NANO TECNOLOGIA
¿Qué es la nanotecnología?
A grandes rasgos, la nanotecnología es la manipulación y manufactura de materiales y artefactos a una escala atómica o molecular, es decir, nanométrica. Se trata de un campo muy amplio de investigaciones y aplicaciones todavía en consolidación.
La nanotecnología involucra la materia subatómica, así como los saberes específicos de disciplinas científicas como la química orgánica, la biología molecular, los semiconductores, la micro fabricación y la ciencia de las superficies, entre otras.
Dicho de manera muy simple, la nanotecnología parte de la idea de construir máquinas microscópicas con las que a su vez producir materiales novedosos, de una configuración molecular única y particular.
Sin embargo, la naturaleza de muchas de dichas “máquinas” no es semejante a las que empleamos en nuestro día a día, sino que bien pueden consistir en virus “reprogramados” genéticamente y otros medios biotecnológicos. En consecuencia, esta tecnología es una fuente infinita de posibilidades y, naturalmente, de peligros.
Además, a través de la nanotecnología se han construido nanomateriales, que son elementos inexistentes en la naturaleza y de propiedades asombrosas. Fueron creados a partir de la modificación de las moléculas de los materiales ya existentes.
Así, se ha abierto un gigantesco campo de investigación con aplicaciones virtualmente infinitas, que se encuentran aún bajo definición y experimentación. La nanotecnología promete traer consigo una nueva revolución industrial y científico-tecnológica.
Historia de la nanotecnología
En 1959 se habló por primera vez de la posibilidad de la nanotecnología y la nanociencia. El primero en hacer referencia a ellas fue un Premio Nobel de Física (1965), el estadounidense Richard Feynman (1918-1988), durante su discurso en Caltech (California, EE.UU.), en el que teorizó sobre la síntesis por manipulación directa de los átomos.
Sin embargo, el término “nanotecnología” fue acuñado en 1974 por el japonés Norio Taniguchi (1912-1999). Desde entonces, muchos han sido los que han soñado o han teorizado con la posibilidad de este tipo de máquinas y materiales de avanzada.
Por ejemplo, el ingeniero estadounidense Kim Eric Drexler (1955-) participó en la popularización del término y de este tipo de investigaciones, siendo en gran parte responsable del inicio formal del campo de estudio de la nanotecnología en la década de 1980. Ello, además, responde a los adelantos de la época en microscopía y al descubrimiento de los fullerenos en 1985.
A partir del año 2000 los nanomateriales comenzaron a emplearse industrialmente. En respuesta los gobiernos del mundo comenzaron a invertir enormes sumas en la investigación y desarrollo de la nanotecnología.
Sus aplicaciones al campo de la bioquímica, medicina y ingeniería genética se hicieron patentes poco después. Hoy en día se trata de uno de los campos científicos de mayor vigencia y demanda incluso en países del llamado Tercer Mundo.
¿Para qué sirve la nanotecnología?
En términos básicos, la nanotecnología es un tipo de ingeniería de materiales a escala atómica o molecular. Eso significa que permite manipular la materia a una escala infinitamente pequeña, de entre 1 y 100 nanómetros, es decir, más o menos entre el tamaño de una molécula de ADN (2 nm) y una bacteria del género Mycoplasma (200 nm).
Por lo tanto, las utilidades de la nanotecnología son virtualmente infinitas: desde intervenir la composición química de los seres vivos, permitiendo así modificar el ADN de seres vivos microscópicos y “programarlos” para llevar a cabo ciertas tareas bioquímicas, hasta la manufactura de materiales novedosos y de propiedades únicas, llamados nanomateriales.
Características de la nanotecnología
Interdisciplinar: Una de las principales características de la nanotecnología es que representa un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales.
También juega un papel muy importante la química para de cierta forma experimentar con las configuraciones de los átomos.
Teórica: Por los momentos no es aplicable a grandes escalas.
Nuevos comportamientos: La nanotecnología tiene la particularidad de que espera controlar átomos y moléculas. Con el propósito de otorgarle a los materiales nuevos comportamientos desde un punto de vista óptico, electrónico y magnético.
La mecánica cuántica rige la escala nanométrica: Esto podría significar que en el futuro se incluya esta área de forma indispensable para la creación de nuevos dispositivos.
Necesita potentes hardware y software: Esto se debe a que la representación computacional de los procesos a escala nanométrica es crucial para el desarrollo de la nanotecnología.
Tipos de nanotecnología
Nanotecnología descendente (top-down)
Nanotecnología ascendente (bottom up)
Es aquella que, a partir de átomos, moléculas o diversas nanoestructuras puede crear un mecanismo mayor que el inicial. De esta manera, en la nanotecnología ascendente se emplea un proceso de montaje o auto ensamblado. Con este tipo de nanotecnología la materia puede controlarse de manera extremadamente precisa, por eso, muchos la consideran como la «verdadera nanotecnología».
Nanotecnología seca
Esta nanotecnología se centra en la creación de materiales elaborados en carbón u otros semiconductores que no funcionan con humedad. Por ejemplo, silicio o materiales inorgánicos. Estos materiales no pueden funcionar en un entorno húmedo debido a que son extremadamente reactivos. Se suele emplear en el diseño de dispositivos mecánicos diminutos.
Nanotecnología húmeda
Se basa en organismos vivientes gobernados por las interacciones de estructuras de escalas nanométricas. Asimismo, la nanotecnología húmeda consiste en sistemas biológicos que existen en un entorno acuoso incluyendo material genético.
Nanotecnología computacional
Este tipo de nanotecnología establece que los átomos se pueden manipular si se emplean nano manipuladores controlados por computadores. Además, pretende trabajar con el modelado y simulación de estructuras complejas (a escala nanométrica, evidentemente).
Aplicaciones de la nanotecnología
Actualmente la nanotecnología se aplica en diversas áreas, siendo la medicina el principal campo donde se han realizado estudios e inversiones. Entre las diversas aplicaciones que existen podemos mencionar:
Textil. Actualmente se usa para la creación de tejidos inteligentes que tengan la capacidad de limpiarse de forma automática y poseer nanochips que les permitan cambiar el color y la temperatura.
Cosmética. Se ha implementado para las cremas antiarrugas y los protectores solares, los cuales son creados por medio de nanopartículas.
Agricultura. Con el uso de esta ciencia se han podido diseñar mejores productos para la mejora de los suelos. Entre estos productos podemos encontrar los plaguicidas, herbicidas y fertilizantes.
Ganadería. Con la nanotecnología podemos detectar enfermedades en los seres vivos a tiempo. Por lo tanto, se ha implementado en la ganadería para conocer si el animal posee sustancias tóxicas perjudiciales para el ser humano.
Alimentos. En esta parte se han creado los nanosensores y nanochips para analizar todo sobre cada alimento, teniendo como función actuar como los sentidos del olfato y del gusto. Además, también se usan para detectar el tiempo de vida en estos alimentos.
Medicina. Como ya mencionamos, es el campo con el que se han realizado más investigaciones. En esta área se ha hecho uso de las nanopartículas para la creación de fármacos, detección de enfermedades y el desarrollo de tratamientos.
Beneficios
Hoy en día la nanotecnología puede ser aplicada en múltiples campos. Esto trae muchos beneficios tanto para el ser humano como para otros seres vivos y el medio ambiente que nos rodea. Entre estos beneficios podemos encontrar:
+ Mayor precisión a la hora de trabajar a niveles microscópicos.
+ Resultados a largo plazo.
+ Reducción de costes a futuro.
+ Innovación de forma constante.
+ Mejor manejo en cuanto a las dosis de fármacos.
+ Diagnósticos y tratamientos de mayor eficacia.
+ Desarrollo de materiales no contaminantes.
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