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¿Qué es la nanotecnología?

¿Qué es la nanotecnología?

La Nanotecnología

Jugando al lego con átomos - Nanotecnología

Con las mismas piezas de un juguete de construcción se puede hacer el muro de un castillo y las aspas de un helicóptero. Se puede hacer, en realidad, lo que se quiera, siempre que se ensamblen bien los pequeños ladrillos. En ese principio se basa la nanotecnología, sólo que los científicos juegan al lego con átomos y moléculas. Con un aliciente extra: a escalas tan pequeñas, de millonésimas de milímetro –nanómetros-, la materia se comporta de forma extraña, y a veces esas rarezas pueden aprovecharse para fabricar estructuras con aplicaciones inesperadas. Ése es el reto al que se enfrentan tres proyectos españoles financiados por el Consejo Europeo de Investigación (ERC). Buscan desde un nuevo método de detectar células tumorales hasta paneles solares que transformen luz en electricidad como lo hacen las plantas.

El sueño de construir un mundo nuevo a medida, controlando una a una las piezas de materia más pequeñas que se pueda manipular, es de hace ya medio siglo. Pero desarrollar las herramientas necesarias para hacerlo ha costado décadas, y los científicos aún se llevan muchas sorpresas con el comportamiento de la materia a esas escalas. En el laboratorio de Montserrat Calleja, en el Instituto de Microelectrónica de Madrid (Consejo Superior de Investigaciones Científicas,CSIC), se llevaron una hace unos años.

Trataban de medir la rigidez de una bacteria E-coli, montándola sobre una nanopalanca; esperaban que con la bacteria encima la nanopalanca vibrara menos, que es lo que ocurriría en el mundo macroscópico –una cuerda tensa con un peso encima acaba por pararse-. Pero no, la vibración aumentó. “En vez de tirar el experimento a la basura”, cuenta Calleja, “el estudiante se preguntó qué pasaba”. Descubrirlo –tiene que ver con que la nanopalanca y la bacteria, al ser de dimensiones similares, vibran juntos como un todo- supuso un importante avance para un grupo especializado en medir las propiedades mecánicas de objetos tan pequeños como las células humanas. Calleja tiene cuatro patentes licenciadas y ha creado una empresa, Mecwins, de biosensores nanomecánicos ultrasensibles.

Con el proyecto que el ERC financia este grupo intentará desarrollar sensores de células tumorales basados en sus propiedades mecánicas. “Se ha visto que la rigidez de las células tumorales es distinta de la de las células sanas”, explica Calleja. “Ahora hay marcadores bioquímicos [que detectan mutaciones genéticas] para distintos tipos de cáncer; ¿podría haber también marcadores biofísicos? ¿Podremos detectar el cáncer en fases muy tempranas midiendo en una muestra de sangre la elasticidad de las células?”.

El primer paso es confirmar que efectivamente la rigidez es un parámetro útil para distinguir células tumorales. Para ello el grupo trabajará en colaboración con el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), accediendo a muestras de su banco de tumores. Luego habrá que fabricar los nanosensores en sí, nanohilos -funcionan como nanopalancas- sobre placas de silicio: “las células en la muestra aterrizan sobre el nanohilo, y el sensor emite una señal que lee un láser”, dice Calleja. En cada sensor habrá cientos de nanopalancas.

Adrian Bachtold, del Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología (CSIC-ICN), en Barcelona, también investiga la vibración de nanoestructuras, en este caso nanotubos de carbono y grafeno, de apenas un átomo de grosor: “Es como escuchar la cuerda de una guitarra”. Sólo que el instrumento es tan sensible que basta la interferencia de un único átomo para cambiar su melodía. Así lo que se tiene es una técnica ultrasensible para medir masas. “Es una forma de medir átomos individuales, todo tipo de átomos”, explica Bachtold. “Entramos en un nuevo régimen de sensibilidad en la medida de la masa, y el primer objetivo es explorarlo”. El grupo entrevé aplicaciones en medicina, biotecnología, ciencia de materiales… pero a medio o largo plazo.

Fte.:  elpais.com     http://goo.gl/0yuBn


Nanotecnología - Nanotechnology - Explicación

DEFINICIÓN: 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. 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-.


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 nanotecnología y la nanociencia 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. El ganador del premio Nobel de Física (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 Caltech (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).
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.
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?.


Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando más acerca de estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales inertes, sino en la búsqueda de moléculas orgánicas en nuestro organismo.


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.


Con todos estos avances han surgido nuevas ciencias, por ejemplo, la Ingeniería Genética que hoy en día es discutida debido a repercusiones como la clonación o la mejora de especies.


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.
Actualmente, alrededor de 40 laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas 300 empresas tienen el término ?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 para este año ha destinado 570 millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.


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 empresas tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnologia para mejorar su competitividad en sectores habituales, como textil, alimentación, calzado, automoción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las empresas pertenecientes a sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotectologia en sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la cifra en uso cotidiano es del 0,1 % Con la ayuda de programas de acceso a la nanotecnologia se prevé que en 2014 sea del 15 % en el uso y la producción manufacturera.


ENSAMBLAJE INTERDISCIPLINARIO. La característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol 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 específico 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 diluirse, y es precisamente por esa razón por la que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente.
Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:


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

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)

Fte.: http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnología

 


Nuestro mundo material está compuesto de átomos. Ésta era la tesis que el filósofo griego Demócrito sostenía hace ya más de 2.400 años. Los griegos modernos le han mostrado su agradecimiento estampando su efigie en las monedas de 10 dracmas, que están muy extendidas, aunque no tanto como los átomos. Una sola gota de agua contiene alrededor de 1.000.000.000.000.000.000.000 de átomos, ya que estos son minúsculos: su tamaño sólo es de un décimo de un nanómetro, y un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro. Algunos siglos más tarde, el escritor romano Lucrecio compuso un poema sobre los átomos: El universo consiste en un espacio infinito y un número infinito de partículas irreducibles, los átomos, cuya variedad es también infinita. Los átomos varían sólo en la forma, el tamaño y el peso; son impenetrablemente duros e inalterables, son el límite de la divisibilidad física. Todo eso estaba muy bien, pero no dejaba de ser pura teoría. Durante mucho tiempo, no se prestó más atención a la cuestión. En el siglo XVII, Johannes Kepler, el famoso astrónomo, estudió los copos de nieve y publicó sus ideas en 1611: la forma regular de los copos sólo podía deberse a la unión de bloques simples e idénticos. La idea del átomo se puso de nuevo en primer plano. <b>Continuará....</b> Fte: www.BMBF.de

HISTORIA DE LA NANOTECNOLOGÍA

Historia cronológica de la Nanotecnología
Fecha
Acontecimiento
Los años 40 Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.
1959 Richard Feynmann habla por primera vez en una conferencia sobre el futuro de la investigación científica: "A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo".
1966 Se realiza la película "Viaje alucinante" que cuenta la travesía de unos científicos a través del cuerpo humano. Los científicos reducen su tamaño al de una partícula y se introducen en el interior del cuerpo de un investigador para destrozar el tumor que le está matando. Por primera ve en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad científica. La película es un gran éxito.
1985 Se descubren los buckminsterfullerenes
1989 Se realiza la película "Cariño he encogido a los niños", una película que cuenta la historia de un científico que inventa una máquina que puede reducir el tamaño de las cosas utilizando láser.
1996 Sir Harry Kroto gana el Premio Nobel por haber descubierto fullerenes
1997 Se fabrica la guitarra más pequeña el mundo. Tiene el tamaño aproximadamente de una célula roja de sangre.
1998 Se logra convertir a un nanotubo de carbón en un nanolapiz que se puede utilizar para escribir
2001 James Gimzewski entra en el libro de récords Guinness por haber inventado la calculadora más pequeña del mundo.

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