6 de mayo de 2010

Nanotecnologia


La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomo.
La característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol no sólo en la construcción del microscopio usado para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las leyes de la mecánica cuántica. Alcanzar la estructura del material deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a la química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades.
Algunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigación en nanotecnología. La nanomedicina es una de las áreas que más puede contribuir al avance sostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la administración de fármacos y herramientas para la monitorización de algunos parámetros biológicos.

Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son:

  • Almacenamiento, producción y conversión de energía.
  • Armamento y sistemas de defensa.
  • Producción agrícola.
  • Tratamiento y remediación de aguas.
  • Diagnóstico y cribaje de enfermedades.
  • Sistemas de administración de fármacos.
  • Procesamiento de alimentos.
  • Remediación de la contaminación atmosférica.
  • Construcción.
  • Monitorización de la salud.
  • Detección y control de plagas.
  • Control de desnutrición en lugares pobres.
  • Informática.
  • Alimentos transgénicos.
  • Cambios térmicos moleculares (nanotermología).
  • A parte de todas estas aplicaciones, la nanotecnología es reconocida también por la fabricación toda clase de aparatos tecnológicos orientados al ocio y a la vida cotidiana. En este aspecto resalta el papel de empresas como Apple, Advance Nanotech, Lucent, etc. Estos son algunos productos realizados a partir de la nanotecnología:
    Este es un caso que nos llamó mucho la atención: se trata de un nuevo parabrisas sin limpiaparabrisas. El Hidra, que es como se llama, lleva la firma del conocido diseñador Leonardo Fioravanti, y no solo cuenta con un diseño aerodinámico, sino que es capaz de mantener inmaculada su superficie sin que tengas que frotar. En total, cuatro capas distintas trabajan en armonía para que nunca más vuelvas a cambiar una escobilla: la primera de ellas repele el agua y protege del Sol; la segunda detecta partículas extrañas; la tercera (compuesta por un nano-polvo) recibe sus órdenes y empuja la porquería hacia los lados; y la cuarta se encarga de transmitir la electricidad necesaria para que todo funcione.

    La siguiente aportación de la nanotecnología también es muy interesante:
    En la constante búsqueda de crear baterías más eficientes y de mayor duración, científicos de la Universidad de Waterloo han logrado diseñar un prototipo de sulfuro de litio capaz de almacenar hasta tres veces más energía a igualdad de tamaño que aquellas de iones de litio, todo gracias a la nanotecnología. Para esto utilizan un material llamado carbono mesoporo, el cual presenta una estructura de poros altamente uniforme, creando un diseño mucho más eficiente.

    Se calcula que la densidad de energía de estas baterías llegue a ser alrededor de 1.200 Wh/kg sólo por el electrodo positivo, lo que pondría la densidad de energía de la celda en alrededor de 500 Wh/kg o más. Obviamente todo esto dependerá del resto de los componentes empleados, pero de lograr comercializarlas, en el futuro veríamos vehículos eléctricos de largo recorrido y portátiles con una autonomía lo bastante larga como para olvidarnos de las batería de repuesto.

    En el ámbito de la medicina la nanotacnología también ha aportado numerosas mejoras en los últimos años, un claro ejemplo es la prevención del cáncer. El matrimonio entre medicina y nanotecnología se está convirtiendo en una pesadilla para el cáncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma más específica a las células cancerígenas. Por eso, el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto en marcha la "Alianza para la nanotecnología en el cáncer", un plan que incluye el desarrollo y creación de instrumentos en miniatura para la detección precoz.

    En la administración de medicamentos, las nuevas técnicas son ya un hecho. "Los nanosistemas de liberación de fármacos actúan como transportadores de fármacos a través del organismo, aportando a estos una mayor estabilidad frente a la degradación, y facilitando su difusión a través de las barreras biológicas y, por lo tanto el acceso a las células diana", explica María José Alonso, investigadora de la Universidad de Santiago de Compostela, que trabaja en esta línea desde 1987. En el tratamiento del cáncer, asegura, "estos nanosistemas facilitan el acceso a las células tumorales y reducen la acumulación del fármaco en las células sanas y, por tanto, reducen los efectos tóxicos de los antitumorales".
    Desde Estados Unidos, el nanotecnológo James Baker ha desarrollado otra alternativa basada en unas moléculas artificiales conocidas como dendrímeros. Se trata de estructuras tridimensionales ramificadas que pueden diseñarse a escala nanométrica con extraordinaria precisión. Los dendrímeros cuentan con varios extremos libres, en los que se pueden acoplar y ser transportadas moléculas de distinta naturaleza, desde agentes terapéuticos hasta moléculas fluorescentes. En su estudio, Baker aplicó una poderosa medicina contra el cáncer, metotrexato, a algunas ramas del dendrímero. En otras, incorporó agentes fluorescentes, así como ácido fólico o folato, una vitamina necesaria para el funcionamiento celular. "Es como un caballo de Troya. Las moléculas del folato en la nanopartícula se aferran a los receptores de las membranas celulares y éstas piensan que están recibiendo la vitamina. Al permitir que el folato traspase la membrana, la célula también recibe el fármaco que la envenena", señaló el investigador.



    En este enlace podemos ver un vídeo en el que se explica de forma más detallada la aplicación de la nanotecnología contra el cáncer:


    Y por último, pensamos que el uso de la nanotecnología es un gran paso para la ciencia ya que todo son mejoras, y no hay inconvenientes. Evidentemente todos sabemos que el ámbito más importante donde entra en juego la nanotecnologia es la medicina o en el ámbito doméstico, aunque no debemos olvidar que esta tecnología también puede usarse para crear armas complejas, explosivos, etc, pero como se suele decir "hay gente para todo", así que a nosotros solo debe preocuparnos el buen uso de la nanotecnología.
    Bibliografía:

    Trabajo realizado por: Carlos Malia y Nicolas Cabuli

    2 comentarios:

    Nanotec Latina dijo...

    Estamos admirados observando la irrupción de Nanotecnología en el mundo, por eso hemos constituido en Bs As, Argentina, la firma Nanotec Latina SA. para sumar esfuerzos al conjunto de ideas y hechos que se desarrollan y se desarrollarán en el futuro. Queremos asociarnos a la divulgación, promoción y venta de artículos cuyo corazón sea la Nanotecnología. Representamos empresas Nanotecnologicas de todo el mundo en Argentina y América Latina, a través de nuestra página web en español: www.nanoteclatina.com

    VÍCTOR dijo...

    Es un buen trabajo, y me alegra que pongáis los vínculos en el texto y no al final como una clásica bibliografía.
    Lástima que algunas imágenes no se vean.