LA NANOTECNOLOGIA

La Nanotecnología

1. Abstract

2. Introducción

3. Marco teórico

4. Conclusiones

5. Bibliografía

Abstract

in this paper we focus on what is nanotechnology, its concept, its benefits and risks to humanity, and also their applications.

Introducción

La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al 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.

Marco teórico

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.

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.

1.1 HISTORIA DE LA NANOTECNOLOGÍA

-1820 - Faraday y su descubrimiento de la ley de inducción magnética.

-Los años 40: Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.

-1947: John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley inventaron el transistor, recibiendo el Premio Nobel de Física por ello en 1956.

-1959: Richard Feynmann hizo por primera vez pública la visión de intervenir a nivel atómico. Sus reflexiones no generaron gran impacto en la época.

-1966: Se realiza la película "Viaje alucinante" que cuenta la travesía de unos científicos a través del cuerpo humano. Los científicos reducen su tamaño al de una partícula y se introducen en el interior del cuerpo de un investigador para destrozar el tumor que le está matando. Por primera ve en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad científica. La película es un gran éxito.

-1982: Descubrimiento del 'microscopio de barrido efecto túnel' (STM), por Gerd Binning y Heinrich Rohrer.

Fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1986 por su invención.Ha permitido obtener mapas muy precisos de superficies en las que cada átomo puede distinguirse.Ha proporcionado también imágenes atómicas de moléculas de ADN, de extrema importancia en genética.

-1985: Se descubren los buckminsterfullerenes

-1986: K. Erik Drexler, Insinuó la posibilidad de crear sistemas de ingeniería a nivel molecular en su libro “Los motores de la creación”.

-1989: Se realiza la película "Cariño he encogido a los niños", una película que cuenta la historia de un científico que inventa una máquina que puede reducir el tamaño de las cosas utilizando láser.

-1996: Sir Harry Kroto gana el Premio Nobel por haber descubierto fullerenes

-1997: Se fabrica la guitarra más pequeña el mundo. Tiene el tamaño aproximadamente de una célula roja de sangre.

-1998: Se logra convertir a un nanotubo de carbón en un nanolapiz que se puede utilizar para escribir

-2001: James Gimzewski entra en el libro de récords Guinness por haber inventado la calculadora más pequeña del mundo.

1.2 TIPOS DE NANOTECNOLOGÍA

• Según la forma de trabajo la nanotecnología se divide en:

A) Top-down: Reducción de tamaño. Literalmente desde arriba (mayor) hasta abajo (menor). Los mecanismos y las estructuras se miniaturizan a escala nanométrica. Este tipo de Nanotecnología ha sido el más frecuente hasta la fecha, más concretamente en el ámbito de la electrónica donde predomina la miniaturización.

B) Bottom-Up: Auto ensamblado. Literalmente desde abajo (menor) hasta arriba (mayor). Se comienza con una estructura nanométrica como una molécula y mediante un proceso de montaje o auto ensamblado, se crea un mecanismo mayor que el mecanismo con el que comenzamos. Este enfoque, que algunos consideran como el único y "verdadero" enfoque nanotecnológico, ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera extremadamente precisa. De esta manera podremos liberarnos de las limitaciones de la miniaturización, muy presentes en el campo de la electrónica.

Según el campo en el que se trabaja la nanotecnología se divide en:

• Nanotecnología Húmeda

Esta tecnología se basa en sistemas biológicos que existen en un entorno acuoso incluyendo material genético, membranas, encimas y otros componentes celulares.

También se basan en organismos vivientes cuyas formas, funciones y evolución, son gobernados por las interacciones de estructuras de escalas nanométricas.

• Nanotecnología Seca

Es la tecnología que se dedica a la fabricación de estructuras en carbón, Silicio, materiales inorgánicos, metales y semiconductores.

También está presente en la electrónica, magnetismo y dispositivos ópticos.

Es también confundida con la microminiaturización.

• Nanotecnología Seca y Humeda

Las ultimas propuestas tienden a usar una combinación de la nanotecnología húmeda y la nanotecnología seca

Una cadena de ADN se programa para forzar moléculas en áreas muy específicas dejando que uniones covalentes se formen sólo en áreas muy específicas.

Las formas resultantes se pueden manipulas para permitir el control posicional y la fabricación de nanoestructuras.

• Nanotecnología computacional

Con esta rama se puede trabajar en el modelado y simulación de estructuras complejas de escala nanométrica.

Se puede manipular átomos utilizando los nanomanipuladores controlados por computadoras.

1.3 BENEFICIOS DE LA NANOTECNOLOGÍA

• La nanotecnología puede resolver muchos problemas humanos:

Con esto nos referimos a que la nanotecnología permitiría a las personas pudiesen vivir en alojamientos más dignos con sistemas mejores de alcantarillados para una mejor salud.

• Nanotecnología puede resolver muchos problemas relacionados con el agua:

Estas tecnologías solo requieren fabricación inicial además de una fuente modesta de energía. Filtros físicos con poros de una escala nanométrica pueden eliminar el 100% de bacterías, virus. Una tecnología de separación eléctrica que atrae a los inoes a láminas supercapacitor pueden eliminar sales y metales pesados.

• Nanotecnología y el sector agrícola:

Con la nanotecnología se podrían construir invernaderos, con o sin aislamiento termal, a un coste muy bajo

• Nanotecnología y la energía solar:

Alternativas como la generación de la electricidad solar dependería de la conversión fotovoltaica o de la concentración de luz solar directa.

• Nanotecnología para mejorar el entorno de las personas:

La capacidad de eliminar ciertos insectos tendría un impacto favorable sobre ciertas enfermedades. Aislamiento termal en edificios resulta en ambientes más cómodos y reduce el consumo de energía. Sistemas de tuberías para agua y para el tratamiento de residuos incrementan el nivel de higiene y reduce enfermedades.

• Nanotecnología como una solución para la brecha digital:

Ordenadores y teléfonos celulares y móviles podrían ser accesibles económicamente para la gente más pobre en el mundo y podrían incorporar interfaces de voz para usuarios analfabetos.

• Nanotecnología y medicina:

Las herramientas de la investigación y la práctica de la medicina serán menos costosos y más potentes.

Numerosos pequeños sensores, ordenadores y diversos aparatos implantables de bajo coste permitirán un control continuo sobre la salud de pacientes así como tratamiento automático.

• Nanotecnología y los beneficios para el medioambiente:

Una de las grandes causas del deterioro del medioambiente es la agricultura.

Pero el uso de los invernaderos para la producción agrícola reduciría a su vez el consumo de agua, tierras y daño causado a la tierra. Energía solar almacenable reducirá emisiones de ceniza, hollín, hidrocarbono, NO, CO2 y petróleo.

• Nanotecnología para eliminar las causas de muchos problemas sociales:

Gran parte de los problemas y conflictos sociales en la actualidad tienen su raíz en la pobreza, problemas de salud y en la ignorancia.

La fabricación molecular podría eliminar la pobreza material, o al menos el grado de pobreza experimentado por tantas personas en el mundo actual.

1.4 RIESGOS DE LA NANOTECNOLOGÍA

• Desequilibrio económico debido a una proliferación de productos baratos:

Uno de los riesgos de la fabricación molecular es el posible desequilibrio de la estructura económica actual, con una posible reducción masiva en el valor de muchos recursos materiales y humanos, incluyendo una gran parte de nuestra infraestructura actual.

• Riesgo personal por uso de la nanotecnología molecular por parte de criminales o terroristas:

Si ciertos aparatos, con mucho mayor fuerza y potencia y mucho menos tamaño, llegan a las manos de criminales y terroristas, éstos podrían hacer mucho daño a la sociedad. Hay el riesgo de que nuevos sistemas de seguridad y defensa contra este tipo de aparatos no se desarrollen a tiempo para ser instalados de forma inmediata o comprensiva.

• Riesgos

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