Nanotecnologia
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. Para hacerse una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot, más o menos un nanobot de 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.
| La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnologia 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 |
Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..
Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.
La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la»nanotecnología molecular», esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro «Engines of creation» introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.
El padre de la «nanociencia», es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.
Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT).
Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.
Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo.
¿Qué es la Nanotecnología?
Presentación de Nanovip.com
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Introducción
El objetivo de este documento es explicar qué es exactamente la Nanotecnología y presentar de manera concisa los conceptos fundamentales de esta materia para que las personas que desconozcan este campo tengan una idea general de las perspectivas y las cuestiones que estarán presentes por sí mismas en los próximos años. Hemos de advertir al lector que incluso la definición de «Nanotecnología» es polémica y es posible que alguien quiera calificar nuestra definición. Por esta razón, hemos basado nuestra definición en los conceptos que sostienen los profesionales del campo en la actualidad.
Definición
Nanotecnología: es el desarrollo y la aplicación práctica de estructuras y sistemas en una escala nanométrica (entre 1 y 100 nanómetros).
No hay que confundirla con el término «Nanociencia», que no implica una aplicación práctica pero sí el estudio científico de las propiedades del mundo nanométrico.
«Nano» es un prefijo griego que significa «mil millones» (una mil millonésima parte de un metro es la unidad de medida que se usa en el ámbito de la Nanotecnología). Un átomo es más pequeño que un nanómetro, pero una molécula puede ser mayor.
Una dimensión de 100 nanómetros es importante la Nanotecnología porque bajo este límite se pueden observar nuevas propiedades en la materia, principalmente debido a las leyes de la Física Cuántica.
Hay dos tipos de Nanotecnología
A) Top-down: Reducción de tamaño. Literalmente desde arriba (mayor) hasta abajo (menor). Los mecanismos y las estructuras se miniaturizan a escala nanométrica. Este tipo de Nanotecnología ha sido el más frecuente hasta la fecha, más concretamente en el ámbito de la electrónica donde predomina la miniaturización.
B) Bottom-Up: Auto ensamblado. Literalmente desde abajo (menor) hasta arriba (mayor). Se comienza con una estructura nanométrica como una molécula y mediante un proceso de montaje o auto ensamblado, se crea un mecanismo mayor que el mecanismo con el que comenzamos. Este enfoque, que algunos consideran como el único y «verdadero» enfoque nanotecnológico, ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera extremadamente precisa. De esta manera podremos liberarnos de las limitaciones de la miniaturización, muy presentes en el campo de la electrónica.
El último paso para la Nanotecnología de auto montaje de dentro hacia fuera se denomina «Nanotecnología molecular» o «fabricación molecular», y ha sido desarrollada por el investigador K. Eric Drexler. Se prevé que las fábricas moleculares reales sean capaces de crear cualquier material mediante procesos de montaje exponencial de átomos y moléculas, controlados con precisión. Cuando alguien se da cuenta de que la totalidad de nuestro entorno perceptivo está construida mediante un limitado alfabeto de diferentes constituyentes (átomos) y que este alfabeto da lugar a creaciones tan diversas como el agua, los diamantes o los huesos, es fácil imaginar el potencial casi ilimitado que ofrece el montaje molecular.
Algunos partidarios de una visión más conservadora de la Nanotecnología ponen en duda la viabilidad de la fabricación molecular y de este modo tienen una visión contradictoria a largo plazo con respecto a la teoría de Eric Drexler, el defensor más conocido de la teoría de la fabricación molecular. Es importante tener en cuenta de alguna manera esta nota discordante, porque la mayoría de los investigadores involucrados piensan que la madurez de la Nanotecnología es una evolución positiva y que la Nanotecnología mejorará de manera significativa la calidad de la vida en el planeta (y en el espacio) de la población mundial.
Perspectivas
Hay que saber algo fundamental acerca de la Nanotecnología: la materia se manipula hasta llegar hasta su elemento más básico, el átomo. La Nanotecnología es un avance lógico, inevitable en el transcurso del progreso humano.
Más que un mero progreso en el limitado campo de la tecnología, representa el proceso de nacimiento de una nueva «era» en la que usamos todas las posibilidades de la Nanotecnología. Son múltiples las áreas en las que la Nanotecnología tiene aplicaciones potenciales: desde potentes filtros solares que bloquean los rayos ultravioleta hasta nanorobots diseñados para realizar reparaciones celulares. A continuación se enumera una lista con algunos ejemplos de los principales campos que se verán afectados por los avances de la Nanotecnología:
Materiales: nuevos materiales, más duros, más duraderos y resistentes, más ligeros y más baratos.
Electrónica: los componentes electrónicos serán cada vez más y más pequeños, lo que facilitará el diseño de ordenadores mucho más potentes.
Energía: se prevé un gran aumento de las posibilidades de generación de energía solar, por ejemplo.
Salud y Nanobiotecnología: hay grandes expectativas en las áreas de prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Por ejemplo, podrán colocarse sondas nanoscópicas en un lugar para medir nuestro estado de salud las veinticuatro horas del día, se desarrollarán nuevas herramientas para luchar contra las enfermedades hereditarias mediante el análisis genético y se podrán crear indicadores que detecten y destruyan, una a una, células cancerígenas. Estas son algunas de las posibles aplicaciones.
Los avances en estos campos tendrán repercusión en una amplia gama de industrias como la industria de los cosméticos, la industria farmacéutica, la industria de los electrodomésticos, la industria higiénica, el sector de la construcción, el sector de las comunicaciones, la industria de seguridad y defensa y la industria de la exploración espacial. Nuestro entorno también se beneficiará, en tanto que la producción de energía será más económica y limpia y se utilizarán materiales más ecológicos.
En breve, muchas áreas de nuestra vida diaria se verán afectadas de una manera u otra por el avance de la Nanotecnología. La Nanotecnología nos permitirá hacerlo todo mejor y con menos esfuerzo.
Agenda
En la actualidad, al comienzo del tercer milenio, los productos nanotecnológicos ya están disponibles en el mercado. Así, es posible comprar raquetas de tenis más ligeras y más resistentes compuestas de nanotubos de carbón o cosméticos que contienen nanopartículas que facilitan la absorción. Pero aún estamos lejos de la época de la Nanotecnología, cuando ésta tenga efecto en nuestra vida diaria. ¿Cuándo se producirá esa revolución? ¿Cuándo nos beneficiaremos de manera substancial de los avances en la investigación y en el desarrollo de la Nanotecnología? Los cálculos varían. Se calcula que a partir del 2010 y hasta el 2040 se producirá un desarrollo progresivo del enfoque de “bottom-up” hasta que culmine en la fabricación molecular, de manera que podamos comprobar si esta teoría se puede poner en práctica sin grandes obstáculos.
Intereses, responsabilidades
Los intereses involucrados en el desarrollo de Nanotecnología son continentales: América, Europa y Asia están preparando campañas de desarrollo en curso que no se concluirán a corto plazo. Se están realizando grandes inversiones para desarrollar la Nanotecnología en todo el mundo.
Si por razones éticas extremistas o a causa de la prudencia antiapocalíptica, se intenta ahogar el avance de esta gran revolución post-industrial que actualmente se está desarrollando, sería un grave error estratégico porque ahora más que nunca la competencia mundial seguirá creciendo y los nuevos súper poderes de la Nanotecnología van a aparecer, sobre todo en Asia.
Por ello, si hay que incentivar el desarrollo de la Nanotecnología, los esfuerzos han de realizarse en la dirección adecuada: han de establecerse garantías, porque al igual que con todos los grandes avances tecnológicos, las nuevas posibilidades contienen incógnitas y riesgos que debemos conocer, como una nueva carrera armamentística, basada en armas más pequeñas y más mortíferas.
