Nanotecnología


Representación animada de un nanotubo de carbono
La nanotecnología1 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 atomos ymoléculas (nanomateriales). Lo mas 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 nanobotsabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o atomos -depende de qué esté hecho el nanobot-.
Nano es un prefijo griego que indica una medida (10-9 = 0,000 000 001), no un objeto; de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.

Historia
El ganador del premio Nobel de Física de 1965, Richard Feynman, fue el primero en hacer referencia las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el célebre discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959, titulado En el fondo hay espacio de sobra (There's Plenty of Room at the Bottom).
Otras personas de esta area fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo, revelando la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida.
Pero estos conocimientos fueron mas alla, ya que con esto se pudo modificarla estructura de las moléculas, como es el caso de los polímeros o plasticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.
Hoy en día la medicina tiene mas interés en la investigación en el mundo microscópico, ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan las enfermedades, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; han surgido también nuevas ciencias como la Ingeniería Genética, que ha generado polémicas sobre las repercusiones de procesos como laclonación o la eugenesia.

Nanotecnología avanzada


La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (maquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de atomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos atomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los atomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lapiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los atomos de la arena (compuesta basicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador.
A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir maquinas biológicassofisticadas y estocasticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología haran posible su construcción a través de algunos significados mas cortos, quizas usando principios biomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quiza inicialmente implementada a través de principios miméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la ingeniería mecanica.
Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006.
Futuras aplicaciones
Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canada, las quince aplicaciones mas prometedoras de la nanotecnología son:[cita requerida]
• 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 farmacos.
• Procesamiento de alimentos.
• Remediación de la contaminación atmosférica.
• Construcción.
• Monitorización de la salud.
• Detección y control de plagas.
• Control de desnutrición en lugares pobres.
• Informatica.
• Alimentos transgénicos.
• Cambios térmicos moleculares (Nanotermología).
Aplicaciones actuales
Nanotecnologíaaplicada al envasado de alimentos
Una de las aplicaciones de la nanotecnología en el campo de envases para alimentación es la aplicación de materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades mecanicas, térmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo así los costos asociados a los materiales.
Los procesos de incorporación de las nanopartículas se pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento, y los parametros a controlar en el proceso de aditivación de los materiales son: la dispersión nanopartículas, la interacción de las nanopartículas con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y la cantidad de nanopartículas incorporada.
Qué es la nanotecnología y cómo puede utilizarse


Un dos por ciento de la mortalidad en hospitales se debe a las infecciones asociadas a los catéteres venosos, muy utilizados en la practica médica. La culpa la tienen unas biopelículas que se forman en los catéteres que fomentan la actividad de las bacterias. El trabajo de Fernando Fungo, de la Universidad Nacional de Río Cuarto, apunta al diseño de nanomateriales con propiedades antimicrobianas y trabaja junto con la empresa Silmag, que se especializa en productos médicos.

La nanotecnología puede ayudar a evitar muertes no sólo de esa forma. La empresa Nanotek,también nacional, desarrolló una pintura que tiene capacidad antimicrobiana durante toda su vida útil. Su producto, Klima Asepsis, especialmente diseñado para centros médicos, busca evitar las infecciones intrahospitalarias que tantas muertes se llevan cada año.





Nahuel Romero, investigador de la Universidad Nacional de La Rioja, apunta a mejorar y abaratar las técnicas de diagnóstico de enfermedades infecciosas, con el desarrollo de un sistema de nanopartículas llamadas puntos cuanticos, que permiten reconocer el material genético de un virus o una bacteria en la sangre del paciente con una mayor sensibilidad y especificidad que las técnicas actuales. A la vez, esta técnica habilitaría la posibilidad de que estos diagnósticos se puedan realizar casi en cualquier centro de salud, incluso con equipos portatiles para zonas rurales.

Actualmente son mas de 20 las empresas que utilizan la nanotecnología en la Argentina y hay cientos de investigadores abocados a descubrir las nuevas oportunidades que aportan los procesos a escala nanométrica, es decir, de una millonésima parte de un metro.

La nanotecnología trabaja manipulando materiales en un rango de entre uno y cien nanómetros, lo que permite un mayor control sobre la materia. Se trabaja al nivel de los atomos y las moléculas, lo que habilita a la creación de una gran cantidad de aplicaciones no sólo en medicina, sino también en electrónica e indumentaria (ropa que elimine la transpiración o antibacteriana), entre otras tantas. La tendencia en la industria actual apunta haciala mejora de productos mediante la nanotecnología, mas que a la creación de nuevos nanoproductos. Grandes empresas como Mercedes-Benz, Ford, Samsung y Nokia comercializan productos mejorados gracias a las nano aplicaciones.

Aplicaciones de la Nanotecnología
La nanotecnología y sus aplicaciones estan cada vez mas presentes en nuestra vida cotidiana, aunque hasta hace poco tiempo se consideraban ciencia ficción. La medicina, la ingeniería, la informatica, la mecanica, la física o la química son sólo algunas de las disciplinas que ya se estan beneficiando o pronto lo haran de las posibilidades que ofrece la nanotecnología. Las posibilidades que ofrece son múltiples y ya hay en el mercado productos aplicados en la medicina y la cirugía (constituyen el 21% de los negocios nanotecnológicos de los Estados Unidos), en la informatica (la potencia de las computadoras ha aumentado y lo seguira haciendo), la alimentación (suministro de energía), la construcción de edificios (cementos, pinturas especiales), los cosméticos, tejidos textiles y sistemas para purificación ydesalinización de agua. Para algunos científicos, la nanotecnología es 'comparable al nacimiento de los semiconductores electrónicos en la década de los 50, o al del laser, en los 60', y sus ventajas, innumerables.
Por ejemplo la NASA confía en la nanotecnología para avanzar en sus retos espaciales a través de una nueva tecnología de computación mas potente, nuevos sensores, nuevos materiales, miniaturización La nanotecnología sera la base de toda la industria manufacturera.