Nanotecnología

Nanotecnología

La nanotecnología es un campo de la ciencia dedicada al estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de la materia a nivel atómico, desempeñando su labor a nanoescala, la cual es una millonésima parte de un milímetro (0.000000001). Es una ciencia de carácter multidisciplinario, ya que en ella engloba conocimientos principalmente de química, física, matemáticas y biología.

El primer promotor y a quien se le considera el padre de esta área es el físico Richard Feynman, quien desde 1959 inició con las teorías sobre la manipulación átomo por átomo de la materia, para así cambiar sus propiedades y características para así crear elementos, y compuestos que sean superiores a los demás. Incluso manejando la creación de robots capaces de crear otros robots o maquinaria útil, el manejo de sustancias peligrosas para el ser humano, para el ataque contra los microorganismos que atacan e invaden el cuerpo humano, limpieza de mares y medio ambiente, así como conservación de los medios naturales.

Todo esto tal vez suene a ciencia ficción debido a lo descabellado que puedo escucharse, pero hoy día, aquello con lo que Feynman ya no es algo tan lejano, pues ahora en el siglo XXI la nanotecnología juega un papel importante en varios ámbitos, aun no al nivel de robots autónomos que logran construir cosas, pero si al nivel de la manipulación átomo por átomo de la materia para así lograr desde materiales mas resistentes, flexibles, livianos, duraderos, etc. Las aplicaciones de la nanotecnología van enfocados hacia varios sectores, desde industria (nanoestructuras), medicina (nanobiotecnología), hasta recursos naturales (fuentes de energía alternativas y renovables).

Nanoestructuras

En el área de la industria, materiales principalmente, se altera la materia a nivel atómico para mejorarla, de acuerdo a lo que se requiera, gracias a la nanotecnología se ha logrado crear algunos de los materiales mas resistentes que el acero y duros que el diamante, y a la vez mas flexibles y baratos. Así como cambiar las propiedades de estos materiales para crear alguna característica especial en ellos, un ejemplo que podemos mencionar sobre esto es como en el centro de nanociencias y nanotecnología de la UNAM lograron modificar partículas de silicio para hacer que por cuenta propia obtuvieran luminosidad, claro que esto fue logrado a niveles microscópicos, pero sus aplicaciones pueden ser muy amplias.

Se han creado y estudiado nanotubos de carbono, los cuales pueden ser procedentes de grafito o diamante, y que son creados enrollados sobre si mismos, y dependiendo de las veces que se encuentre enrollado sobre si mismo, de tal manera será su geometría interna. Estos se encuentran bajo estudio debido a sus aplicaciones para la química y la tecnología. Por ejemplo, es en teoría el primer material que puede sustentar su propio peso suspendido sobre su planeta, lo cual teóricamente permitiría construir un elevador espacial.

De igual manera estos nanotubos son bastante complejos electrónicamente, ya que debido al tamaño y geometría de estos, pueden comportarse ampliamente, desde actuar como un semiconductor, hasta presentar en algunos casos superconductividad. Con esta superconductividad pueden ser utilizados como conductores cuánticos, lo cual permitiría el estudio de los efectos cuánticos en una dimensión así como para la aplicación e implementación de informática molecular.

Mecánicamente hablando, los nanotubos son sorprendentes, ya que gracias a la estabilidad de sus átomos de carbono, es la fibra más resistente que se puede crear hoy día, así como bastante flexible ya que se puede deformar y mantenerse elástica. En el laboratorio aun no se ha podido llegar a la máxima resistencia de los nanotubos ya que es aun un proceso complejo, pero por los estudios realizados, teóricamente se dice que un cable de un centímetro cuadrado fabricado con nanotubos de carbono, es capaz de soportar hasta 1500 toneladas de peso, comparándolo con un cable del mejor acero que solo soporta 20 toneladas nos damos cuenta de que es una diferencia bastante notable. Aunque no todas las investigaciones revelan datos iguales, lo más acertado es que este material es 100 veces más resistente que el acero y 6 veces más ligero, aunque estos valores podrían cambiar con el paso del tiempo, más y mejores investigaciones.

Demostrando con esto que la nanotecnología juega y jugara en el futuro un papel importantísimo en la creación de materiales que sean más resistentes, duraderos, flexibles, transparentes o ligeros, para los distintos ámbitos de la industria. Así como dentro de esta categoría de nanoestructuras se encuentran las opciones alternativas de energía, lo cual permitirá un menor índice de contaminación y permitirá que los hidrocarburos sean utilizados de una manera menos dañina, que dejen de serlo o que cuando desaparezcan se tenga otro tipo de fuente de energía.

Nanobiotecnología – nanomedicina

En el ámbito de la medicina, es uno de los principales en el cual se aplica la nanotecnología, ya sea para crear productos farmacéuticos avanzados y mejorados e incluso inteligentes, los cuales se dice que al entrar al cuerpo humano serán capaces de dirigirse exactamente hasta donde se encuentra el virus o aquello que causa el mal en el organismo y exterminarlo. Muchos piensan que la nanomedicina son pequeños robots que ingresan al cuerpo humano y atacan las células malignas, pero por el momento aun estamos muy lejos de lograr algo así. Pero el estar lejos de algo así no significa que sea imposible, o improbable.

Actualmente en el ámbito de la medicina, especialmente nanomedicina, se está trabajando en el ataque contra el cáncer, sida, leucemia, entre otras enfermedades de gran repercusión mundial y mortales. Se han logrado grandes avances en esta rama ya que se están realizando estudios para controlar, atacar e intentar eliminar a los causantes de estas enfermedades de una manera mas eficiente y rápida, así como crear memoria en el sistema inmunológico y hacerlo más fuerte. Para que en un futuro a estos virus no les sea tan sencillo invadir y reproducirse en el sistema humano.

Pero la nanomedicina o bionanotecnología, no solamente se enfoca a combatir enfermedades, sino que también al mejoramiento de los órganos del cuerpo humano, así como su posible regeneración, imaginen un órgano que se ha dañado a causa de alcoholismo, en este caso el hígado, y que gracias a la bionanotecnologia se tenga la posibilidad de que con un compuesto mejorado y alterado atómicamente o algo más

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