Nanotecnologia y algunas aplicaciones

“Nanotecnología y algunas Aplicaciones”

Rafael Caceres – 1161062

Adrian Sequera – 1161073

INTRODUCCION

La nanotecnologia 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 palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican a un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman. 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 definida por el tamaño es naturalmente un campo muy amplio. Las investigaciones y aplicaciones asociadas son igualmente diversas, yendo desde extensiones de la física de los dispositivos a nuevas aproximaciones completamente nuevas basadas en el autoensamblaje molecular, desde el desarrollo de nuevos materiales con dimensiones en la nanoescalas al control directo de la materia a escala atómica.

La nanotecnología puede ser capaz de crear nuevos materiales y dispositivos con un vasto alcance de aplicaciones, tales como en la medicina, electrónica, biomateriales, la producción de energía, ciencia de superficies, química orgánica, biología molecular, física de los semiconductores, microfabricación, etc.. Por otra parte, la nanotecnología hace surgir las mismas preocupaciones que cualquier nueva tecnología, incluyendo preocupaciones acerca de la toxicidad y el impacto ambiental de los nanomateriales, y sus potenciales efectos en la economía global, así como especulaciones acerca de varios escenarios apocalípticos. Estas preocupaciones han llevado al debate entre varios grupos de defensa y gobiernos sobre si se requieren regulaciones especiales para la nanotecnología.

La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema.

El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas.

• APLICACIONES

1. Nanomedicina:

La nanomedicina es la rama de la medicina que utiliza los conocimientos de la nanotecnología en la mejora de nuestra salud. La nanotecnología se dedica al control y manipulación de la materia a escala inferior a 1 micra (1.000 veces más pequeño que un milímetro), para crear materiales, sistemas e incluso minirobots (nanobots) con propiedades únicas, capaces de realizar casi cualquier función. La nanotecnología emplea materiales de ingeniería o dispositivos que interactúan con sistemas biológicos a nivel molecular y pueden revolucionar el tratamiento de enfermedades por medio de la estimulación, respuesta, e interacción con sitios específicos para inducir respuestas fisiológicas mientras se minimizan los efectos secundarios.

En la actualidad, la nanomedicina se ha focalizado en la prevención y el tratamiento de patologías con gran impacto en la población como enfermedades oncológicas, cardiovasculares, neurodegenerativas, etc, obteniéndose unos resultados más que esperanzadores.

Los prometedores resultados recogidos en diferentes estudios convierten a la nanomedicina en una de las variantes más esperanzadoras de los nuevos avances tecnológicos en medicina, aspirando a convertirse en una herramienta fundamental en lo que hoy llamamos medicina moderna.  Como dijo el visionario Julio Verne "Todo lo que una persona puede imaginar, otros pueden hacerlo realidad".

Uno de los principales avances de la nanomedicina son las llamadas nanocápsulas de oro.

Nanocápsulas de oro: las nanocápsulas están hechas de oro con recubrimiento de silicio y tienen propiedades ópticas calibrables que afectan su tamaño, geometría y composición. Esta invención fue principalmente de Cathy Murphy junto con su grupo  de trabajo Naomi Halas, Jennifer West, Rebeca Drezek, y Renata Pasqualin. [pic 2]

La principal función de estas nanocápsulas es combatir tumores, para el tratamiento de cáncer de mama, que consiste en inyectar nanoparticulas de oro en los tumores de mama aumentando la sensibilidad de las células cancerígenas al tratamiento radioactivo.

Uno de los principales problemas en la lucha contra el cáncer de mama es una pequeña población de células madre en los tumores que resisten a la radiación y a la quimioterapia, unas células que suelen producir la recurrencia de la enfermedad tras el tratamiento. Nanocápsulas de oro podrían reducir los tumores de mama. Los científicos han diseñado nuevas técnicas para ayudar a la radiación y a otras terapias tradicionales, incluyendo la hipertermia, en las que el tejido del organismo se expone a altas temperaturas superiores a los 45 grados centígrados. Nanocápsulas de oro podrían reducir los tumores de mama.

Investigaciones previas han mostrado que las altas temperaturas pueden dañar y eliminar las células cancerígenas y hacer más sensibles a la radiación a las células madre del cáncer con efectos secundarios mínimos para los tejidos sanos.

Sin embargo, en los pasados años se ha abandonado en gran medida la hipertermia debido a la dificultad de desarrollar herramientas para calentar los tumores de forma rápida y local. Los científicos, dirigidos por Rachel Atkinson, han diseñado nanopartículas de oro para activar el calor en las células madre y hacerlas más sensibles a la terapia de radiación. Los autores del trabajo muestran que la hipertermia administrada con nanopartículas de oro inhibe las células madre del cáncer en modelos de ratón del cáncer de mama.

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