Invención del Microscopio

Historia

Todos los estudiosos del tema coinciden en señalar al celebre físico teórico norteamericano Richard Feynman (1918-1988) como el iniciador de todo este camino hacia buscar en lo mas pequeño, en lo invisible a los ojos.

Todo comenzó con una memorable conferencia en el 1959 en la Sociedad Americana de Física donde expuso por primera ves la idea de manipular los átomos o más bien un puñado de átomos y de crear objetos átomos por átomos, todo a partir por supuesto a partir de las leyes de la mecánica cuántica que es la brújula orientadora que permite hacer todo estos cambios átomo por átomo(2) La mayoría de los autores hace referencia a que el contenido de la trascendental conferencia de Feynman solo se quedo en el ámbito puramente científico y universitario hasta el inicio de la década de los 80, donde un estudiante de unos de los institutos mas prestigiosos de los Estados Unidos de Norteamérica el Tecnológico de Massachutes (MIT) insinuó la posibilidad de crear sistemas tecnológicos a nivel molecular. (2)

Este estudiante llamado Eric Drexler ya siendo profesor publica un libro llamado ¨ Los Motores de la Creación ¨. Este libro da una visión profética de lo que será la nanotecnología molecular; pero conjuntamente con estos dos nombre en este campo de la ciencia van aparejados nuevos descubrimientos en técnicas experimentales, que permitieron la fabricación de materiales de dimensiones atómicas y moleculares; solo mencionare los mas importantes. (2)

La Invención del Microscopio de Barrido de Efecto Túnel.

Este microscopio fue inventado en 1982 por el suizo Gerad Bining y el alemán Heinrich Rohrer lo cual ambos recibieron el Nóbel de Física del año 1986; dicho microscopio dispone de una sonda afilada que en su extremo solamente hay un átomo, la cual se sitúa a la distancia de un nanómetro del material que se va ha operar y se pasa una pequeña corriente y a partir del efecto túnel (física cuántica) se puede reordenar los átomos a su gusto.

La Invención del Microscopio de Fuerza Atómica.

En el 1985 los mismos creadores del microscopio de barrido de efecto túnel crearon el de fuerza atómica (AFM) de similar resolución, pero este si entra en contacto con la muestra; lo cual se puede utilizar con materiales no conductores.

Los Fuelerenos.

Los fuelerenos fueron descubiertos en el 1985 por tres científicos norteamericanos; Richard Smalley, Robert Curl y Harold Kroto. Esto no es más que una nueva distribución espacial de los átomos de carbono, en este caso son 60 átomos de carbono en forma esférica o mas bien la forma de un balón de fútbol, es decir el carbono que siempre se ve en sus dos formas comunes; grafito y diamante lo encontramos ahora con una nueva forma, a partir de la manipulación de los átomos que lo forman. Esto les valió el Nóbel de Química en 1995.

Los Nanotubos de carbono:

Esta es otra forma alotrópica del carbono que se conoce. Son redes hexagonales de átomos de carbonos enrolladas en espiral formando cilindros lo más parecidos a tubos. Los nanotúbos tienen propiedades casi mágicas; mas fuerte ciento de veces que el acero y mucho más ligero es una de sus propiedades espectaculares.

Otros descubrimientos:

-Grabación de datos a escala manométrica .

- La utilización del ADN como bloques básicos.

- La creación de un conmutador de computadora a escala molecular. (2)

Un poco de física

Ha escala nanométrica el mundo de la física ya no es como estamos acostumbrado a verlo y sentirlo, ya no se cumple las leyes de Newton , sino la Física Cuántica o Física moderna.

Para la "manipulación" de los átomos a nuestro antojo no estaremos exentos a fenómenos físicos que estarán presente El fenómeno que más se pone manifiesto en la ciencia de nanotecnologia principalmente con materia inorgánica es el efecto túnel.

¿Qué es el efecto túnel? Cuando los electrones se excitan superan la atracción del núcleo atómico por un túnel a través de una pared de potencial; excite la probabilidad de que algunas partículas excaven un túnel y pasen a nuevo potencial. Aquí también juega o esta presente el hecho probabilístico, recordar que se trabaja con millones de partículas.

Impactos en la sociedad.

Las investigaciones de la nanociencia; primero que todo va encaminada ha tener una aplicación en todas las ramas de la sociedad, casi siempre para beneficio de la humanidad, aunque siempre habrá sus mentes diabólicas. Estamos viviendo un mundo neoliberal y de puro mercado, lo que la competencia por la obtención de conocimientos novedosos y aplicaciones en el mercado marca la diferencia entre los países poderosos, para obtener las mayores ganancias de lo aplicado. En esta nueva era de conocimiento la información es poder y saber aplicarlo es un poder letal. Los campos de investigación son variados y extensos desde la opto electrónica orgánica hasta sensores basados en moléculas biológicas.

Desde el 2001 se ha trazado líneas de desarrollo en tres campos de oportunidades.

La ingeniería molecular seria una; aquí se centraría en combinar algunas unidades biológicas como las enzimas con estructuras artificiales, seria enlazar lo biológico con lo inorgánico, por ejemplo la combinación de las enzimas con pastillas de silicio para crear material que sean biosensores que se puedan implantar en humanos y animales (2)

Otro campo seria el de la electrónica basada en los semiconductores, en que consiste ; principalmente en aumentar la capacidad de las pastillas semiconductoras y un aumento de la velocidad de trasmisión de la información(2) Lo primero ya se puede apreciar en el mercado y en nuestro que hacer informático , los discos duros de las computadoras no serán de la medida de los Giga( 109) sino de los Tera(1012) , ya las computadoras mas avanzadas del mercado están usando esta medida en sus discos tanto de escritorios como personales. No solamente en los discos duros, que tal ahora con el boon del Blue –Ray; ya los discos DVD no son los de mayor capacidad , se impone una nuevo reinado , Ya investigadores de la IBM han desarrollado un nuevo método para mandar información entre diferentes núcleos en un chip, trasformando pulsos eléctricos en pulsos luminosos (recuerden la velocidad de luz ). El trabajo se concentra en la posibilidad de incluir muchos más núcleos en un solo chip, aquí es donde entra la nanotecnología; este estudio fue supervisado por el Dr. Chen, vicepresidente de IBM Research.

También investigadores de la Universidad de Houston crearon una nueva técnica que desplazaría a las pantallas LCD (pantalla de cristal líquido) de los televisores. Utilizarían para la emisión nanotubos de carbono (FED) que seria más eficiente y crearía una mayor resolución en pantalla. (4) Todas estas técnicas están basadas en principios físicos novedosos.

Por último el que para mi seria el campo de mayor impacto, el de los dispositivos y procesos basados en nuevos materiales. Hay materiales como las cerámicas y los metales a escala manométrica que presentan una alta relación entre el área y el volumen donde se esconde un gran potencial para reacciones químicas y bioquímicas, así también para el mejoramiento de la eficiencia de numerosos procesos.

Los materiales pueden producirse de ¨ abajo hacia arriba ¨ a partir de átomos o moléculas individuales o el proceso de ¨ arriba hacia abajo ¨ a partir de materiales de cierto volumen en nanopartículas. La modificación de superficies a una profundidad de 1-100nm pude cambiar significativamente las propiedades físicas y químicas del material en cuanto a la corrosión, la fricción y la reactividad, con posibles aplicaciones industriales de importancia que en la concreta es el objetivo de las investigaciones de la nanotecnologia, por mencionar algunos avances. (2)

Ingenieros de la prestigiosa Universidad de Cambridge

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