10 de enero de 2016

La nanotecnología - El Futuro Ahora

LA NANOTECNOLOGÍA
(por Daniel Buffagni)


Hoy en día, la ciencia y sobretodo la tecnología, están en un momento de expansión destacable en comparación con otros siglos. Cada vez, aparecen más y más inventos, teoremas... y además, cada vez son más específicos, lo que nos facilita la vida en la mayoría de sus aspectos. A pesar de este increíble avance, hay un campo que está todavía en desarrollo, el cual con lo poco que nos ha aportado, nos ha proporcionado una especialización aún mayor en muchos aspectos de la vida (medicina, ingeniería, química...), me refiero al de la nanotecnología.
La nanotecnología, como podemos deducir de su nombre, es la ciencia que estudia, sintetiza, modifica... todo aquello comprendido entre los 10-9 metros o nanómetro y los 10^-7 metros o 0,1 micrómetros, también conocida como la escala nanométrica, o como decía uno de sus fundadores, Norio Taniguchi (en un aspecto más conceptual): “La nanotecnología consiste principalmente en el procesado, separación, consolidación y deformación de materiales átomo por átomo, molécula por molécula."
En este espacio de medida, encontramos bastantes moléculas y se pueden estudiar ciertos átomos aunque la gran mayoría son menores de un nanómetro. Esta ciencia nos ha permitido conocer infinidad de cosas nuevas de nuestro mundo, modificarlas y nos ha permitido plantearnos ciertos experimentos que antes eran impensables.

Para conocer un poco mejor esta parte de la ciencia, es necesario conocer su historia:

1936, empieza este campo tan prometedor con la creación del microscopio de emisión de campo (por Erwin Müller), con el cual se pueden divisar por primera vez la estructura molecular de distintas muestras.

1959, Richard Feynman, físico, profesor, miembro de la royal society y ganador del premio nobel de la Física por su contribución a las teoría sobre la electrodinámica cuántica, es una de las personas más importantes con relación a la nanotecnología. Se le conoce como el padre de la nanotecnología ya que fue el primero en plantearse la manipulación de atómica para el uso humano (propuso este nuevo campo en un discurso llamado En el fondo hay espacio de sobra, el cual no tuvo mucho apoyo en sus inicios). Aunque no llegase a experimentar él mismo en este campo, gracias a sus ideas, sí se pudo hacer en el futuro.

1981, se crea el microscopio electrónico de túnel de barrido, por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en la IBM, el cual permitió por primera vez, divisar (y más adelante manipular) estructuras atómicas.



1986, K. Eric Drexler, primer Doctor de Nanotecnología, fue un físico muy involucrado en este mundo de la nanotecnología. Influenciado por el discurso del físico previamente nombrado y por el funcionamiento de ciertas estructuras celulares (como las mitocondrias, capaces de elaborar ciertas estructuras con una precisión casi atómica y capaces de duplicarse). De ahí que propusiera en su libro  Engines of Creation  la posibilidad de crear máquinas y materiales empleando átomos como usamos ladrillos para una casa, con el fín de mejorar todos los aspectos de la vida, permitiendo tener recursos casis ilimitados, estructuras con cualidades únicas... Aunque su trabajo fuese teórico, supuso la base de la expansión de la nanotecnología.
1990, los físicos Don Eigler y Erhard Schweiz, también de la IBM, manipularon por primera vez átomos (escribieron con un total de 35 átomos de Zenón IBM), la primera acción nanotecnológica.

Años después de haber sido descubiertos los fullerenos (en 1985, son una conformación atómica del carbono muy estable [la tercera mas estable, para ser exactos] con unas cualidades tanto químicas, como físicas y matemáticas inauditas ya que permitía la síntesis de muchos compuestos, trabajar con ciertas corrientes y temperaturas que antes no se daban y trabajar mejor con la estructura que conocemos como icosaedro truncado en la geometría, que es el aspecto que adquiere), en 1991, se descubre una configuración en la que se disponen como cilindros llamados nanotubos de carbono. Se gastaron 200 millones de dólares en la investigación y tras su descubrimiento se empezaron a modificar y usar en ciertos ámbitos. Actualmente una de las más duras, resistentes y versátiles ya que se emplean en medicina, ingeniería, electrónica... Permitieron el avance de este campo.
Después de estos acontecimientos, la nanotecnología empezó a tomarse más en serio (en 1997 se creo la primera compañía nanotecnológica, Zyvex) y gracias al apoyo de los EEUU, Europa (como bloque) y Japón, los máximos inversores en este nuevo campo, se ha podido desarrollar y actualmente la podemos encontrar en estos ámbitos:

Medicina
Es uno de los campos en los que más se ha invertido y en el que hay más capital para el desarrollo de la nanotecnología. Por ahora, se han conseguido elaborar transportadores de fármacos en tamaños nanométricos para que la medicina llegue al lugar específico del cuerpo (se usa mucho en los tratamientos del Cáncer), detectores de sustancias/enfermedades o de niveles de éstas (insulina), destructores de células tumorosas y reconstructores (se usan a nivel óseo sobretodo, para la recuperación de huesos fracturados).

Textil
Es uno de los campos donde más logros se han conseguido. Actualmente en el mercado encontramos tintes/telas que cambian el color dependiendo de la temperatura, impermeabilizadores de cualquier cosa (usado sobretodo en la ropa para evitar las manchas), ropa que te protege de las herramientas (hay unos pantalones hechos con nanofibras que impiden que te sierres la pierna con una sierra eléctrica) y otras que previenes los olores corporales.


Energía
La aplicación que se da en este sector es conseguir mejorar el almacenamiento, transmisión y eficiencia de la energía (sobretodo con las renovables). Para ello, se han mejorado los paneles solares con nano-captadores fotosintéticos y se han mejorado los  cables para que la energía eléctrica no se desperdicie. Todavía se sigue investigando bastante en este ámbito.

Construcción
Como podemos uno se puede imaginar, la nanotecnología ha permitido la elaboración de cientos de materiales con cualidades nunca antes concebidas tales como más ligereza, mayor resistencia y dureza, cristales que no se empañan, materiales aislantes e incluso autorreparables.

Alimentos
No se han conseguidos muchos “nano-inventos” por el miedo que causa a los consumidores comer alimentos modificados. Por ahora, lo que se ha conseguido son nano detectores de las distintas características de los alimentos (duración, aditivos, pesticidas y de propiedades nutritivas y saludables, que se han conseguido aumentar también con la ciencia tratada).

Electrónica
Apreciamos el desarrollo de los móviles y ordenadores (cada vez, son más finos, rápidos y con aplicaciones más específicas gracias a esa nanotecnología con la que se elaboran los procesadores, chips... que los componen). En este marco, los nanotubos de carbono, gracias a su afinidad electrónica, han servido de base para muchas de los nanochips.
Comunicación e informática
La nanotecnología en la comunicación y en la informática, han permitido el desarrollo de sistemas de almacenamiento de datos de muchísima  mayor capacidad y con tamañomenor que el habitual, el uso de materiales con mayor flexibilidad, transparencia y otras propiedades que han permitido crear pantallas flexibles y transparentes, y por último, ha permitido el desarrollo de la computación cuántica.

Cosmética
Todas las cremas antiarrugas y rejuvenecedoras actuales contienen nanomateriales (los cuales estimulan la división celular), el ejemplo mas claro son las cremas solares que hay algunas que ya no son blancas sino transparentes y protegen lo mismo, eso se ha conseguido gracias a el uso de nanomateriales (ej, el uso de la molécula de ZnO).

Agricultura
Las aplicaciones que se han hecho han sido en relación a la mejora tanto de la producción (con fertilizadores, plaguicidas... a nivel que estamos estudiando) como de las condiciones (con reguladores de gases ambientales, humedad...)

Ganadería
Como ya dijimos en las aplicaciones médicas, la nanotecnología permite detectar ciertas enfermedades y toxinas que pueda tener el animal pero su mayor aplicación son los nanochips empleados para la localización de los animales que los llevan y para su posible identificación. Al ser tan diminutos, no suponen un peligro para el animal.
Medio Ambiente
la aplicación a mi parecer más práctica en este campo de aplicación es el tratamientos de agua a nivel atómico. Gracias a esos nanotubos antes explicados, se han elaborado filtros nanométricos que filtran, depuran y desalinizan las aguas. Se han elaborado también nanomateriales que ayudan a la retirada del petróleo vertido en el mar y las bolsas de plásticos biodegradables son productos de esta ciencia. Otras invenciones son detectores de contaminación y de toxicidad, otra aplicación a mi parecer muy útil.

Como vemos, la nanotecnología, creada a partir de una idea refutada por la comunidad científica en sus inicios, ha permitido un desarrollo tecnológico inmenso y ha conseguido que el ser humano esté más protegido que nunca ya que ahora puede defenderse a nivel atómico (el cáncer y cientos de enfermedades sin cura ya no son un problema tan importante como lo eran hace 30 años, hay menos animales domésticos perdidos, energías mejor utilizadas, máquinas que son más que veloces...).
El único problema que puede surgir en esta ciencia es el dilema moral que tienen muchos científicos y la población ya que en cierto modo se está jugando con la Naturaleza y la modificación no siempre tiene efectos beneficiosos, y más si se están modificando los átomos que luego entrarán dentro de nosotros.

IMÁGENES EN ORDEN DE APARICIÓN:
Figura 1 http://seminarionano.bucaramanga.upb.edu.co/wp-content/uploads/2015/06/maxresdefault.jpg
Figura 2 http://asovenac.org/wp-content/uploads/2015/10/castro21.jpg
Figura 3 http://angelrey.files.wordpress.com/2008/05/feynman1.jpg
Figura 4 http://1.bp.blogspot.com/-zZqKZ7ljjbg/U8BI9R4RSFI/AAAAAAAAAIw/97Bsva08GEM/s1600/ericdrexler.jpg
Figura 5 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/0/07/IBM_in_atoms.gif
Figura 6 http://www.posgradoeinvestigacion.uadec.mx/imagenes/1.CC/CC24/grafenofig1.jpg
Figura 7 http://www.monografias.com/trabajos90/nanotecnologia-aplicaciones-medicina/image005.gif
Figura 8 http://www.edigarnet.com/noticias/images/nanotecnologia_24102012.jpg
Figura 9 http://wiwiw.org/ip/wp-content/uploads/2013/04/042813-0723-resumgadget4.jpg
Figura 10 http://www.minutoengenharia.com.br/uploads/posts/343/nano-filtros-de-ar-que-irao-tornar-edificios-chineses-mais-saudaveis.jpg

BIBLIOGRAFÍA
https://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa
http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%3E%2061&tc=3&nc=5&art=1925
http://www.nanotecnologia.cl/aplicaciones-de-la-nanotecnologia/
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2005/san_luis/1042/usos_aplica.htm
http://www.uv.es/mabegaga/fullerenos/
http:// www.bionanotecnologias.blogspot.com.es
http://nanopinion.eu/es/about-nano/nanotecnolog%C3%AD-y-el-medio-ambiente.html
http://cfm.ehu.es/ricardo/master/docs/historia_nanotecnologia2.pdf


1 comentario:

Victor Acosta dijo...

Muy completó, bien estructurado y con aportaciones multimedia pertinentes.
Te recomiendo que en próximas ocasiones insertes las fuentes consultadas a modo de vínculos a lo largo del texto.