Aplicaciones en Nanotecnología

BLOG INFORMATIVO DE NANOTECNOLOGÍA

Sistemas Expertos 2

Nanotecnología

Indice:

1. Objetivos
2. Glosario
3. Nanotecnología
4. Aplicaciones
5. Problemas a Resolver
6. Resolucion de Problemas

1. Objetivos

- Investigar acerca de la nanotecnología, qué es y como ayuda a nuestro quehacer diario y en el

area de Sistemas, por medio de consultas en la Internet y publicaciones hechas de otros

sitios.

- Desarrollar y Adquirir nuevos conocimientos acerca de este tema tan importante hoy en dia,

como es la nanotecnología y saber mas sobre las aplicaciones y más acerca de este tema.

2. Glosario

- La Nanociencia

La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler, se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of Creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.

- ¿Qué es la nanotecnología?
La idea de los científicos que desarrollan proyectos nanotecnologicos no solo aspira a la ubicación de átomos a nivel individual, sino a la creación de maquinas moleculares capaces de crear, átomo a átomo, todo lo que hoy nos rodea o lo que deseemos tener en el futuro. En las palabras del propio Eric Drexler: "Puestos en orden de una manera, los átomos componen aire, tierra, agua. Con otro diseño, los átomos forman unas fabulosas fresas frescas."

- Definición de Nanotecnología:
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. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman.

3. Nanotecnología

La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: 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.

Beneficios de la Nanotecnología

* La nanotecnología puede resolver muchos problemas humanos
* Nanotecnología puede resolver muchos problemas relacionados con el agua
* Nanotecnología y la agricultura
* Nanotecnología y la energía solar
* Nanotecnología para mejorar el entorno de las personas
* Nanotecnología como una solución para la brecha digital
* Nanotecnología y medicina
* Nanotecnología y los beneficios para el medioambiente
* Nanotecnología para eliminar las causas de muchos problemas sociales.

Otros Beneficios de la Nanotecnología:

El uso de la nanotecnología molecular (MNT) en los procesos de producción y fabricación podría resolver muchos del los problemas actuales. Por ejemplo:

• La escasez de agua es un problema serio y creciente. La mayor parte del consumo del agua se utiliza en los sistemas de producción y agricultura, algo que la fabricación de productos mediante la fabricación molecular podría transformar.
• Las enfermedades infecciosas causan problemas en muchas partes del mundo. Productos sencillos como tubos, filtros y redes de mosquitos podrían reducir este problema.
• La información y la comunicación son herramientas útiles, pero en muchos casos ni siquiera existen. Con la nanotecnología, los ordenadores serían extremadamente baratos.
• Muchos sitios todavía carecen de energía eléctrica. Pero la construcción eficiente y barata de estructuras ligeras y fuertes, equipos eléctricos y aparatos para almacener la energía permitirían el uso de energía termal solar como fuente primaria y abundante de energía.
• El desgaste medioambiental es un serio problema en todo el mundo. Nuevos productos tecnológocos permitirían que las personas viviesen con un impacto medioambiental mucho menor.
• Muchas zonas del mundo no pueden montar de forma rápida una infraestructura de fabricación a nivel de los países más desarrollados. La fabricación molecular puede ser auto-contenida y limpia: una sola caja o una sola maleta podría contener todo lo necesario para llevar a cabo la revolución industrial a nivel de pueblo.
• La nanotecnológica molecular podría fabricar equipos baratos y avanzados para la investigación médica y la sanidad, haciendo mucho mayor la disponibilidad de medicinas más avanzados.
  Muchos problemas sociales se derivan de la pobreza material, los problemas sanitarios y de la ignorancia. La nanotecnología molecular podrían contribuir a reducir en grandes medidas a todos estos problemas y al sufrimiento humano asociado con ellos.
  

4. Aplicaciones de la Nanotecnología

Aplicaciones

• Nuevos sensores para aplicaciones en la medicina, en el control medioambiental y en la fabricación de productos químicos y farmaceuticos
• Mejores técnicas fotovoltaicas para fuentes de energía renovable
• Materiales más ligeros y más fuertes para la defensa, las industrias aeronaútica y automóvil y aplicaciones médicas
• Envolturas "inteligentes" para el mercado de alimentos, que dan a los productos una aparencia de alimento fresco y de calidad
• Tecnologías visuales que permiten pantallas mejores, más ligeras, finas y flexibles
• Las llamadas técnicas de diagnóstica "Lab-on-a-chip" (literalmente "Laboratorio-en-un-micro(nano)chip"
• Cremas de protección solar con nanopartículas que absorben los rayos UV
• Gafas y lentes con capas totalmente resistentes e imposibles de rayar
• Y aparatos tan diversos y comúnes como impresoras, tocadores de CDs, airbags etc., cuya versiones más modernas contienen componentes logrados a través de la nanotecnología.

Aplicaciones de la nanotecnología medio y a largo plazo

Nos hemos centrado aquí en unos pocos productos en los que la nanotecnología es ya una realidad. Sin embargo, las aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas. Los campos que están experimentando contínuos avances son:

- Energias alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético.

- Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.

- Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.
- Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar.

-Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...

- Contaminación medioambiental.
- Prestaciones aeroespacioles: nuevos materiales, etc.
- Fabricación molecular.

5. Problemas Encontrados

• Desequilibrio económico debido a una proliferación de productos baratos
• Opresión económica debido a precios inflados de forma artificial
• Riesgo personal por uso de la nanotecnología molecular por parte de criminales o terroristas
• Riesgos para las libertades personales o sociales por restricciones excesivas
• Desequilibrio social por nuevos productos o formas de vida
• Carrera inestable de armas fabricadas con la nanotecnología
• Daños medioambientales colectivos derivados de productos no regulados
• Plaga gris o plasta gris (gray goo) - un factor de riesgo menor
• Un mercado negro de la nanotecnología (aumenta la posibilidad y el peligro de otros riesgos)
• Programas de nanotecnología molecular que compiten entre sí (aumenta la posibilidad y el peligro de otros riesgos)
• El abandono y/o la ilegalización de la nanotecnología molecular (aumenta la posibilidad y el peligro de otros riesgos).

6. Resolución de Problemas

Las nanotecnologías son un conjunto de técnicas que se utilizan para manipular la materia a la escala de átomos y moléculas. Nano es una medida, no un objeto. A diferencia de la biotecnología, donde "bio" indica que se manipula la vida, la nanotecnología habla solamente de una escala.

Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro. Para comprender el potencial de esta tecnología es clave saber que las propiedades físicas y químicas de la materia cambian a escala nanométrica, lo cual se denomina efecto cuántico. La conductividad eléctrica, el color, la resistencia, la elasticidad, la reactividad, entre otras propiedades, se comportan de manera diferente que en los mismos elementos a mayor escala.

El oro se ve amarillo a simple vista mientras que las nanopartículas de oro son rojas. El dióxido de titanio que se usa desde hace décadas como protector solar y aditivo alimentario es blanco, pero a nanoescala es transparente. El grafito que encontramos en los lápices se compone solamente de átomos de carbono y es muy blando, pero los mismos átomos de carbono, estructurados como nanotubos (llamados fulerenos), forman materiales más resistentes que el acero y mucho más livianos.

Las aplicaciones más usadas comercialmente a escala mundial son las nanopartículas –fabricadas para cambiar las propiedades que tienen esos elementos a mayor tamaño o combinarlas con otros materiales otorgándole nuevas propiedades– y las nanocápsulas, pequeños contenedores de sustancias para su liberación controlada, por ejemplo en administración de medicamentos, cosméticos, o agrotóxicos, que no se liberan hasta entrar en contacto con ciertos tejidos en humanos, animales o plantas.

En el mercado ya existen cerca de 475 productos que usan nanotecnología: protectores solares, cosméticos, aditivos alimentarios, plaguicidas, textiles (por ejemplo en camisas y pantalones), barnices, recubrimientos y membranas que se aplican a artículos del hogar, chips electrónicos, sensores y dispositivos para diagnóstico. La Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos estima que en 2012 la mitad de la industria farmacéutica se basará en la nanotecnología.

Pese a que la nanotecnología ya está ampliamente en contacto con nuestra vida cotidiana, casi no existen estudios sobre sus potenciales efectos negativos. Hay escasos estudios sobre los problemas que podría acarrear en la salud y el ambiente, y prácticamente ninguno en torno al impacto político, militar y en las economías, sobre todo de los países del sur.

Para tomar uno de los aspectos que más preocupan, veamos qué se sabe respecto a los impactos en la salud.

En 1997 investigadores de la Universidad de Oxford y la Universidad de Montreal mostraron que el dióxido de titanio y el óxido de zinc usados como nanopartículas en la mayoría de los bloqueadores solares producen radicales libres en las células de la piel, dañando el ADN. Ambas sustancias se usan hace décadas como protectores solares, pero debido a que son blancos y opacos en su formulación de mayor tamaño sólo los usaban quienes tenían más exposición al sol a causa de su trabajo. Ahora, al ser transparentes, se ha generalizado su aplicación.

El mismo efecto de producir radicales libres se observó en cosméticos que usan nanopartículas (la mayor parte de las cremas antiarrugas y otros cosméticos de efecto rápido), convirtiéndolas en una contradicción en sí mismas, ya que los radicales libres aceleran el envejecimiento de las células.

L'Oreal, una de las empresas que más utiliza este sistema, conoce estos efectos y alega que ha recubierto las nanopartículas con otras sustancias, además de agregarles factores que combaten los radicales libres que originan. Imaginen el cóctel que uno se aplica en la piel.

En 2002, el Centro de Nanotecnología Biológica y Ambiental de la Universidad de Rice, Houston, informó que las nanopartículas se acumulan en los órganos de animales de laboratorio (hígado y pulmones). Esto podría dar origen a tumores, al igual que el daño del ADN. Los nanotubos, similares a finísimas agujas, podrían clavarse en los pulmones con efectos parecidos al que provoca el asbesto.

En 2003 en un estudio solicitado por el Grupo ETC, el tóxico-patólogo Vyvyan Howard concluyó que el tamaño de las nanopartículas, más que el material que las constituye, es un riesgo en sí mismo porque aumenta exponencialmente su potencial catalítico y el sistema inmunológico no las detecta, pese a que atraviesan, por ejemplo, la barrera sanguínea que rodea el cerebro, con efectos potencialmente tóxicos por sí mismas o por lo que pueda adherirse a ellas y pasar de polizón.

En 2004, Howard informó en una conferencia mundial sobre nanotoxicidad que las nanopartículas se mueven de la madre al feto por medio de la placenta. Ese mismo año un informe presentado en la reunión de la Asociación Americana de Química mostró que las nanoesferas de carbono disueltas en agua, simulando un grado de contaminación ambiental común, dañan el cerebro de los peces y provocan mortandad en pulgas de agua.

Estamos ante la liberación masiva al ambiente, al cuerpo humano, animal y vegetal, de partículas construidas artificialmente para las que los organismos no tienen ninguna prevención.

Estamos ante la liberación masiva al ambiente, al cuerpo humano, animal y vegetal, de partículas construidas artificialmente para las que los organismos no tienen ninguna prevención.

Ver:
http://www.organicconsumers.org/espanol/230905_nano.htm