La nanotecnología es un
campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia
a una escala menor, es decir, a nivel de átomosy moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que
esta manipulación se haga 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.
Nano es un prefijo griego que indica una medida (10-9
= 0,000 000 001)
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 nuevos y
poco costosos.
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(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.
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 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.
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 del Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos
de diagnóstico de enfermedades.
Alrededor de cuarenta laboratorios en todo el mundo destinan
grandes cantidades de dinero
para la investigación en nanotecnología. Unas trescientas empresas tienen el nombre“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 dedica cientos millones de
dólares.
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 como: textil,
alimentación, calzado, automoción, construcción y salud. Lo que se intenta es que
las empresas de sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotecnología.
Actualmente el uso normal es del 0.2 %. Con la ayuda de la nanotecnología se
prevé que en 2014sea del 17 %.
Ensamblaje interdisciplinario
Los físicos juegan un importante
papel 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 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 desaparecer.
Una posible lista de sería la siguiente:
- Química (Moleculares y computacional)
- Bioquímica
- Biología
molecular
- Física
- ElectrónicA
- Informática
- Matemáticas
- Medicina
- Nanoingenieria
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.
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 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.
No hay comentarios:
Publicar un comentario