NANOTECNOLOGIA: Que es la nanotecnología. – Riesgos que puede ocasionar. – Usos de la nanotecnología. – Nanotecnologia ya disponible. – Noticias y curiosidades. – Uso criminal.- Futuro de la nanotecnología.

Nanotecnología

http://www.scribd.com/doc/16219713/1BACA-G3-NANOTECNOLOGIA
Adrián García Barba Andrés Gas Barrachina Rafa Pallarés Palos

 

Índice

– Que es la nanotecnología. – Riesgos que puede ocasionar. – Usos de la nanotecnología. – Nanotecnologia ya disponible. – Noticias y curiosidades. – Futuro de la nanotecnología.

 

Que es la nanotecnologia?

La nanotecnología 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, es decir medidas muy pequeñas, que permiten la manipulación de átomos y moléculas. “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. Richard Feynman, premio Nobel de física, fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología (la diferencia entre nanociencia y nanotecnología es que la nanociencia trata de comprender qué pasa a estas escalas, y la nanotecnología busca manipularlo y controlarlo). Fenman propuso, en 1952, fabricar productos a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. Otra de las personas que ayudó al desarrollo de la nanociencia (y con ello de la nanotecnología) fue Eric Drexler quien predijo que la nanotecnología podría usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armas poderosísimas, como ya veremos en el apartado de “contras” de este tipo de materiales. Aunque muchos científicos califican de exageradas las predicciones de Drexler, lo cierto es que ha acertado en muchas de ellas. 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. El conocimiento de la nanotecnología tendrá una gran repercusión dentro de unos años ya que permitirá gran cantidad de avances en todo tipo de campos. Muchos entendidos del tema señalan que la nanocienca, dará lugar a una segunda revolución industrial mitad del siglo XXI ya que permitirá grandes avances en la industria gracias la creación de materiales con propiedades fuera de lo normal como por ejemplo: materiales más “fuertes” que el acero pero que pesen una tercera parte, etc…También supondrán un avance en campos como la cura de enfermedades en el cuerpo humano, pero esto ya se comentará más adelante.

La nanotecnología, a diferencia de la ingeniería genética, todavía no está en pasos de desarrollo; Se le puede considerar como “una ciencia teórica” ya que todavía no se le ha llevado a la práctica ya que aún no es viable, pero las repercusiones que acarreara para el futuro son inmensas.

La nanotecnología en España:

También hay que añadir que España se sitúa en la cola de la Unión Europea en lo que ha inversiones para la investigación de esta nueva ciencia se refiere. No se oyen en los medios de comunicación noticias con relación a esto además no suele ser tema de debate en ningún lado ( en España), por tanto se podría decir que no estamos contribuyendo nada al avance de la nanotecnología, ni siquiera hace unos años, cuando las relaciones con E.E.U.U, país puntero en esta nueva ciencia, eran mejores. Aunque el interés por esta practica, comienza a crecer en España, donde ya se han organizado varias congresos sobre este tema. La única empresa española que lleva a cabo investigaciones o progresos relacionados con este tema es, Nanotec Electrónica S.L., que se dedica a la comercialización de un microscopio necesario para investigar el mundo nanoscópico. Nota: Hemos leído en varios sitios que pone todo lo contrario, que España puede ser uno de los líderes en este apartado, aunque hemos creído que esta es la más creíble.

Conclusión:

En definitiva, hablaríamos de la nanotecnología( y de la nanociencia) como la ciencia definitiva; es decir, la ciencia útil y aplicable a todas las demás. Es decir, los avances conseguidos en esta práctica, serian útiles y permitirían avanzar a las otras ciencias, debido a sus múltiples aplicaciones, que más tarde comentaremos.

Riesgos que puede ocasionar su uso.
Plaga Gris
Uno de los temas mas comentados en el sentido negativo de la nanotecnología es la plaga Gris. Esta hipotesis, plantea que al poder usar particulas tan microscopicas e incluso nanobots, se pudiera crear o simplemente se autodesarrollara, una especie de plaga que atacase sigilosamente y de forma invisible a toda la humanidad, alimentandose de su materia y acabando con ella.

Esta hipotesis es planteada desde la posición de la ciencia ficción ya que por el momento no se poseen tantos conocimientos sobre la materia de la nanotecnología.

Veneno y toxicidad Como sabemos, se están creando nuevas nanosustancias que podrían ser toxicas y que podrían afectar de forma adversa a las membranas celulares y los tejidos del cuerpo humano, así como pudiendo debilitar o anular el sistema inmunológico. 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. Las nanopartículas de dióxido de titanio se usan normalmente en pantallas de sol, haciéndolas transparentes, al contrario de las grandes partículas de dióxido de titanio, que hacen a las pantallas de sol parecer blancas.

Armas Como en todas las investigaciones con grandes inversiones de dinero y con una capacidad potencial muy grande, la nanotecnología puede ser militarizada, ya que daría muchas ventajas, mejorando las armas y mejorando la relación Fuerza-Peso de los equipajes y las armas. Tambén podriamos estar hablando de una modificación de la radiación EM, cosa que ayudaría a las aplicaciones sigilosas. Por no hablar de la electrónica molecular, que podría ser usada para insertar equipos informaricos en misiles o cualquier otro sitio. Al hablar de nanotecnología hablamos de objetos casi invisibles e indetectables, por lo cual se podrían crear microfonos o camaras del tamaño de nanometros.

USOS DE LA NANOTECNOLOGÍA

La nanotecnología comprende básicamente un conjunto de técnicas con aplicaciones potenciales en la mayoría de los sectores industriales existentes en la actualidad, y con el potencial de ayudar a crear nuevas industrias. Estas técnicas comparten el objetivo de hacer cosas cada vez más pequeñas, más pequeñas de hecho que los límites físicos establecidos en los microchips (100 nanometros, o 100 millonésimas de un milímetro) aunque más grandes, naturalmente, que el átomo individual (0,1 nanometros). A menudo se distinguen dos enfoques: la miniaturización de arriba a abajo de microtecnologías y la construcción controlada de abajo a arriba de materiales y dispositivos a partir de átomos y moléculas individuales. La nanotecnología puede utilizarse para investigación en ciencia de los materiales, física, química, biología y medicina. Además, a veces se considera como una opción futura para el desarrollo, o incluso en ciertos casos ya en uso, en I&D en materiales y producción industrial (tecnología de ultra precisión), catálisis, electrónica, productos farmacéuticos (fármacos inteligentes), tecnologías biomédicas, (órganos artificiales), energía (nuevos materiales fotovoltaicos, baterías) y detección ambiental. Algunos productos están ya o van a estar próximamente en el mercado. Estos productos son principalmente nuevos materiales nanoestructurados e instrumentos y técnicas para su fabricación. Los ejemplos incluyen láseres en reproductores de CD, espejos y lentes de alta calidad e incluso lápices de labios, etc

La nanotecnología se podría emplear para pillar a conductores borrachos.
Según un artículo publicado la tecnología ultra pequeña podría ayudar a que las carreteras se vuelvan seguras, detectando a los conductores que hayan bebido. Investigadores de una Universidad de China, han utilizado la nanotecnología para hacer un alcoholímetro mejorado. Para ello, se colocaron trocitos de óxido de zinc de 15 nanómetros de diámetro en “nanoflores”, una nanoestructura totalmente nueva. El óxido de zinc ya se utiliza en los sensores de etanol convencionales, pero dado que la nueva estructura los ordena en una estructura microscópica, la sensibilidad mejora. La resistencia del óxido de zinc a la electricidad cambia al ser expuesto al etanol en un proceso llamado adsorción. Entonces, las moléculas de etanol se fijan con más facilidad a la nanoestructura. El sensor del sistema se obtiene conectando dos patches de flores en un circuito. Un patch estaría expuesto a la muestra, mientras el otro permanece cerrado y, a continuación, se compara la resistencia entre ambos.

Uso criminal de la nanotecnología

Si ciertos aparatos, con mucha fuerza y potencia y mucho menos
tamaño, llegan a las manos de criminales y terroristas, éstos
podrían hacer mucho daño a la sociedad. Hay el riesgo de que nuevos
sistemas de seguridad y defensa contra este tipo de aparatos no se
desarrollen a tiempo para ser instalados de forma inmediata o
comprensiva. Los terroristas tendrían todo a su favor para cometer
sus actos de terrorismo. Se podrían fabricar armas químicas y
biológicas mucho más potentes y más fáciles de esconder. Sería
posible fabricar todo tipo de aparatos horrorosos, incluyendo
varias variedades de armas mortales que se activan por control
remoto, difíciles de detectar y evitar. Si este tipo de bomba
estuviese disponible en el mercado negro o fabricado en casas,
sería difícil encontrarlo antes de que fuese activado. Además, al
ser posible activar las bombas a través de una red informática, los
criminales no tendría que estar próximos a los sitios elegidos para
ser atacados.

Usos actuales

La nanotecnología ya tiene hoy un impacto en toda una gama de productos como nuevos alimentos, dispositivos médicos, recubrimientos químicos, maletines de control médico personal, sensores de sistemas de seguridad, aparatos de purificación del agua para viajes espaciales, pantallas para ordenadores de mano y para cine de alta resolución.

Uso en la información

El mercado mundial de la nanoelectrónica representa hoy miles de millones de euros y es el motor de todo lo que se hace hoy en nanotecnología. La

nanoelectrónica aumentará la potencia de los ordenadores y los transistores para uso en teléfonos, autos, aparatos domésticos y otros muchos aparatos industriales o diarios controlados por microprocesadores.

La salud humana

Estas posibilidades permitirán fabricar biosensores, biomateriales y una nueva generación de biochips para el tratamiento de enfermedades peligrosas como el cáncer y los problemas cardíacos. Estos dispositivos de bioingeniería, que funcionarán como implantes en el cuerpo, gotearán fármacos ‘inteligentes’ o depositarán nuevas células para reparar tejidos dañados. Con la nanotecnologia podemos fabricar una maquina microscopica capaz de manipular cadenas de ADN, se trata del primer paso hacia la construcción de “maquinas” ultramicroscópicas que algún día podrían ejecutar en espacios microscópicos tareas tan complejas como fabricar circuitos electrónicos y despejar vasos sanguíneos obstruidos en el cerebro. La pieza en forma de gozne, a la que es posible mover a voluntad, tiene apenas cuatro diez milésimas del espesor de un cabello humano.

Nanotecnología para detectar tumores

Un equipo de investigación ha utilizado con éxito la nanotecnología para diagnosticar, por formación de imágenes, tumores cancerosos. Según los investigadores, el descubrimiento tiene aplicaciones para la detección y definición de tumores. Y más importante aún: este nuevo mecanismo de administración ofrece la posibilidad de detectar otros agentes de diagnóstico que se pueden dirigir directamente a los cánceres en crecimiento.

Materiales ‘inteligentes’
La fabricación de nanoestructuras creará materiales con nuevas o mejores propiedades para uso en paneles solares, recubrimientos anticorrosión, herramientas de corte más resistentes y más duras, purificadores fotocatalíticos del aire, instrumentos médicos más duraderos, catalizadores químicos, y en la industria del transporte. Además, veremos nuevos materiales para aplicaciones y productos ópticos, electrónicos y de acumulación de energía.

NANOTECNOLOGÍA YA DISPONIBLE

Nanotecnología en Europa hace un balance de aplicaciones que utilizan técnicas de la nanotecnología y que ya están disponibles para el consumo o están a punto de lanzarse al mercado. Dichas aplicaciones incluyen:

• Nuevos sensores para aplicaciones en la medicina, en el control medioambiental y en la fabricación de productos químicos y farmaceuticos • Mejores técnicas fotovoltaicas para fuentes de energía renovable • Materiales más ligeros y más fuertes para la defensa, las industrias aeronaútica y automóvil y aplicaciones médicas • Envolturas “inteligentes” para el mercado de alimentos, que dan a los productos una aparencia de alimento fresco y de calidad • Tecnologías visuales que permiten pantallas mejores, más ligeras, finas y flexibles • Cremas de protección solar con nanopartículas que absorben los rayos UV. • Gafas y lentes con capas totalmente resistentes e imposibles de rayar • Y aparatos tan diversos y comúnes como impresoras, tocadores de CDs, airbags etc., cuya versiones más modernas contienen componentes logrados a través de la nanotecnología.

Noticias y Curiosidades

Almacenamiento Microscopico
Una de las aplicaciones mas pioneras y que podría causar un salto en lo que a informatica se refiere es un sistema de almacenamiento llamado “Millipede”. Este sistema permitiría almacenar 35 Gigabits por centímetro cuadrado con una velocidad de lectura/escritura muy similar a la de los discos rigidos de hoy en día. El sistema esta siendo desarrollado en un Laboratorio de IBM en Zurich y consiste en un conjunto de 1024 agujas de AFM en una matriz cuadrada de 50 Nanómetros.

Seguimiento de un tumor con Nanotecnología

Las biopsias proporcionan información precisa para el diagnóstico del cáncer, pero solo ofrecen una imagen del estado del tumor en un momento determinado. La capacidad de monitorizar la evolución de un tumor en las semanas o meses posteriores a la biopsia, para seguir su desarrollo y respuesta a los tratamientos administrados, podría facilitar la detección de metástasis y permitir llevar a cabo terapias personalizadas. Ahora, un equipo de investigación de Massachusetts ha desarrollado u dispositivo de diagnóstico implantable que hace precisamente eso. El dispositivo, que se podría insertar en el momento de la biopsia, es un implante cilíndrico de 5mm que contiene nanopartículas magnéticas recubiertas con anticuerpos específicos para el objetivo; y está hecho de polietileno, un material que se utiliza habitualmente en implantes

ortopédicos. Una membrana de policarbonato semipermeable permite que las moléculas objeto de análisis entren en el implante, manteniendo las nanopartículas magnéticas atrapadas en su interior. Una vez dentro del dispositivo, las moléculas se enlazan a la nanopartículas y hacen que se agrupen. Esas agrupaciones se pueden detectar, a continuación, con una resonancia magnética (IRM). Los investigadores utilizaron con éxito el dispositivo para realizar un seguimiento de un marcador tumoral en ratones durante un mes. Para ello, trasplantaron tumores humanos a los ratones y, a continuación, monitorizaron los niveles de gonadotrofina coriónica humana, una hormona producida por las células tumorales. Básicamente, consiste en llevar el laboratorio al interior del paciente, señaló Michael Cima, profesor de ingeniería y ciencias de los materiales del MIT. En última instancia, estos implantes podrían proporcionar información en tiempo real para saber si un tumor está creciendo o disminuyendo de tamaño, y si hay metástasis o ésta está a punto de producirse. Los dispositivos se podrían modificar también para monitorizar agentes de quimioterapia, o para medir el pH o los niveles de oxígeno, revelando el metabolismo del tumor y la respuesta terapéutica. La investigación ha sido realizada por investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology) y la Harvard-MIT Health Sciences and Technology, en Cambridge; y del Massachusetts General Hospital y el Tufts Medical Center de Boston.

Enfermedades de transmisión Sexual y Nanotecnología

Gracias a un grupo de científicos-investigadores provenientes de la Universidad de Yale, han logrado desarrollar un nuevo tratamiento contra enfermedades de transmisión sexual (ETS).

Según investigadores, este nuevo avance podría conducirlos a dar finalmente con métodos mucho más seguros y fáciles de usar, como lograrían ser simples pomadas antimicrobianas en donde la persona se la aplicaría de manera propia a modo de prevención o tratamiento del VIH. Básicamente, lo que este equipo de expertos ha realizado ha sido la carga de nanopartículas derivadas de un polímetro biodegradable conocido como PLGA, el cual tiene la capacidad de liberar siRNA (pequeñas moléculas de ARN interferente que silencian a los genes), inhibiendo de manera segura y total la función que realizan los genes de ETS. “La interferencia de ARN constituye un enfoque prometedor para la prevención y el tratamiento de enfermedades en humanos. Queríamos desarrollar una nueva estrategia de administración de siRNA con un material aprobado por la FDA”. Aun quedan pasos que dar y detalles que ultimar, pero donde no cabe duda que estamos parados frente a una prometedora puerta llena de nuevas posibilidades a la hora de hablar sobre enfermedades de transmisión sexual. Por el momento los investigadores afirman que trabajar con este nuevo método potencia significativamente la seguridad ante este tipo de enfermedades, incluso, superaría los conocidos métodos lipídicos actuales.

Futuro de la nanotecnología

La revolución nanotecnológica, se asocia, por una parte, a la “fabricación molecular” cuya viabilidad tendría un impacto enorme en nuestras vidas, en las economías, los países y en la sociedad en general en un futuro no lejano. Entre los efectos, destacan sus potenciales impactos en la medicina, la biología, el medioambiente, la informática, la construcción… En la actualidad los principales avances prácticos ya se dan en algunos campos: nanopartículas, nanotubos… Los progresos -más cuestionados- en materia de nanorobots y autoreproducción son objeto de polémica entre los expertos… Lo que no cabe duda es que la revolución ha comenzado. Y también el debate sobre sus beneficios y riesgos. En euroresidentes queremos contribuir a difundir toda la información útil a los interesados en un tema de la mayor relevancia científica y social.

  Si ciertos aparatos, con mucha fuerza y potencia y mucho menos tamaño, llegan a las manos de criminales y terroristas, éstos podrían hacer mucho daño a la sociedad. Hay el riesgo de que nuevos sistemas de seguridad y defensa contra este tipo de aparatos no se desarrollen a tiempo para ser instalados de forma inmediata o comprensiva. Los terroristas tendrían todo a su favor para cometer sus actos de terrorismo. Se podrían fabricar armas químicas y biológicas mucho más potentes y más fáciles de esconder. Sería posible fabricar todo tipo de aparatos horrorosos, incluyendo varias variedades de armas mortales que se activan por control remoto, difíciles de detectar y evitar. Si este tipo de bomba estuviese disponible en el mercado negro o fabricado en casas, sería difícil encontrarlo antes de que fuese activado. Además, al ser posible activar las bombas a través de una red informática, los criminales no tendría que estar próximos a los sitios elegidos para ser atacados.