala atómica]].
La nanotecnología definida por el tamaño es naturalmente un campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la [[ciencia]] tan diversas como la [[ciencia de superficies]], [[química orgánica]], [[biología molecular]], [[Semiconducto|física de los semiconductores]], [[microfabricación]], etc.<ref>{{cite journal|last=Saini|first=Rajiv|coauthors=Saini, Santosh, Sharma, Sugandha|title=Nanotechnology: The Future Medicine|journal=Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery|year=2010|volume=3|issue=1|pages=32–33|doi=10.4103/0974-2077.63301|pmc=2890134|pmid=20606992}}</ref> Las investigaciones y aplicaciones asociaas son igualmente diversas, yendo desde extensiones de la [[dispositivo semiconductor|física de los dispositivos]] a nuevas aproximaciones completamente nuevas basadas en el [[autoensamblaje molecular]], desde el desarrollo de [[Nanomateriales|nuevos materiales]] con dimensiones en la nanoescalas a el [[Nanotecnología molecular|control directo de la materia a escala atómica]].

Actualmente los científicos están debatiendo el futuro de las [[Impacto de la nanotecnología|implicaciones de la nanotecnología]]. Ka nanotecnología puede ser capaz de crear nuevos materiales y dispositivos con un vasto alcance de [[Aplicaciones de la nanotecnología|aplicaciones]], tales como en la [[Nanomedicina|medicina]], [[Nanoelectrónica|electrónica]], [[biomaterial]]es y la producción de energía. Por otra parte, la nanotecnología hace surgir las mismas preocupaciones que cualquier nueva tecnología, incluyendo preocupaciones acerca de la [[Nanotoxicología|toxicidad]] y el impacto ambiental de los nanomateriales,<ref>{{cite journal|author= Cristina Buzea, Ivan Pacheco, and Kevin Robbie|title=Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity|volume=2|year=2007|journal=Biointerphases|doi=10.1116/1.2815690|pmid=20419892|issue= 4|pages= MR17–71}}</ref> y sus potenciales efectos en la economía global, así como especulaciones acerca de varios [[Plaga gris|escenarios apocalípticos]]. Estas preocupaciones han llevado al debate entre varios grupos de defensa y gobiernos sobre si se requieren [[Regulación de la nanotecnología|regulaciones especiales para la nanotecnología]].


== Definición ==
== Definición ==

Revisión del 12:05 29 sep 2014

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Este aviso fue puesto el 17 de agosto de 2011.
Representación animada de un nanotubo de carbono

La nanotecnología es la manipulación de la materia a escala atómica, molecular y supramolecular. La más temprana y difundida descripción de la nanotecnología[1]​[2]​ se refiere a la meta tecnológica particular de manipular en forma precisa los átomos y moléculas para la fabricación de productos a macroescala, ahora también referida como nanotecnología molecular. Subsecuentemente una descripción más generalizada de la nanotecnología fue establecida por la Iniciativa Nanotecnológica Nacional, la que define la nanotecnología como la manipulación de la materia con al menos una dimensión del tamaño de entre 1 a 100 nanómetros. Esta definición refleja el hecho de que los efectos mecánica cuántica son importantes a esta escala del dominio cuántico y, así, la definición cambió desde una meta tecnológica particular a una categoría de investigación incluyendo todos los tipos de investigación y tecnologías que tienen que ver con las propiedades especiales de la materia que ocurren bajo cierto umbral de tamaño. Es común el uso de la forma plural de "nanotecnologías" así como "tecnologías de nanoescala" para referirse al amplio rango de investigaciones y aplicaciones cuyo tema en común es su tamaño. Debido a la variedad de potenciales aplicaciones (incluyendo aplicaciones industriales y militares), los gobiernos han inveritdo miles de millones de dólares en investigación de la nanotecnología. A través de su Iniciativa Nanotecnológica Nacional, Estados Unidos ha invertido 3,7 mil millones de dólares. La Unión Europea ha invertido[cita requerida] 1,2 mil millones y Japón 750 millones de dólares.[3]​

Nano es un prefijo griego que indica una medida (10-9 = 0,000 000 001), 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.

La nanotecnología definida por el tamaño es naturalmente un campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la ciencia tan diversas como la ciencia de superficies, química orgánica, biología molecular, física de los semiconductores, microfabricación, etc.[4]​ Las investigaciones y aplicaciones asociaas son igualmente diversas, yendo desde extensiones de la física de los dispositivos a nuevas aproximaciones completamente nuevas basadas en el autoensamblaje molecular, desde el desarrollo de nuevos materiales con dimensiones en la nanoescalas a el control directo de la materia a escala atómica.

Actualmente los científicos están debatiendo el futuro de las implicaciones de la nanotecnología. Ka nanotecnología puede ser capaz de crear nuevos materiales y dispositivos con un vasto alcance de aplicaciones, tales como en la medicina, electrónica, biomateriales y la producción de energía. Por otra parte, la nanotecnología hace surgir las mismas preocupaciones que cualquier nueva tecnología, incluyendo preocupaciones acerca de la toxicidad y el impacto ambiental de los nanomateriales,[5]​ y sus potenciales efectos en la economía global, así como especulaciones acerca de varios escenarios apocalípticos. Estas preocupaciones han llevado al debate entre varios grupos de defensa y gobiernos sobre si se requieren regulaciones especiales para la nanotecnología.

Definición

La nanotecnología comprende el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala. Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula, presenta fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

Historia

El ganador del premio Nobel de Física de 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, revelando la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida.

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”.

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 las enfermedades, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido más beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; han surgido también nuevas ciencias como la Ingeniería Genética, que ha generado polémicas sobre las repercusiones de procesos como la clonación o la eugenesia.

El desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología en América Latina es relativamente reciente, en comparación a lo que ha ocurrido a nivel global. Países como México, Costa Rica, Argentina, Venezuela, Colombia, Brasil, Argentina y Chile contribuyen a nivel mundial con trabajos de investigación en distintas áreas de la nanociencia y la nanotecnología.[6]​ Además, algunos de estos países cuentan también con programas educativos a nivel licenciatura, maestría, posgrado y especialización en el área.

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.

Alrededor de cuarenta laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas trescientas empresas tienen el término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy pocos productos en el mercado.[cita requerida]

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 dedica cientos 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 industrias tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnología 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 nanotecnología en sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la cifra en uso cotidiano es del 0.2 %. Con la ayuda de programas de acceso a la nanotecnología se prevé que en 2014 sea del 17 % 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:

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).

Aplicaciones actuales

Nanotecnología aplicada al envasado de alimentos

Una de las aplicaciones de la nanotecnología en el campo de envases para alimentación es la aplicación de materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades mecánicas, térmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo así los costos asociados a los materiales.

Los procesos de incorporación de las nanopartículas se pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento, y los parámetros a controlar en el proceso de aditivación de los materiales son: la dispersión nanopartículas, la interacción de las nanopartículas con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y la cantidad de nanopartículas incorporada.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Drexler, K. Eric (1986). Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology. Doubleday. ISBN 0-385-19973-2. 
  2. ↑ Drexler, K. Eric (1992). Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computatin. New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-57547-X. 
  3. ↑ Apply nanotech to up industrial, agri output, The Daily Star (Bangladesh), 17 April 2012.
  4. ↑ Saini, Rajiv; Saini, Santosh, Sharma, Sugandha (2010). «Nanotechnology: The Future Medicine». Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery 3 (1): 32-33. PMC 2890134. PMID 20606992. doi:10.4103/0974-2077.63301. 
  5. ↑ Cristina Buzea, Ivan Pacheco, and Kevin Robbie (2007). «Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity». Biointerphases 2 (4): MR17-71. PMID 20419892. doi:10.1116/1.2815690. 
  6. ↑ Foladori, Guillermo (2008). Las nanotecnologías en América Latina. Red Latinoamericana de Nanotecnología y Sociedad. 

Enlaces externos

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