Nanotecnologia

1. INTRODUCCIÓN

La nanotecnología es la ciencia que se aplica a nivel molecular y está relacionada con el tamaño de las partículas nanométricas. Está comenzando a introducirse en una gran variedad de productos y promete acelerar el desarrollo de nuestras vidas. La materia manipulada a escala nanométrica muestra propiedades físicas y respuestas diferentes a cuando se encuentra en estado natural.

Por lo tanto, los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y, en ocasiones menos costosos con propiedades únicas. El hidróxido de calcio como material odontológico ha perdurado por muchos años debido a sus diversas propiedades y usos, podríamos confeccionarlo a nivel nanopartícula, esperando un beneficio para los tratamientos odontológicos, como la regeneración pulpar, como desinfectante a nivel radicular, para la formación de una barrera dentinaria, entre otras.

En base a lo anterior el presente trabajo de investigación se enfoco a la síntesis de nanopartículas de hidróxido de Calcio Ca(OH)2 con fines odontológicos para en trabajos futuros poder realizar el estudio antimicrobiano y la influencia de su pH para lograr la desinfección del conducto radicular. La síntesis y caracterización de nanopartículas de Ca(OH)2 la cual se llevó a cabo a alta temperatura mediante el uso de dioles como medios de reacción. Obteniéndose nanopartículas de tamaño manométrico menor a los 20 nm y de morfología esférica esto principalmente para cuando se trabajo a altas temperaturas.

2. ANTECEDENTES

En la nanotecnología, una partícula se define como un objeto pequeño que se comporta como una unidad de conjunto, en razón de su transporte y propiedades. Además, se clasifican según el tamaño en: términos de diámetro, las partículas finas cubren un rango de entre 100 y 2,500 nanómetros, mientras que las partículas ultrafinas, son de tamaño entre 1 y 100 nanómetros. Al igual que las partículas ultrafinas, las nanopartículas son de tamaño entre 1 y 100 nanómetros (Zhang Peihong, 2000).

Los nanoclusters tienen al menos una dimensión de entre 1 y 10 nm y una distribución de tamaño estrecha. Los nanopolvos son aglomerados de partículas ultrafinas, nanopartículas ó nanoclusters. También existen los nanocristales, encontrándose muchas veces dentro de las denominadas partículas ultrafinas.

Aunque las nanopartículas se consideran en general un invento de la ciencia moderna; realmente tienen una muy larga historia. Las nanopartículas fueron utilizadas por los artesanos en el siglo IX en Mesopotamia, para generar un efecto brillante sobre la superficie de las ollas de cerámica. (Zhang Peihong, 2000).

Incluso en estos días, la cerámica de la Edad Media y el Renacimiento tiene oro ó cobre de color metálico (figura 1). Esto denominado brillo, es causado por una película metálica que se aplicó a la superficie transparente de un vidrio. El brillo todavía puede ser visible si la película se ha resistido a la oxidación atmosférica y al desgaste.

El brillo se originó dentro de la propia película, que contiene nanopartículas de plata y cobre dispersos homogéneamente en la matriz vítrea del esmalte de cerámica. Estas nanopartículas fueron creadas por los artesanos mediante la adición de cobre y plata, las sales y óxidos, junto con el vinagre, ocre y arcilla, en la superficie de cristal de cerámica previamente. El objeto fue colocado en un horno y se calienta a 600 °C en una reducción de la atmósfera. En el calor del esmalte se ablandan, haciendo que los iones del cobre y la plata emigren a las capas superficiales del esmalte. Allí, la atmósfera reduce los iones de nuevo a los metales, que luego se reunieron formando las nanopartículas que dan el color y efectos ópticos.

La técnica de lustre mostró que los artesanos antiguos tenían un conocimiento empírico bastante sofisticado de los materiales. La técnica se originó en el Islam. Como a los musulmanes no se les permitió utilizar el oro en las representaciones artísticas, tenían que encontrar una manera de crear un efecto similar sin utilizar oro auténtico. La solución que encontraron fue con brillo.

En los materiales a base de nanopartículas de forma esférica, cúbica o en forma de espiral, se pueden apreciar que las nanopartículas oscilan de 5 a 100 nm, resultando tener propiedades dramáticamente diferentes (Allaker RP, 2010). Unas de las propiedades que mejoraron en los materiales, son: la dureza, el área de superficie activa, reactividad química y actividad biológica. (Allaker RP, 2008).

El científico inglés Faraday, descubrió en el año 1820, la ley de inducción magnética, por la que una variación de flujo magnético produce una fuerza electromotriz. El resultado es que toda la tecnología eléctrica moderna empezó con el descubrimiento de Faraday, padre de la nanotecnología (Sandoval Francisco, 2002).

En la electrónica actual está basada en el transistor más o menos compactado con las técnicas microelectrónicas. El transistor ha abierto el espacio a los humanos dándonos una vida más larga y llevadera. Bardeen, físico teórico, es el único Premio Nobel doble en física. Uno por el transistor (1956) y el otro por la teoría de la superconductividad (1972). El transistor es el paradigma más claro de cómo la ciencia y la tecnología van abrazadas (Sandoval Francisco, 2002).

Los japoneses compraron a los Bell Laboratories la patente de los transistores, lanzándose rápidamente a su desarrollo tecnológico. Japón y Estados Unidos, son los países que se lanzaron a la aventura de la integración de transistores a la microelectrónica, sin duda la ventaja inicial que tuvieron estos países han marcado diferencias de un tamaño abismal sobre otros. La miniaturización y la microelectrónica, han permitido el desarrollo tan fenomenal de las últimas décadas. Las perspectivas técnicas y financieras son enormes, pero la miniaturización no es suficiente.

El físico teórico Richard Feynman (Premio Nobel 1965) inició una charla diciendo: “no me hablen de micropositivas, ni de filminas, quiero saber de mover átomos y formar configuraciones distintas con ellos, escribir con átomos”. Sólo había un problema, no tenía la idea de cómo hacerlo, no tenía una visualización para llevar a cabo la tarea.

Gerd Binning y Heinrich Rohrer, en 1982 hicieron el descubrimiento que abrió el camino que nos lleva a un terreno con una fisonomía nueva, descubrieron el Microscopio de Efecto Túnel (Premio Nobel 1986). Este consiste básicamente en detectar una corriente eléctrica túnel, no permitida clásicamente pero si cuánticamente, entre una punta de dimensiones atómicas y una superficie. La corriente es minúscula, 1 nanoamperios (0.000000001 Amperios) cuando se aplica un voltaje de milivoltios. Resulta que analizando la corriente cuando la punta se mueve paralelamente a la superficie se pueden visualizar átomos como entidades independientes, uno por uno. El microscopio funciona en campo cercano, a una distancia de dos o tres átomos de la superficie. Después de él y basados más o menos en el mismo principio, se han desarrollado otra serie de microscopios o herramientas que tienen la precisión de trabajar en el nanómetro. Para lo que sigue 1 nano = 0.000000001.

Feynman, además de manejar nanotubos y otras moléculas y macromoléculas, buscaba realizar un nanobarco, que entrara en los vasos sanguíneos y detectara una enfermedad en estado precoz, depositando una cantidad de droga que la corrija localmente sin que afecte a otras partes del organismo. También buscaba poder fabricar trillones de chips que sean capaces de tomar un pigmento y pintar un barco por su superficie.

Uno de los candidatos, son las memorias magnéticas, naturalmente se necesitan lectores magnéticos en el nanómetro. Se han hecho patentes en este campo y está a la vanguardia de esta investigación con el desarrollo de nanocontactos magnéticos balísticos que presentan una gran magnetoresistencia a temperatura ambiente.

La memoria de un Terabit es la que tiene un ser humano. Esto quiere decir que su funcionamiento será inteligente. Con tal memoria no solo se podrán almacenar datos sino también los analizará, seleccionará y tomará las decisiones más convenientes en un momento determinado. Esto es inteligencia. Con tal memoria será posible mantener conversaciones audiovisuales mientras paseamos o quizá ver la televisión con un chip integrado en el ojo.

El cerebro humano no es solo memoria, son también sus interconexiones que le permiten ser memoria y procesador al mismo tiempo, pero esto puede hacerlo por el Terabit de memoria que tiene. Ya existe el proyecto milpiés, el cual consiste en construir millones de pequeñas puntas de manera que unas lean datos y otras procesen, seleccionen y tomen decisiones. Este proyecto se desarrolla en IBM Zurich y tiene implicaciones científicas y tecnológicas de gran trascendencia como ocurrió con el microscopio de efecto túnel descrito anteriormente. Todo esto es nanotecnología, porque trata individualmente los elementos nanométricos y luego los integra o globaliza.

Es una globalización donde los individuos cuentan, es humanista. Sin embargo solamente lo anterior no es lo único ni lo más importante, podríamos llamarlo nanoelectrónica cómo un paso más hacia la miniaturización de la microelectrónica.

La naturaleza en su ruta de la vida nos está enseñando

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