Hiatoria De La Nanotecnologia

1.0 ¿QUÉ ES LA NANOTECNOLOGÍA Y NANOCIENCIA?

La ciencia y la tecnología son aspectos fundamentales en la vida moderna del ser humano y en consecuencia estas definen dos facetas dentro de las actividades del ser, diferentes pero a la vez, ligadas la una con la otra. Según el diccionario de la Real Academia Española define, entre varias acepciones a la ciencia como: “el conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente ordenados y de los que se deducen principios y leyes generales”. Y a la tecnología como: “el conjunto de teorías y de técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico”, por tanto, describen en parte la naturaleza del hombre al estar siempre interesado en conocerse a sí mismo y al entorno que lo rodea; y por otro lado el hecho de querer manipular, modificar y construir una realidad a través de la realidad misma.

Ahora bien, si añadimos el prefijo nano para estos dos términos sencillamente significa que nos adentramos en el reino de lo realmente diminuto, para ser más precisos, nos referimos a la posibilidad de conocer las propiedades y fundamentos de los objetos; y diseñar objetos o dispositivos con funciones específicas cuyas dimensiones son de unos pocos nanómetros. El nanómetro es una unidad de longitud equivalente a la mil millonésima parte de un metro (10-9 m).

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.

La nanociencia es el estudio de átomos, moléculas y objetos cuyo tamaño se mide sobre la escala nanométrica (1-100 nanómetros).

1.1 HISTORIA

Richard Feynman (premio Nobel de Física en 1965, por sus estudios en el campo de la electrodinámica cuántica) en su famosa conferencia titulada “Hay mucho espacio en el fondo” marcó un hito para su desarrollo haciendo ver la posibilidad de mover las cosas átomo por átomo; pero que dicha posibilidad se veía limitada ya que el hombre no tenían las herramientas adecuadas que facilitaran manipular y controlar los átomos y moléculas para que estos realizaran acciones especificas. El concepto de nanotecnología fue adoptado en 1974 por Taniguchi Norio quien en un trabajo suyo publicado en el “Proceeding of the International Conference of Production and Engineering” utilizó para hacer referencia a la tecnología aplicada a escala atómica y molecular

La nanotecnología comenzó en la década de los 80’s en la empresa IBM (Gerd Binning y Heinrich Roherer) desarrollando el microscopio electrónico de túnel de barrido que lograron imágenes a escala atómica para después poder moverlos. Esta herramienta ha sido la antecesora de otras herramientas, los microscopios de proximidad que permiten medir otras fuerzas como la fuerza y la intensidad luminosa a escala nanométrica, y lo que es más importante, manipular la posición de los átomos sobre una superficie a voluntad. Siguieron avances tecnológicos como el descubrimiento de los nanotubos de carbono con excelentes propiedades mecánicas y eléctricas, siendo las investigaciones de Sumio Iijima en 1991, unas de las más trascendentes. En la década siguiente se fue fraguando una definición que afirmaba que la Nanotecnología era “la tecnología donde las dimensiones o tolerancias en el rango de 0.1 a 100 nm

Dentro de la nanotecnología convergen de manera multidisciplinaria la Física, Química, Biología, Biotecnología, Manufactura, Medicina, Agricultura, Electrónica, Tecnologías de la Información, la Ciencia de Materiales, las Ingenierías en general, etc. Con esta interdisciplinariedad se abre una enorme oportunidad de investigación y desarrollo con cambios de paradigma e inmensos potenciales de aplicación en campos cotidianos como el ambiente, la energía, la salud o menos conocidos como defensa o seguridad nacional.

A la fecha los avances de la nanotecnología y de la nanociencia se han diversificado y junto con el entusiasmo de los científicos, ha permitido que el ritmo de crecimiento de esta “nueva” ciencia vaya en auge y permita que hoy en día existan cerca de tres mil productos generados con nanotecnología, la mayoría para usos industriales. Ofreciendo una nueva opción para la Economía justificado en la mejora de la calidad de vida de los seres humanos.

1.2 MATERIALES

Los nuevos desarrollos en la manufactura a escala nanométricas pronostican una disminución de energía, reducción de desperdicio de materiales, menor uso de sustancias contaminantes, un aumento del reciclado, menores niveles de mantenimiento, mayores niveles de automatización.

Puede establecerse una clasificación de los nanomateriales en función del tipo de elementos estructurales que los componen. Así se distinguen:

• Nanopartículas: Exhiben la absorción óptica a unas longitudes de onda muy específicas en función de su tamaño. Este efecto puede ser explotado para fabricar sensores ópticos extremadamente precisos en el rango que va desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, planeándose extender este rango a otras longitudes de onda.

• Nanocompositos: Se identifican como materiales compuestos en parte o en su totalidad por diferentes nanopartículas o nanofases. Se obtienen nuevas propiedades mecánicas como la súper dureza, menor coeficiente de fricción, elasticidad, propiedades, ópticas, las eléctricas y/o las magnéticas.

• Nanocapas: Materiales con capas de recubrimiento donde una o varias tienen un espesor calculado en nanómetros; resistencia a la absorción, la corrosión, y mayor dureza.

• Materiales nanoestructurados: El crecimiento controlado de un material para conseguir una determinada estructura cristalina permite variar sus propiedades ópticas, catalíticas, mecánicas, su superficie de contacto, etc.

• Polímeros naturales nanoestructurados: Los polímeros naturales modificados con propiedades estructurales mejoradas, han adquirido gran importancia en la industria moderna.

• Polímeros auto-reparadores: Son materiales que pueden auto-curarse cuando se produce un daño en su estructura. La auto-reparación se consigue mediante la inclusión en la matriz polimérica de un catalizador y de nano-micro-cápsulas rellenas de un agente reparador. Cuando el polímero es dañado, la fractura producida se propaga a través de la matriz polimérica, provocando la rotura de las nano-microcápsulas situadas en la trayectoria de la fractura.

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