NANOTECNOLOGÍA

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 (nano materiales). 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 manojo sabiendo que un manojo de unos 50 no tiene el tamaño de 5
capas de moléculas o átomos -depende de qué esté hecho el manojo-.

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.

Definición
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, 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.

La nanotecnología promete soluciones vanguardistas y más eficientes para los problemas

ambientales, así como muchos otros enfrentados por la humanidad, desde nuevas
aplicaciones médicas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos
otros.

Las nanotecnologías prometen beneficios de todo tipo, desde aplicaciones médicas nuevas
o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros; sin embargo, el
concepto de nanotecnología aún no es muy conocido en la sociedad.

Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro. Para comprender el potencial de

esta tecnología es clave saber que las propiedades físicas y químicas de la materia
cambian a escala manométrica, lo cual se debe a efectos cuánticos. La conductividad
eléctrica, el calor, la resistencia, la elasticidad, la reactividad, entre otras propiedades, se
comporta de manera diferente que en los mismos elementos a mayor escala.
Historia
El ganador del premio Nobel de Física (1965), Richard Feman fue el primero en hacer
referencia a las posibilidades de la nano ciencia y la nanotecnología en el célebre discurso
que dio en el Catch (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 Rosalinda 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 más
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 nana medicina es una de las áreas que más puede contribuir al
avance sostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y
cibaje 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 Nacional
Nanotecnología Iniciativa.

En España, los científicos hablan de “nano presupuestos”. 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 nanotecnología 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 nanotecnología 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 nanotecnología 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 nano partículas 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
Nanotecnología avanzada
La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un
término dado al concepto de ingeniería de nano sistemas (máquinas a escala manométrica)
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 pueden 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 biocinéticas. Sin embargo, K. Eric Desleír 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 Batalle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del
Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006.

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: [cita  requerida]

 Almacenamiento, producción y conversión de energía.

 Armamento y sistemas de defensa.
 Producción agrícola.
 Tratamiento y remediación de aguas.
 Diagnóstico y cibaje 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 (Nano termología).

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
aditiva dos con nano arcillas, 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 nanas arcillas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas
gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores,
reduciendo así los costes asociados a los materiales.

Los procesos de incorporación de las nano partículas se pueden realizar mediante

extrusión o por recubrimiento, y los parámetros a controlar en el proceso de adivinación
de los materiales son: la dispersión nano partículas, la interacción de las nano partículas
con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nano partículas y la
cantidad de nano partículas incorporada.

En aonia centro tecnológico están desarrollando y caracterizando nuevos nanocomposites

basados en polímeros y mezclas poliméricas para aplicaciones industriales,
funcionalización de envases de PET con nano arcillas, una metodología de diseño de
envases para sistematizar la incorporación de aspectos diferenciales clave para el éxito del
producto: nano compuestos para la mejora de las propiedades barrera de materiales de
envase y una sistemática de diseño de envases considerando las exigencias del
consumidor, desarrollando y evaluando materiales funcional izados con nano arcillas.

La superficie a escala nana

12 Julio, 2010, por admón.

Por Ya Young Ruy

La Física de Superficies está estrechamente ligada con la nano ciencia en el momento en
que reducimos el tamaño del sólido y la relación superficie/volumen aumenta. Los
sistemas de baja dimensional dad poseen propiedades físicas (ópticas, eléctricas, térmicas,
mecánicas) que difieren completamente de las del material masivo y se comportan como
verdaderos laboratorios donde podemos estudiar  importantes efectos cuánticos.

Todos los tópicos principales de la ciencia de superficies que se pudieron desarrollar

gracias a la tecnología de ultra alto vacío y la era de la microelectrónica, tales como la
búsqueda de catalizadores eficaces para importantes aplicaciones industriales, sensores, o
la tribología se han reciclado a escala nano y además, a fecha de hoy, con técnicas
disponibles a altas presiones (STM, AFM) que permiten la caracterización in situ de la
evolución de las superficies, la fabricación por nano litografía y la entrada a aplicaciones
biológicas y medicinales.
Proeza nanotecnológica

Sólo la nanotecnología ha permitido verificar esta hipótesis científica y ha convertido en

posible la realización práctica y la aplicación directa de los cálculos de la física
fundamental al respecto.

Las investigaciones que han conducido a este hallazgo comenzaron con el estudio de las
características ópticas de un material híbrido que había sido obtenido por investigadores
de la universidad de Carretón.

El nuevo material está formado por una combinación de moléculas de átomos de carbono,
de un nanómetro (millonésima de milímetro) de diámetro, conocidas como buckyballs, y
de un polímero (los polímeros son macromoléculas, por lo general orgánicas, formadas
por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeras).

El resultado de esta combinación es una pequeña película lisa y transparente que es capaz
de orientar el paso de los fotones en una dirección determinada. Hasta que apareció el
trabajo de la Universidad de Carretón no se había conseguido controlar la luz a través de
la luz, dificultad conocida como brecha cuántica “Kizil” (Kizil quantum gap).
Nuevas propiedades
Lo que han hecho los investigadores de la Universidad de Toronto es estudiar las
propiedades ópticas de esta nueva sustancia híbrida, lo que les permitió descubrir que es
capaz de procesar datos y de transportarlos en ondas de telecomunicaciones, es decir, en
infrarrojos de luz, que son los utilizados en los cables de fibra de óptica.

En estas condiciones, los fotones interactúan entre ellos con una intensidad jamás
alcanzada que se aproxima a los cálculos teóricos de la mecánica cuántica.

Aplicado a los sistemas de comunicaciones de fibra óptica, este material puede elevar
hasta 100 veces las más rápidas velocidades actuales de conexión a Internet, lo que
significa una reactividad a las señales emitidas del orden de picosegundos (1 picosegundo
= 1 x 10 -12 segundos).

La combinación de los descubrimientos combinados de las universidades de Toronto y

Carretón ha permitido así una aproximación sin precedentes a los límites teóricos de la
mecánica cuántica.

Nuevos campos
La aproximación nanotecnológica empleada y su aplicación a la ciencia de los materiales
ópticos no lineales regidos por los principios de la física cuántica, abre además otros
campos al desarrollo de nuevos materiales, según sus creadores.

La primera etapa del desarrollo de las nanotecnlologías ha consistido en la manipulación

de átomos de carbono para conseguir dos tipos de estructuras moleculares.

La primera de estas estructuras son las "buckyballs", que consisten en una forma cristalina
del carbono con sesenta átomos unidos en una forma esférica como el domo geodésico del
arquitecto Buckminster Fuller, que es el que da origen a su denominación.

La segunda estructura nanotecnológica son los "nanotubos", que asocian cadenas de

átomos de carbono, y producen un material que resulta ser 100 veces más sólido que el
acero y seis veces más ligero. Los nanotubos suelen tener 1 nanómetro de diámetro y
100.000 nanómetros de largo.
Almacenamiento,produccion y Armamento y sistema de
produccion agricola
conversion de energia defensa

tratamiento y remediacion de diagnostico y cibaje de

aguas enfermedades