Nanotecnologìa

Nanotecnologìa

Para conocer qué es la Nanotecnología, empecemos por aclarar el significado del prefijo "nano": este hace referencia a la milmillonésima parte de un metro. Un átomo es la quinta parte de esa medida, es decir, cinco átomos puestos en línea suman un nanometro. Bien, pues todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos es lo que se conoce con el nombre de Nanotecnología.

















La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología - historia de la nanotecnología ).


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.

Cuba avanza en aplicar nanotecnología a fármacos contra el cáncer

LA HABANA. Científicos cubanos trabajan en el diseño de tratamientos terapéuticos y medicamentos “más efectivos” y “menos invasivos y tóxicos” contra el cáncer, a partir de la nanotecnología y las nanociencias, anunció una experta local.




La directora del estatal Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos (CIDEM), Marlene Porto, explicó al diario Juventud Rebelde que los científicos cubanos “laboran en importantes líneas de diseño de fármacos de acción sostenida a escala nanotecnológica”.

Porto destacó los denominados “fármacos diana, de uso particular en el tratamiento contra el cáncer, que al ser introducidos en el organismo actuarían de manera directa y exclusiva en el lugar donde se quiera obtener el efecto terapéutico deseado”.

Según la experta, la nanotecnología permite “elevar la calidad y efectividad de los medicamentos” contra enfermedades como el cáncer y “aplicar tratamientos más efectivos y menos invasivos y tóxicos”.

El físico nuclear Fidel Castro Díaz-Balart, hijo mayor del líder cubano Fidel Castro, dijo en septiembre que su país pondría a fines de este año a disposición de los científicos de América Latina el Centro de Estudios Avanzados de Cuba (CEAC), dedicado al desarrollo de la nanotecnología.

“El Estado cubano apuesta por la nanotecnología como un área trascendente para ser competitivos y alcanzar un desarrollo futuro sostenible basado en las producciones intelectuales”, dijo entonces Díaz-Balart, de 61 años y graduado en la ex Unión Soviética.

La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro (millonésima parte de un metro), a nivel de átomos y moléculas, y puede tener aplicaciones múltiples, como la fabricación de microcomponentes para la industria y la medicina.

Cuba tiene una sólida industria de investigación y elaboración de fármacos biotecnológicos, fundamentalmente vacunas, y la exportación de medicamentos y tecnología para fabricarlos se convirtió en un importante rubro de la economía, con ingresos por unos 400 millones de dólares anuales.

Nanoimanes para purificar la sangre

Investigadores suizos han desarrollado una nueva metodología para purificar la sangre basada en Nanoimanes, que sirve para eliminar en forma selectiva metales pesados ,proteínas, patógenos, y otras moléculas, esta tecnología tiene ventajas en relación al proceso de Diálisis ya que al no basarse en membranas de filtración, no hay posibilidades de contaminación de estas, y por otra parte es un proceso mucho mas rápido.

Para lograr esto los investigadores sintetizaron imanes de 30 nanómetros de diámetro a los cuales se le agrego un ligando para permitir la unión selectiva con la partícula de interés que se desee capturar, de una forma análoga a como lo hacen los anticuerpos, posterior a la captura de la partícula, se colocó un imán pequeño en forma externa en la pared del tubo de muestra, y de esta forma se fueron acumulando los nanoimanes y así eliminandolos del torrente sanguíneo junto a la partícula, a continuación una imagen que ilustra este proceso.

Anticuerpos artificiales basados en Nanotecnología

Los Anticuerpos son Proteínas que tienen como función el detectar y neutralizar agentes extraños al organismo, como por ejemplo Bacterias, virus, y otros microorganismos, Esta función la logran uniendose a determinadas zonas del agente extraño por lo general una proteína, la que recibe el nombre de Antígeno, esta unión se da por una complementariedad espacial de una determindada zona del anticuerpo llamada región variable con el antígeno.

Un equipo de Investigadores de Estados Unidos y Japón, han logrado sintetizar una nanopartícula hecha de un polímero sintético, que posee la especificidad y selectividad de un Anticuerpo natural, incluso funciona dentro del torrente sanguíneo en un animal vivo, este avance podría tener aplicaciones en terapias con anticuerpos, antídotos para toxinas, purificación de proteínas, etc.. además es muy interesante el hecho de que una estructura hecha en forma artificial no proteica pueda remplazar en función a una estructura biológica proteica, este es un ejemplo más de como la Nanotecnología esta entrando fuerte en al campo de la Biotecnología y Medicina.

NANO VACUNAS CONTRA LA GRIPE

Científicos rusos esperan el proximo año comenzar a desarrollar una vacuna contra la gripe basada en nanotecnología, esta “Nanovacuna” conferiría una protección inmunitaria por un lapso entre 5 y 7 años, lo interesante es que pretenden hacer esta vacuna universal, es decir, que sirva de protección contra todos los distintos tipos de virus de la gripe.

Generación de energía a partir del sonido aplicando Nanotecnología

Una de las grandes aplicaciones de la Nanotecnología es la generación de energía, recientemente investigadores coreanos han descrito un trabajo muy innovador en la que demostraron que es posible aprovechar la energía del sonido para generar energía eléctrica, y esto basado en que el sonido en el fondo es una forma de energía mecánica que viaja a través de la materia como una vibración en forma de onda, y para poder aprovechar esta energía mecánica, utilizaron nanogeneradores basados en nanocables piezoelectricos de oxido de zinc, que tienen la particularidad de poseer una mayor sensibilidad, para así poder captar estas pequeñas vibraciones asociadas al sonido. En el experimento se aplicó un sonido de ~100 dB sobre el nanogenerador, y este registro un potencial de salida de 50 mV.

Esta nueva tecnología podría tener muchas aplicaciones, por ejemplo cargar el celular a través de las conversaciones, o generar electricidad en las carreteras a partir del ruido de los automóviles, etc.. a continuación un esquema del nanogenerador piezoeléctrico basado en nanocables de oxido de Zinc.

Nano-células solares (Nano Solar Cells)

Nano-células solares (Nano Solar Cells). Puede ser que el sol sea la única fuente con suficiente capacidad para hacer que no seamos dependientes de combustibles fósiles. No obstante, atrapar la energía solar requiere capas siliconas que aumentan los costes hasta 10 veces el coste de la generación de energía tradicional. A través de la nanotecnología se está desarrollando un material fotovoltaico que se extiende como el plástico o como pintura. No solo se podrá integrar con otros materiales de la construcción, sino que ofrece la promesa de costes de producción baratos que permitirán que la energía solar se convierta en una alternativa barata y factible.

Nanopolímeros en la protección y limpieza de materiales

Una de las aplicaciones de los Nanopolímeros es el nanorecubrimiento de materiales con la finalidad de proteger y/o limpiar superficies y con esto conservar las propiedades de los materiales ante las inclemencias del tiempo, suciedad, microorganismos, etc..

Los nanopolímeros tienen aplicaciones en una gran cantidad de industrias, como la alimentaria en la que es imprescindible mantener una adecuada higiene, industria del aseo, limpieza de vidrios(automóviles, edificios, etc..) , limpieza de superfices de concreto, cemento, granito aplicable a pisos techos, murallas, también son aplicables en acero inoxidable en donde protegen contra la corrosión.

El mecanismo por el cual los nanopolimeros confieren esta nanoprotección, es el mismo que esta implicito en el efecto loto, que consiste en la protección natural que posee la superfice de la flor de loto de tal forma que repele cualquier tipo de sustancia que entre en contacto con ella, como el agua, aceites, miel etc.. esto gracias a superficies super hidrofóbicas que estan estructuradas a escala nanotecnologica.

Vidrios inteligentes basados en Nanotecnología

Se denomina vidrios inteligentes a aquellos vidrios que son capaces de cambiar alguna propiedad frente a algun cambio en el ambiente en el que se encuentra, dentro de este grupo tenemos a los vidrios fotocrómicos que varian su transparencia en función a la intensidad de la luz incidente, los vidrios termocrómicos que hace lo mismo pero en función a cambios de temperatura y los vidrios electrocrómicos que pierden su transparencia al aplicarles una corriente eléctrica.

Los vidrios electrocrómicos estan constituidos por 2 capas de vidrios, y entre ellas una serie de polímeros conductores que tienen la propiedad de colorearse al aplicarles una diferencia de potencial, generalmente a color azul, este nuevo tipo de vidrios tienen múltiples aplicaciones, y no pasará mucho tiempo para que sean de uso masivo. A continuación un video que ilustra este tipo de vidrios.

Casas y edificios que se reparan solos después de un terremoto

Las aplicaciones de la Nanotecnología han llegado incluso en tareas de reconstrucción después de un terremoto, y esto porque Investigadores de una universidad inglesa, están desarrollando un nuevo material formado por Nanopartículas en forma de Nanopolímeros, com propiedades de pasar del estado sólido a líquido ,al ser sometidas a una presión, de esta forma al estar en estado líquido rellenaría las grietas de las viviendas ,que luego se solidificarían reparando así las casas y edificios.

Este nuevo nanomaterial vendría como anillo al dedo en las nuevas construcciones que se están realizando luego del gran terremoto en chile ocurrido el 27 de Febrero del 2010.

Crean detector de explosivos ultrasensible basado en Nanotecnología

Científicos Israelíes de la Universidad de Tel Aviv, han desarrollado un detector de bombas explosivas, basado en Nanotecnología, que es mil veces mas sensibles que el olfato de perros adiestrados, este detector es capaz de percibir distintos tipos de explosivos, además de múltiples compuestos químicos y biológicos.

El dispositivo consiste en un Chip que posee una matriz de nanocables de Silicio, recubiertos por un compuesto orgánico del tipo amina, el cual se une directamente con las moléculas del explosivo, al unirse esto provoca un cambio en la conductancia de los cables.

El Chip fue puesto a prueba frente a explosivos líquidos ademas de vapores de TNT mezclados con el aire, detectandolos en forma exitosa, ahora el grupo está trabajando en el diseño de matrices de nanocables recubiertos por otras moléculas para así detectar otros tipos de explosivos.

El coche más pequeño del mundo

El coche más pequeño del mundo utiliza nanotecnología

El coche es el más pequeño del mundo, con piezas dentro de una sola molécula. Tiene un chasis, ejes y una suspensión pivotante.

Las ruedas son buckyballs, esferas de carbono puro que contienen 60 átomos cada una. El coche completo mide apenas 4 nanómetros de ancho. Es decir, es ligeramente más ancho que un filamento de ADN. Un cabello humano tiene aproximadamente 80.000 nanómetros de grosor.

Otros grupos han hecho objetos a nanoescala con forma de coche. Pero este es el primero que rueda "sobre cuatro ruedas en una dirección perpendicular a sus ejes", según informaron los investigadores. El objetivo final de los investigadores es construir camiones pequeños que puedan transportar los átomos y las moléculas por las fábricas en miniatura.

"Nos gustaría llegar a mover objetos y realizar trabajos de manera controlada a escala molecular, y estos vehículos son excelentes camas de prueba para eso", señaló James Tour, investigador de la Universidad de Rice y codirector del trabajo.

La configuración se detallará en uno de los próximos números de la revista Nano Letters. Los científicos tuvieron que utilizar la "microscopía de efecto túnel" para ver el coche y demostrar que rueda como tal.









Fuente-1

Fuente-2

Fuente-3

Fuente-4

Fuente-5



Si van a hacer comentarios fuera de lugar no se gasten porque seran borrados automaticamente


Gracias por visitar el post y si alguno quiere colaborar con este novato con algùn puntito se agradece tambien