Nanotecnología

'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-. La nanotecnología promete soluciones vanguardistas y más eficientes para los problemas ambientales, así como muchos otros enfrentados por la humanidad. Las nanotecnologías prometen beneficios de todo tipo, desde nuevas aplicaciones médicas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros; sin embargo, el concepto de nanotecnología aún no esta socialmente muy difundido. == Historia ==Otros hombres 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.

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.

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.

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.

Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:

• Química (Moleculares y computacional)
• Bioquímica
• Biología molecular
• Física
• Electrónica
• Informática
• Matemáticas

== 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. == 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:

• 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 de la nanotecnología en la industria. Aplicaciones en la industria en general

Agricultura

Debido a que las lluvias varían enormemente a lo largo del año y en las diferentes regiones, a menudo los agricultores tienen que ayudarse con el riego. Aproximadamente el 20 % de la agricultura en el mundo requiere agua adicional para la producción de alimentos. Aplicaciones típicas en agricultura:

- Riego - Transferencia de productos - Lavado - Industria del pescado

Industria de la construcción y servicios

El agua potable se suministra desde el sistema público a una presión limitada. En edificios altos, esta presión no es suficiente para el suministro de agua, para los equipos contra incendios o procesos de limpieza. Las bombas Sterling SIHI de cualquier tamaño suministran la presión requerida.

Aplicaciones típicas en la industria de la construcción y servicios: - Torres de refrigeración - Agua de refrigeración - Transmisión de calor (aceite caliente) - Transferencia e calor (agua caliente) - Generación de presión

Industria naval Todas las aplicaciones de bombas en la cámara de motores de los barcos y en sistemas de abordo son la llave para una operación efectiva del barco. Para cumplir con las especificaciones requeridas por la industria naval, es esencial el conocimiento interno para elegir la solución correcta para las duras condiciones de abordo. Las bombas auto aspirantes de canal lateral ofrecen una probada solución sin necesidad de un sistema auxiliar de cebado. Sterling SIHI es un reconocido suministrador para los astilleros. Aplicaciones típicas en la industria naval: - Bombas de sentina y contra incendios - Centralizado de vacío - Agua de refrigeración - Llenado - Bombeo de combustible - Transferencia de calor (aceite caliente) - Transferencia de calor (agua caliente) - Grupos hidróforos - Bombeo de refrigerantes - Aguas grises y blancas

Nanotecnología y Medicina

Cápsulas que navegan por la sangre El matrimonio entre medicina y nanotecnología se está convirtiendo en una pesadilla para el cáncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma más específica a las células cancerígenas. Por eso, el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto en marcha la "Alianza para la nanotecnología en el cáncer", un plan que incluye el desarrollo y creación de instrumentos en miniatura para la detección precoz.

En la administración de medicamentos, las nuevas técnicas son ya un hecho. "Los nanosistemas de liberación de fármacos actúan como transportadores de fármacos a través del organismo, aportando a estos una mayor estabilidad frente a la degradación, y facilitando su difusión a través de las barreras biológicas y, por lo tanto el acceso a las células diana", explica María José Alonso, investigadora de la Universidad de Santiago de Compostela, que trabaja en esta línea desde 1987. En el tratamiento del cáncer, asegura, "estos nanosistemas facilitan el acceso a las células tumorales y reducen la acumulación del fármaco en las células sanas y, por tanto, reducen los efectos tóxicos de los antitumorales". presentadas".

Afinar el diagnóstico Si las terapias están experimentando cambios drásticos, el diagnóstico no se queda atrás. De la mano de la nanotecnología nos adentramos en la era del diagnóstico molecular, sofisticado y preciso, que hace posible identificar enfermedades genéticas, infecciosas o incluso pequeñas alteraciones de proteínas de forma precoz.

Más lejos quedan, de momento, las máquinas moleculares de reparación que viajarán a través del torrente sanguíneo, con capacidad de actuar sobre el ADN (enfermedades genéticas), modificar proteínas o incluso destruir células completas, en el caso de tumores. Sin embargo, algunos expertos se han atrevido ya a adelantar cómo serán esos futuros nano-robots.

Nanotecnología y Salud Es lógico pensar que a medida que la nanotecnología se acerca al consumidor general, éste comience a mostrar cierta curiosidad por los beneficios, y sobre todo por los riesgos que puede suponer para él. El desconocimiento sobre la materia no ayuda mucho a la integración de la nanocomida en la vida cotidiana.

Exposición Dérmica El impacto de los nanomateriales en el cuerpo depende de su habilidad para penetrar a través de las capas externas protectoras y alcanzar la epidermis o la dermis. Por ejemplo, ciertas microesferas fluorescentes pueden penetrar hasta alcanzar la dermis, mientras que nanopartículas de dióxido de titanio con un diámetro de unos 20 nm podrían llegar a traspasar la piel e interactuar con el sistema inmune. Inhalación Cualquier material sólido con un diámetro de menos de 10 micras puede pasar a través de la cavidad nasal y alcanzar los pulmones. Partículas más pequeñas que 4 micras tienen grandes posibilidades de penetrar en la región alveolar. Cuánto más pequeña es una partícula, más probabilidades tiene de penetrar más profundamente en los pulmones. El tamaño de la partícula, su masa, la composición química y los cocientes de adhesión determinan su toxicidad pulmonar o sus efectos patogénicos. Ingestión El tamaño de la partícula y el área superficial son características importantes de un material desde una perspectiva toxicológica. Las nanopartículas pueden prolongar drásticamente el tiempo de permanencia de ciertos compuestos en el tracto gastrointestinal haciendo disminuir la eficacia de los mecanismos de depuración y protección internos. Los potenciales riesgos de la nanotecnología aplicada a la comida están aún por determinar, ya que en la propia naturaleza encontramos numerosas nanopartículas sin intervención alguna del hombre: proteínas y polisacárido

== Riesgos potenciales == === Sustancias viscosas ===

Recientemente, un nuevo estudio ha mostrado como este peligro de la “sustancia viscosa gris” es menos probable que ocurra de como originalmente se pensaba. K. Eric Drexler considera un escenario accidental con sustancia viscosa gris improbable y así lo declara en las últimas ediciones de Engines of Creation. El escenario sustancia viscosa gris clamaba la Tree Sap Answer: ¿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 han identificado 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 nanobiotecnología crea 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 ya actúan de esta manera): energía disponible.

=== Veneno y toxicidad ===

A corto plazo, los críticos de la nanotecnología puntualizan que hay una toxicidad potencial en las nuevas clases de nanosustancias que podrían afectar de forma adversa a la estabilidad de las membranas celulares o distorsionar el sistema inmunológico cuando son inhaladas o ingeridas. Hay una posibilidad que las nanopartículas en agua potable pudieran ser dañinas para los humanos y otros animales. Las células de colon expuestas a partículas de dióxido de titanio se ha encontrado que se descomponen a mayor velocidad de la normal.

=== Armas ===

La militarización de la nanotecnología es una aplicación potencial. Mientras los nanomateriales avanzados obviamente tienen aplicaciones para la mejora de armas existentes y el hardware militar a través de nuevas propiedades (tales como la relación fuerza-peso o modificar la reflexión de la radiación, por medio de cambios térmicos moleculares para aplicaciones sigilosas), y la electrónica molecular podría ser usada para construir sistemas informáticos muy útiles para misiles, no hay ninguna manera obvia de que alguna de las formas que se tienen en la actualidad o en un futuro próximo puedan ser militarizadas más allá de lo que lo hacen otras tecnologías como la ingeniería genética. La nanotecnología puede ser usada para crear dispositivos no detectables – micrófonos o cámaras 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 ha tenido acceso a él, cómo de bien funcionan y cómo son usados.

Memoria: En un laboratorio de IBM en Zurich, uno de los que ayudaron en la invención de aquel microscopio AFM de 1986, se trabaja en la miniaturización a nivel nanómetro del registro de datos. El sistema de almacenamiento se basa en un conjunto de 1024 agujas de AFM en una matriz cuadrada que pueden escribir bits de información de no más de 50 nanómetros de diámetro. El mismo 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, pues multiplica inmensamente la cantidad de información que se puede almacenar en un área determinada. El mejor sistema actual de registro, basado en la memoria magnética, puede guardar alrededor de dos gigabits por centímetro cuadrado.

Referencias

http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/category/nanotecnologia-y-salud/

http://www.portalciencia.net/nanotecno/nanomedicina.html

http://www.sterlingsihi.com/cms/es/home/industrias-aplicaciones/industria/aplicaciones-en-la-industria-en-general/industria-naval.html

http://www.sterlingsihi.com/cms/es/home/industrias-aplicaciones/industria/aplicaciones-en-la-industria-en-general/agricultura.html

http://www.sterlingsihi.com/cms/es/home/industrias-aplicaciones/industria/aplicaciones-en-la-industria-en-general/industria-de-la-construccion-y-servicios.html

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Nanotecnología.
• Centro de Ciencia y Tecnología Nanoescalar en Bogotá - Colombia.
• "Red Española de Nanotecnología", 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.
• "La nanotecnología: un rápido panorama", artículo didáctico sobre la nanotecnología, sus escalas y sus aplicaciones.
• Riesgos sanitarios de la nanotecnología resumen de un dictamen del CCRSERI de la Comisión Europea (2006)
• Promesas y Peligros de la Nanotecnología
• Medicina nanológica - Aplicaciones médicas de las nanotecnologías Informe del Grupo ETC
• Uso de nanotecnología para mejorar las prestaciones de equipos industriales