NANOTECNOLOGIA

TECNOLOGIA II

NANOTECNOLOGÍA

PRESENTADO POR:

PRESENTADO A:

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRAL

V SEMESTRE

JORNADA NOCTURNA

BARRANQUILLA 2007

TABLA DE CONTENIDO

• 1 Introducción

• 2 Definición

• 3 Historia

• 4 Inversión

• 5 Ensamblaje interdisciplinar

• 6 Nanotecnología avanzada

• 7 Futuras aplicaciones

• 8 Beneficios de la Nanotecnología

• 9 Riesgos potenciales

o 9.1 Sustancias viscosas

o 9.2 Veneno y Toxicidad

o 9.3 Armas

1. INTRODUCCION

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. Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Para hacerse una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot, más o menos un nanobot de 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.

NANOTECNOLOGÍA

Representación de un nanotubo de carbono

2. Definición

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 metro10^(-9)metros. Para comprender el potencial de esta tecnología es clave saber que las propiedades físicas y químicas de la materia cambian a escala nanométrica, lo cual se debe a efectos cuánticos. La conductividad eléctrica, el calor, la resistencia, la elasticidad, la reactividad, entre otras propiedades, se comportan de manera diferente que en los mismos elementos a mayor escala.

Aunque en las investigaciones actuales con frecuencia se hace referencia a la nanotecnología (en forma de motores moleculares, computación cuántica, etcétera), es discutible que la nanotecnología sea una realidad hoy en día. Los progresos actuales pueden calificarse más bien de nanociencia, cuerpo de conocimiento que sienta las bases para el futuro desarrollo de una tecnología basada en la manipulación detallada de las estructuras moleculares.

3. Historia

El premio Nobel de Física 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 Al fondo hay espacio de sobra (There's Plenty Room at the Bottom).

Otro visionario de esta área fue Erick Drexler quien predijo que la Nanotecnología podría usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armas poderosísimas. Creador del Foresight Institute y autor de libros como Máquinas de la Creación Engines of Creation muchas de sus predicciones iniciales no se cumplieron, y sus ideas parecen exageradas en la opinión de otros expertos, como Richard Smalley.

4. 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.

5. Ensamblaje interdisciplinar

La característica fundamental de la 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

6. Nanotecnología avanzada

La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) 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 puede 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 biomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler 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 Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006.

Avances Nanotecnológicos (Noticias)

(Abril de 2007)

• Nanotijeras

Investigadores de Japón han desarrollado un par de tijeras a escala molecular que abren y cierran en respuesta a la luz. Según los científicos, estas diminutas tijeras son el primer ejemplo de una máquina molecular capaz de manipular mecánicamente las moléculas utilizando la luz.

Las tijeras tienen solo tres nanómetros de largo, siendo lo suficientemente pequeñas para administrar fármacos en las células o manipular genes y otras moléculas biológicas, señala el investigador principal, el doctor Takuzo Aida, profesor de química y biotecnología de la Universidad de Tokio.

Fuente: Nanowerk

Etiquetas: nanodispositivos

• Diagnosticar y tratar tumores cerebrales infantiles

Las nanoestructuras muestran su potencial para ayudar en el diagnóstico y tratamiento del cáncer cerebral infantil

La química y la biología se combinan en este innovador programa de investigación. Por medio de partículas sintéticas invisibles para el ojo humano, los investigadores esperan mejorar el diagnóstico y tratamiento de del cáncer cerebral infantil, el tercero más común en niños. Las partículas se llaman nanoestructuras o nanopartículas debido a su tamaño en nanómetros, una unidad tan pequeña que resulta casi inimaginable.

"La nanociencia y la nanotecnología han ido en aumento en los últimos diez años y, ahora, han llegado a un punto en le que pueden influir más allá de la ciencia general", señala la Doctora Karen L. Wooley, quien dirige este programa que pretende aprovechar

...