lectura: impacto de la nanotecnologÍa · en esta línea de tiempo desde 1987. en el tratamiento...
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Lectura: IMPACTO DE LA NANOTECNOLOGÍA
Hoy en día, la nanotecnología es un proyecto de futuro; estamos haciendo cada vez cosas más
pequeñas. En algunos casos, se han llegado a hacer máquinas, pero están lejos de integrarse en el
proceso industrial con normalidad.
La especulación en torno al futuro no acaba ahí. El estadounidense Richard Feynman, premio Nobel de
física en 1965, propuso cosas muy interesantes: se pueden hacer nanomáquinas que hagan
nanomáquinas, y se podrá crear una industria que funcione en la escala nanoscópica.
Actualmente, la tecnología está hecha para satisfacer las necesidades de las personas.
Llega un momento, en el que esta tiene que dar mas allá debido al crecimiento del mundo, al aumento
de población mundial, etc. Utilizando estos como algunos factores.
La nanotecnología es, sin duda, un nuevo avance hacia el futuro, hacia estar cerca de ser capaces de
controlar absolutamente todo nuestro entorno, de poder crear objetos totalmente nuevos con una
estructura molecular modelada a nuestro gusto.
Básicamente, la nanotecnología consiste en poder crear, diseñar, modelar, manipular objetos a nano
escala, es decir a un tamaño en el que nosotros no acostumbramos a ver ni a tratar y debido a esto se
descubren nuevas facultades de la materia, y a su vez nuevas funciones.
La revolución nanotecnológica, se asocia, por una parte, a la "fabricación molecular" cuya viabilidad
tendría un impacto enorme en nuestras vidas, en las economías, los países y en la sociedad en general
en un futuro no lejano. Entre los efectos, destacan sus potenciales impactos en la medicina, la biología,
el medioambiente, la informática, la construcción... En la actualidad los principales avances prácticos ya
se dan en algunos campos: nanopartículas, nanotubos... Los progresos -más cuestionados- en materia
de nanorobots y autoreproducción son objeto de polémica entre los expertos... Lo que no cabe duda es
que la revolución ha comenzado. Y también el debate sobre sus beneficios y riesgos. En euroresidentes
queremos contribuir a difundir toda la información útil a los interesados en un tema de la mayor
relevancia científica y social.
La Nanotecnología
Definimos nanotecnología como el estudio, creación, manipulación y
diseño de la materia a nano escalas, las cuales permiten descubrir nuevas
propiedad y funcionalidades de la materia.
En términos numéricos, expresamos este prefijo nano como 10^-9.
Su definición normal: son las ciencias y tecnologías relacionadas al estudio y
aplicación de materiales, maquinarias y otros componentes de escala nanométrica
(nano = la milmillonésima parte de un metro).
Básicamente es un campo de investigación que busca generar nuevos materiales y
aplicaciones que dependen de máquinas pequeñísimas o de cualidades
extraordinarias.
Es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un
nivel de nano escala, 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
moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman.
Historia
Todo empezó en los años 40 cuando Von Neuman estudió la posibilidad de crear sistemas de una
manera que se auto reproducen. Años después, en 1959 Richard Feynmann en una conferencia expresó
su inclinación por descubrir como manejar objetos átomo por átomo.
En el año 1985 se descubrieron las nanopartículas.
Entre el lapso del 85 y el 96, se realizaron películas, filmes y programas relacionados con encoger a
personas, recorrer el interior del cuerpo humano por la reducción de tamaño,
etc.
En 1996 Harry Koto recibió un premio Nobel por el descubrimiento de las
nanoparticulas. Al año siguiente, se fabricó la guitarra más pequeña del
mundo que tiene aproximadamente el tamaño de una célula roja del cuerpo.
La conversión de un nano tubo de carbón a un nano lápiz, se dio en el año
1998; seguido por James Gimzewski quien fue apuntado en el
libro de record Guinness en el año 2001 por la creación de la
calculadora más pequeña del mundo. Nano tubos de carbón
Los "nanotubos de carbono", uno de los múltiples materiales creados por la nanotecnología, son el
material más fuerte conocido por el hombre: mientras un cable de acero de alta resistencia de 0.56
milímetros de espesor puede soportar un peso de unos 102 Kg., un cable de nanotubos del mismo
grosor puede soportar un peso de hasta 15.3 Toneladas.
Se consideran 100 veces más fuertes y resistentes que el acero, y su peso es 1/6 de su peso. Además,
conducen la electricidad mejor que el cobre y son buenos conductores de calor.
Actualmente, todos los estudios de nanotecnología se enfocan en estos nanotubos.
¿Cómo podría mejorar nuestra vida? Se habla del uso y de la aplicación de la nanotecnología y de su implementación en lo que es
transporte, porque permitirá la implementación de materiales de mucho menor peso y se dice que de
aquí al 2015 se podrá hacer una reducción en cuanto al peso de tanto carros como aviones, del 30%.
Los nanos materiales en el ámbito ambiental, se utilizarán para las pilas de combustible y el control de
la captura y liberación del oxígeno.
En cuanto a medicina, se encuentra la nanomedicina y la nanobiotecnología, será utilizado para el
diagnostico del cáncer de una manera mas preventiva y ayudara a indicar la dosis para el tiempo y de la
manera indicada.
También podrá tener su participación en la construcción, cerámica, textil, envases de alimentos. Este
último permitirá conservar el alimento por más tiempo y le indicará el estado de lo conservado.
Como ya hemos visto, la nanotecnología es un campo bastante abierto que abarca casi todo lo
referente al ambiente en que nos desenvolvemos.
Podremos encontrar la biotecnología, principalmente, en los siguientes campos:
Nanotecnología y exploración espacial
En la NASA se trabaja permanentemente en la nanotecnología y en, no solo conseguir disminuir el
tamaño físico de los objetos, sino de controlar y manipular la composición molecular de las cosas.
Se planea usar los nanotubos de carbón en un cohete de la Armada, se usara en un sensor químico que
es capaz de detectar sustancias químicas específicas, como gases tóxicos, lo cual resulta bueno para la
exploración espacial.
También se planea un futuro uso para la refrigeración de los microprocesadores de las computadoras
personales, a este tipo de aplicación y uso de nanotecnología se le llama nanoconducción.
En el instituto de las ideas avanzadas de la Nasa, recientemente se
realizó una investigación aprobada, que compraba que existe la
posibilidad de crear y producir objetos ensamblándolos átomos por
átomos, por medio de la utilización de grande máquinas moleculares
microscópicas.
En el informe de Chris Phoenix, el escribe que en una “nanofábrica” se
podrían producir piezas de astronave átomo por átomo y formar piezas
realmente fuertes y de la medida exacta que se necesita, teniendo
quizás no mas de un átomo adicional. También, dice que este tipo de
piezas no se deteriorarían con el tiempo y que tendrían superficies totalmente lisas sin necesidad de
pulir, ni de limpieza ni de lubricación.
Básicamente, se hace pensando en que se tenga la mayor precisión y fiabilidad de estas cosas, para
poner en riesgo lo menos posible la vida del astronauta. Además, esa estructura permitiría disminuir la
nave en un 50%. También, se ha tenido la idea de crear una especie de “segunda piel” debajo del traje de astronauta
que sea capaz de detectar las radiaciones antes de que ocurran y de que perforen el traje espacial, y de
manera inmediata se selle ante un corte o un pinchazo.
Y por supuesto, se aspira a poder producir robots del tamaño de una yema del dedo.
Con los nano tubos de carbón, se planea fabricar un cable lo suficientemente fuerte como para poder
conectar una estación espacial a la Tierra con la suficiente longitud y resistencia de un cable, la cual
permita colocar una órbita de naves de transporte.
La idea es hacerlo con 40 000 Km. de nano tubos y con la capacidad de transportar hasta 20 toneladas
al espacio sin usar motores.
Hablemos del cable, este cable tendría un grosor de 0.91 m y tendría la faculta de soportar hasta 13
toneladas. La base se encontraría sobre el Océano Índico ubicado a 70º de este, al sur de la India.
Nanotecnología y Deportes
La empresa NanoDynamics dio a conocer que se puede manipular una pelota de golf molécula a
molécula, para evitar que gire tanto y que disminuya su movimiento, ya que mientras menos se mueve
mas recto en la dirección de la pelota. Pero el palo de golf no se que da atrás, se planea crear esos
palos a base de nanotecnología para que pesen menos pero a su vez sean mas fuertes, y gracias a esto
la pelota pueda ser golpeada con mas precisión.
Existe una empresa japonesa que se encuentra en un proyecto
de fabricación de una pelota de bolos a la cual no le afectan
las irregularidades de la plataforma y que se mantiene en el
centro de la misma, sin tener desviaciones de ningún nivel.
También en el tenis, se está usando a nanotecnología para el
tenis, para que las pelotas no se desinflen tan rápido.
En los patines, se planea la utilización de nanometales para
disminuir la fricción del patín con el hielo.
Un fabricante Suizo realizó unas bicicletas a base de nano tubos
de carbono. “Pro Machine” pesa menos de un kilo, y el equipo
Phonak goza de la mayor rigidez y fuerza que presenta esta.
Nanotecnología en Medicina
Nanotecnología en la Medicina en Prótesis Ortopédicas Universidad de Purdue ha demostrado que los nanotubos de carbón podrían mejorar aplicaciones de
prótesis ortopédicas.
Un equipo de investigadores ha demostrado a través de una serie de experimentos en platos petri que
las células óseas se adhieren mejor a aquellos materiales cuyos bultitos en la superficie son más
pequeños que los bultos que se encuentran en la superficie de los materiales que habitualmente se
utilizan para fabricar prótesis. Además, al estar más pequeños los bultos, se estimula el crecimiento de
más tejido óseo, lo que resulta imprescindible para lograr una correcta adhesión del prótesis
implantado.
Los científicos han demostrado que al crear implantes con la alineación en paralelo de nanotubos de
carbón y filamentos, se favorece mejor adhesión y crecimiento celular. Esta alineación imite a la de las
fibras de colágeno y cristales cerámicas naturales, hidroxiapatita, en los huesos reales.
Se utilizaron dos métodos para la alineación en paralelo de los nanotubos. Uno a través de la aplicación
de corrientes eléctricas a una mezcla de nanotubos y polímero, y el otro mediante la utilización de uno
También están las Capsulas que navegan por la sangre:
El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar 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 nano sistemas 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, investigadora de la Universidad de Santiago que trabajan
en esta línea de tiempo 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 nanotecnología 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.
La nanotecnología también tiene aplicaciones en odontología, especificamente en lo referente a
implantes dentales, recientemente se ha desarrollado un procedimiento que consiste en despositar
sobre la superficie de la nueva pieza dental nanocristales de de fosfato de calcio los cuales favorecerian
la integración de la nueva pieza dental aumentando asi la estabilidad de la pieza y además reduciendo
En las enfermedades:
Un equipo de investigadores han desarrollado también nanopartículas que permiten administrar, de
forma simples gotas nasales, algunas vacunas que hasta ahora debían inyectarse. Su eficacia ha sido
demostrada, hasta el momento, para las vacunas anti-tetánica y anti-diftérica. "Recientemente, hemos
propuesto estas tecnologías al concurso de ideas promovido por la Fundación Bill & Melinda Gates
para resolver los grandes problemas de salud del tercer mundo", añade la investigadora. "Nuestra idea
para administrar de esta forma la vacuna de la Hepatitis B fue una de las seleccionadas de un total de
1.500 presentadas".
No menos importante es la batalla que en estos momentos se libra en todo el mundo contra la
diabetes, y en la que la nanotecnología tiene mucho que decir. Las nanopartículas desarrolladas por los
Investigadores están siendo utilizadas en experimentos en la clínica para estudiar su uso como
vehículos para administrar insulina por vía oral, nasal o pulmonar. Por su parte, la doctora Tejal Desai,
profesora de bioingeniería en Boston, ha creado un dispositivo que puede ser inyectado en el torrente
sanguíneo y actuar como páncreas artificial, liberando insulina. La técnica desarrollada por esta
investigadora consiste en encapsular células que producen la insulina en contenedores con paredes con
nanoporos, que por su tamaño sólo pueden ser atravesados por moléculas como el oxígeno, la glucosa
o la insulina. De esta forma, las paredes de la cápsula impiden que estas células productoras de insulina
sean reconocidas como extrañas por los anticuerpos, mientras que los poros permiten la liberación de
la insulina y la entrada de nutrientes, como azúcares y nutrientes. La innovadora técnica tiene potencial
para la cura de otras enfermedades tales como la enfermedad de Parkinson, por medio de la liberación
de dopamina en el cerebro, o el Alzheimer.
La creación de biochips, que permiten la obtención de grandes cantidades de información trabajando a
una escala muy pequeña. Con los biochips a nano escala es posible conseguir en poco tiempo
abundante información genética -tanto del individuo como del agente patógeno-, que permitirá
elaborar vacunas, medir las resistencias de las cepas de la tuberculosis a los antibióticos o identificar las
mutaciones que experimentan algunos genes y que desempeñan un papel destacado en ciertas
enfermedades tumorales, como el gen p53 en los cánceres de colon y de mama. El desarrollo de
sensores a escala molecular parece no tener límites. Un equipo de científicos de la Universidad de
Harvard descubrieron que se pueden utilizar hilos ultrafinos de silicio para detectar la presencia de virus
individuales, en tiempo real y con una gran precisión. Charles M. Lieber, profesor de Química en
Harvard y coautor del descubrimiento, asegura que las posibilidades de estos detectores, que pueden
ser ordenados en matrices capaces de detectar literalmente miles de virus diferentes, "podrían
introducirnos en una nueva era en materia de diagnósticos, seguridad biológica y respuestas a brotes
víricos". En el ambiente clínico, la extremada sensibilidad de las matrices de nanohilos permitiría
detectar infecciones virales en sus primeros estadios, cuando el sistema inmunológico aún es incapaz
de actuar.
Nano-robots
Las máquinas moleculares de reparación viajarán a través del torrente sanguíneo, con capacidad de
actuar sobre el ADN (enfermedades genéticas), modificar proteínas o incluso destruir células completas,
en el caso de tumores. Sin embargo, algunos expertos se han atrevido ya a adelantar cómo serán esos
futuros nano-robots.
Es el caso de Robert Freitas, investigador del Instituto de Fabricación Molecular de California, que ha
creado una especie de glóbulo rojo artificial nombrado como respirocito. Con una sola micra de
diámetro, este robot esférico imita la acción de la hemoglobina natural
que se encuentra en el interior de los hematíes, aunque con la
capacidad de liberar hasta 236 veces más oxígeno por unidad de
volumen que un glóbulo rojo natural. Los respirocitos incorporarán
sensores químicos, así como sensores de presión. De esta forma
estarán preparados para recibir señales acústicas del médico, que
utilizará un aparato transmisor de ultrasonidos para darles órdenes con
el fin de que modifiquen su comportamiento mientras están en el
interior del cuerpo del paciente.
Freitas ha diseñado también los microbívoros, fagotitos mecánicos concebidos para destruir cualquier
microbio de nuestro torrente sanguíneo. Utilizando un protocolo digestivo y de descargas actuarán,
según estima su creador, hasta 1000 veces más rápido que las defensas naturales.
Nanobots
Un robot nanotecnológico, también llamado nanite, es decir un aparato
mecánico o electromecánico cuyas dimensiones están medidas en
manómetros (millonésima parte de un milímetro o 10^ (-9) metros).
Luz en pequeñas jaulitas: La nanotecnología está siendo usada para crear
partículas muy pequeñas que tienen grandes propiedades fluorescentes.
La nanotecnología molecular tendrán muchos impactos sobre el sector de
la medicina en general. El mundo de la medicina es muy complejo, por lo
que todos los beneficios de la nanotecnología para medicina tardarán en
hacerse evidentes. No obstante, otros beneficios llegarán de forma inmediata.
Las herramientas de la investigación y la práctica de la medicina serán menos costosas y más potentes.
Investigación y diagnóstica serán más eficaces, lo que permitirá una
capacidad de respuesta más rápida para tratar nuevas enfermedades.
Además numerosos pequeños sensores, ordenadores y diversos aparatos implantables de bajo coste
permitirán un control continuo sobre la salud de pacientes así como tratamiento automático. Serán
posibles diversos tipos nuevo de tratamiento. Y mientras los costes de la medicina bajan y el
tratamiento de enfermedades más seguro, así sus beneficios serán experimentados por muchas más
personas en todo el mundo.
Nanotecnología en cueros y textiles
El producto forma una fina película transparente alrededor de las fibras del material tras la
impermeabilidad se observa una reducción de la absorción de humedades y suciedad por oxido , café,
tintes etc.
Cada fibra está rodeada por una capa anti adhesiva en la cual no será absorbida por el tejió. Las fibras
tratadas con el recubrimiento Presentes en Textil y Cuero son totalmente neutrales con su piel. No
contiene disolventes. El líquido transportador es agua y es amigable con el medio ambiente.
Nano Recubrimiento de Cuero y Textil" es la protección transparente ideal anti suciedades y humedad
para todo tipo de textiles de lana, seda, sintéticos y cueros. No altera el tacto, el aspecto o la
transpiración de los materiales. "Percenta Nanotecnología
Recubrimiento de Cueros y Textiles" puede aplicarse a todos los
tipos de textiles, desde la más fina seda hasta el algodón, a trajes
de chaqueta, chaquetas, abrigos, camisas, blusas, corbatas,
pantalones, uniformes de deporte, pantalones vaqueros,
impermeables, gabardinas, equipos de montar en moto, chaquetas
de invierno, ropa de cuero e incluso ropa de viajes de aventuras.
Presenta Nano Revestimiento de Cuero y Textil también podrá
aplicarse a objetos tapizados que ya sean impermeables garantizando menos humedad y un secado
más rápido. Se evitarán para siempre las manchas de café, vino, aceite y otras que antes eran
inevitables.
La protección de las fibras mediante el desarrollo de la nanotecnológía protege su ropa contra la
humedad, las manchas y la suciedad sin que nadie lo vea. No cambiará el aspecto, la transpiración, el
color o el tacto. También podrá planchar su ropa sin problemas.
Ventajas:
• De fácil manejo
• Lavable hasta 40°C
• Se conserva la transpiración
• Adecuado para todo tipo de textiles
• Efectos duraderos en todos los textiles
• Las suciedades podrán quitarse empleando sólo agua
• Evita las manchas de té, café, vino tinto, salsa de tomate, etc.
• Protege los textiles durante mucho tiempo de la humedad, suciedad y grasas
Zapatos / Calzado infantil:
El calzado es la parte del vestuario expuesta a las mayores exigencias. Cuando nos vemos sorprendidos
por una tormenta, no solamente se mojan los zapatos, sino tras ellos también los calcetines y los pies,
con el posterior peligro de resfriado. Para estos
casos se recomienda impermeabilizar el calzado con
el nanorecubrimiento. Sin embargo no será
adecuado aplicar en caso de calzado engrasado
previamente de fabricación, pues las grasas no son
compatibles con este tipo de revestimientos
nanotecnologicos.
• Ideal para zapaterías y zapateros.
Toldos, sombrillas, capotas de coche:
Ya después de corto tiempo puede observarse como a causa de la humedad se produce moho que se
deposita en los toldos, sombrillas o capotas de los coches. Se suele olvidar que los toldos o sombrillas
que nos protegen del sol durante el día deberían cerrarse por la noche con lo que la humedad o lluvias
nocturnas inesperadas provocan manchas que hubieran podido evitarse aplicando este recubrimiento
nanotecnológico.
• Ideal para vendedores de coches y fabricantes de sombrillas y toldos
Uniformes:
Las bandas de música se ven sorprendidas repetidamente por la lluvia. En las fiestas públicas no se
puede dejar de tocar inmediatamente. Con el impermeabilizado textil se conseguirá que el agua resbale
sin penetrar en los tejidos. Útil también para el cuerpo de policía.
• Ideal para asociaciones y empleados del servico público
Ropa de excursiones y Chaquetas:
Durante las excursiones a la montaña podrá emplear el revestimiento nanotecnológico para proteger
su ropa. Los tejidos permanecen inalterados en cuanto a la transpiración, sin embargo el agua de la
lluvia se quedará detenida en la superficie y la piel podrá respirar sin mojarse.
• Ideal para tiendas de ropa al menudeo
Asientos de coche:
Los asientos de coche, no importa el tejido, se utilizan
a menudo con ropa sucia o húmeda. Otras veces entra
agua por la puerta al abrir mojándose los asientos y
llegando a formarse capas de suciedades y cal. Tras la
aplicación de este sellado nanotecnológico, la suciedad
no podrá introducirse en los tejidos deteniéndose en la
superficie.
• Ideal para el comercio del automóvil y clubs de automóviles
La Nanotecnología en Televisores
Investigadores de la Universidad de Houston han desarrollado una nueva técnica para
el desarrollo de pantallas de televisores, basada en los principios de la
nanotecnología, estas pantallas denominadas FED (Field Emision Display) remplazarán
a los conocidos LCD, su construcción está hecha en base a nanotubos de carbono,
que son los emisores mas eficientes que existen, otorgándole así una mayor resolución y combinando
en una sola pantalla las mejores características del CRT y de los LCD, se espera que estén en el mercado
dentro de los próximos 5 a 10 años.
Nanotecnología en Mecánica Cuántica
Durante décadas, la mejora del rendimiento de los chips se ha obtenido en gran parte reduciendo el
tamaño de los transistores y los cables, para concentrar más potencia en menos espacio. Pero la
reducción del tamaño de los transistores trae consigo
problemas de generación de calor, de defectos y problemas
básicos y físicos.
A medida que los transistores se achican son menos
eficientes y desperdician energía, De este modo, los
transistores son lo suficientemente grandes para que sean
muy fiables.
Existe una la ley, que establece que el número de transistores en un chip se duplica cada 24 meses.
Cada transistor cumple la función como un interruptor que permite el flujo de energía, transmitir o no
electricidad en el procesador de la computadora. Actualmente se trabaja con procesos de fabricación
de 65 nanómetros, y se prepara para migrar a 45 nm usando hafnio y otros materiales para aislar
transistores. Hasta ahora se hacía con silicio, pero su uso tiene un límite, y hay que pensar más allá.
Para poder avanzar en la mecánica cuántica, esta se tuvo que unir a la nanotecnología, implantados en
ordenadores, dándonos lugar a poder decir que dentro de un futuro no muy lejano las computadoras
dejaran de ser computadoras y pasaran a ser supercomputadoras.
Las computadoras utilizan el silicio para integrar los transistores que la componen, pero la mecánica
cuántica esta ganando terreno de manera sorprendente, y es así como hoy podemos llegar a hablar de
que esta ciencia cuántica remplazara a los transistores de silicio por transistores a nanoescala (escala
atómica).
Expertos asegurar que aproximadamente para el año 2010, los ordenadores estarán basados con chips
o transistores a nivel atómico o lo que se conoce como mecánica cuántica.
Ahora explicare las diferencias entre un ordenador normal y un ordenador cuántico.
La principal diferencia que existe entre un ordenador cuántico y uno normal es que mientras éste
maneja bits, el cuántico utiliza qubit.
Los ordenadores comunes, trabajan con un sistema de
numeración, conocido como sistema binario (ceros y unos),
este código es el encargado de a través de transistores,
comunicar ausencia o presencia de energía, es decir, un
encendido o apagado, un uno (1) o un cero (0).
Los ordenadores cuánticos, utilizan un fenómeno físico conocido como “superposición“, donde les da
la posibilidad de que objetos realmente pequeños como electrones o átomos puedan existir en dos
lugares simultáneamente al mismo tiempo, lo que quiere decir, que computadoras con procesadores
superpuestos puedan utilizar los llamados qubits (bits cuánticos) que son unidades cuyas propiedades
se basan en la mecánica cuántica que nos dice que un objeto, a escala microscópica, puede tener varias
propiedades al mismo tiempo, y contradictorias, como estar en dos o tres o incluso cuatro sitios a la vez
, tiene la capacidad para estar en los estados de encendido y apagado al mismo tiempo. Así estas serian
muchísimo más rápidas que los ordenadores convencionales, pudiendo resolver ciertos problemas
matemáticos con certera y buena velocidad.
Los prototipos construidos hasta ahora apenas tienen siete átomos. Nos permiten sumar, restar o
factorizar un número como 15. La próxima frontera es llegar hasta ordenadores de 50 o 100 qubits. Un
ordenador de 500 qubits, con todas las combinaciones posibles de sus estados superpuestos,
equivaldría a uno convencional con un número de procesadores inimaginable, de 10 elevado a 150:
billones de veces más rápido que los actuales.
Nanotecnología aplicada en el ámbito militar
Actualmente, en diferentes países donde el comercio de armas es notable, la creación y modificación de
ramas mediante la nanotecnología está tomando cada vez más importancia con el fin de cambiar las
estrategias militares.
Esta busca mejorar no solo las armas que se utilizan sino también la participación del soldado al
momento del combate. Actualmente, el Instituto de Nanotecnologías del
Combatiente, (institución creada por el ejército estadounidense) se ha
concentrado en mejorar el desempeño de los soldados a la hora del combate
y para ello han diseñado botas con paquetes potenciados inter construidos
que le permitirán al soldado brincar encima de muros de más de 7 m de
altura. Otro método para mejorar el desarrollo en cuanto a las capacidades
físicas del soldado, es la reducción del peso que ellos tienen equipado de 65
kilos a 20 kilogramos mediante una malla molecular.
La nanotecnología en el ámbito militar también trata de ser “una barrera de
defensa”. Por ejemplo, el Instituto de Nanotecnologías del Combatiente se
encuentra trabajando en el desarrollo de un “exo” esqueleto (armadura) que no es solo a prueba de
balas, sino que se transforma en un molde médico para aliviar alguna extremidad rota y que incluso
puede usarse como arma ofensiva. También se están creando nano recubrimientos plásticos para la
ventanearía de los aviones ya que estas son a pruebas de ralladuras que puedan obstruir la visión.
Incluso se busca crear un uniforme “nano camuflaje” que hagan invisible al soldado a la hora del
combate.
Hay una serie de elementos que se buscan crear por medio de la nanotecnología y que son
innovaciones en lo militar como lo son:
• “Persianas venecianas”: diseñadas para la protección de los ojos del combatiente de rayos láser
cegador.
• Mediante los nano-materiales se busca mejorar el desempeño de máscaras anti gases.
• Sensores miniaturizados para la detección en campo de gentes biológicos/químicos explosivos.
• También se busca contrarrestar la guerra biológica para evitar que un agente patógeno entre al
cuerpo.
• El uso de MEMS, dispositivos inteligente micrométricos que permitirán la comunicación y la acción
bajo órdenes desde el sitio e instante deseado.
A pesar de que la nanotecnología en el campo militar presentará ventajas en cuanto a las defensas de
algunos países, el riesgo que se corre con ella es aún mayor ya que las armas estarían por todos lados
debido a los materiales que utilizan y a los múltiples usos de la nanotecnología.
Nanotecnología en la construcción
Actualmente se está iniciando la implementación de la nanotecnología en otros campos, tales como la
construcción con el objetivo de mejorar las aplicaciones estructurales que a su vez nos llevan a mejorar
también los materiales que se utilizan, tanto en su desarrollo como en su impacto en el medio
ambiente.
Esta aplicación de la nanotecnología a la construcción también sirve como una de las tecnologías claves
para el desarrollo de una nueva capacidad tecnológica y de mercadeo
innovador. Al combinar diferentes materiales de construcción con una
serie de innovaciones, se puede promover tanto la plusvalía del producto
como sus nuevas técnicas de utilización y estilo de construcción.
A través de la nanotecnología se pueden desarrollar materiales mucho
más resistente que los convencionales. Estos materiales reciben el nombre de nano-materiales y se
definen simplemente como materiales desarrollados con al menos una dimensión en la escala
nanométrica (una dimensión entre 1-100 nanómetros). Este está subdividido en tres partes que son:
nanopartículas, nanocapas y nanocompuestos. Los nano- materiales presentan una serie de ventajas
entre las que se encuentran su resistencia, su duración y su costo que sorprendentemente es el mismo
que el que poseen los materiales en la actualidad. En adición a estas ventajas, se encuentran también la
reducción de recursos naturales y la reducción en cuanto a la generación de residuos. Como desventaja
o principal inconveniente, se encuentra que no todos los nano-materiales van a ser biológicamente
inertes y no se sabe cuáles son los daños que podría causar.
Entre los materiales que se encuentran en proceso de creación, involucrados con la nanotecnología aplicada a la construcción se encuentran:
• Pinturas con propiedades de auto-limpieza y protección anti-
grafiti ecológicas sin disolventes las cuales se secan en unos 3
segundos aproximadamente y que resultan ser mucho más
económicas que las pinturas convencionales.
• Protecciones para lunas de vidrio y puertas.
• Fachadas autolimpiantes como acabados invisibles para piezas de acero inoxidable que eliminan
manchas o huellas en la superficie. Hay algunas fachadas que se limpian solas con la luz o la
humedad reduciendo así costos notables en cuanto al mantenimiento.
• Recubrimientos de grosor nanométrico que protegen el acero de la corrosión
• Identificación y reparación automática de brechas o agujeros en el asfalto.
• Sensores de vigilancia por si se presenta alguna anomalía o riesgo en las edificaciones.
• Auto arreglos de las barreras protectoras en las carreteras.
• Nanocemento: se refiere a cementos con tamaño de partículas nanométricas. Este proyecto aún
se encuentra en desarrollo y presenta dos derivaciones: cementos para industria del concreto y
cemento para cementaciones de pozos petroleros. A su vez representa un cambio favorable
para el medio ambiente ya que reduce la emisión de CO2 entre un 40% y un 55%.
• Gaia: primer nanoproducto en reemplazarla micro sílice, lanzado en el 2003 y con múltiples
beneficios: ahorra cemento hasta un 40%, no contamina el medio ambiente y no afecta la salud
de sus operadores. Es mucho más rápido y fuerte que el micro sílice común.
Nanotecnología en la agricultura y en los alimentos
La nanotecnología se ha desarrollado mucho en los últimos años.
Cada vez nos ofrece más oportunidades de desarrollar al máximo los
productos que hemos estado utilizando desde hace muchos años.
La nanotecnología aplicada a la agricultura es el segundo gran
usuario después del sector de la energía según la Universidad de
Toronto.
A su vez, representa una nueva forma de progreso de la humanidad
mediante la creación de nano-materiales que puedan ser aplicados en la investigación agrícola y en los
métodos de diagnóstico de la inocuidad alimentaria. Sus usos en este campo pueden ser pocos en
comparación con otros campos, pero sin embargo varían.
La nanotecnología en los alimentos representa una inversión para diferentes compañías ya que permite
la creación de alimentos más sanos y de mejor sabor. Actualmente su uso se limita a la adición de
compuestos saludables y el desarrollo de envases que prologuen su fecha de caducidad.
Uno de los objetivos que busca la nanotecnología en los alimentos consiste en permitirle al consumidor
personalizar los alimentos de acuerdo a su preferencia.
Uno de sus usos consiste en medir el transporte de proteínas dentro de células alimenticias lo que no
solo representa un avance en la agricultura sino también en la medicina.
A su vez, existen proyectos que buscan destruir las plagas que afectan constantemente la producción
agrícola, sin dañar el medio ambiente al contrario de los plaguicidas. Esto se logra mediante la
penetración de las células de los alimentos por medio de nano partículas. Este proyecto está en
investigación en institutos de investigación agrícola en México e India y se está llevando a cabo con
nano partículas plaguicidas para observar cómo funcionan.
Otros proyectos conllevan a la investigación de bacterias
patógenas en los alimentos para su detección rápida y
portátil. Los análisis contra estas bacterias se efectuarían
en los mismos establecimientos agrícolas sin necesidad de
mandarla a los laboratorios primero. El desarrollo de este
proyecto consiste en nano-cables que permitan
determinar la presencia, concentración y el tipo de
contaminación en los alimentos. Para ello se les asigna a
cada nano cable, un patrón de barras tanto plateadas
como doradas que luego son depositadas en una cinta.
Luego se coloca sobre el alimento un procesador electrónico se encargará de saber qué agentes
patógenos están presentes y cuál es su concentración. Esta detección solo durará unos 15 minutos
aproximadamente.
También se podrían detectar diferentes sustancias químicas como la detección de residuos procedentes
de plaguicidas. Esto sería posible gracias a nano partículas que emitan luz. También permitiría la
producción de alimentos “inteligentes” en donde su fecha de caducidad podrá ser extendida
permitiendo así el transporte a distancias mayores. Incluso se plantea la aplicación de nano materiales a
diminutos códigos de barra los cuales serían muy útiles para el rastreo de los alimentos permitiendo así
la lectura electrónica.
Otros usos de la nanotecnología en los alimentos sería la extracción de moléculas en algunos de estos
como en la leche, que es posible extraer moléculas contra la osteoporosis y la psoriasis. La extracción
de ciertas moléculas en la leche podría ayudar a los bebes a tener una leche más adecuada para su
metabolismo.
Algunas ventajas de la nanotecnología en los alimentos incluyen la mejor absorción de nutrientes y el
desarrollo de aditivos que puedan ser absorbidos con facilidad en nuestro cuerpo (aparte de algunos ya
mencionados).
La nanotecnología permite extender la fecha de caducidad de ciertos alimentos mediante la creación de
envases más ligeros, flexibles con mayor resistencia al calor, luz; capaces de absorber oxígeno y
humedad. Todo esto mediante la creación de nano-materiales. A largo plazo, se busca la creación de
materiales que cambien de acuerdo a las condiciones internas o externas y de materiales que se auto
reparen si sufren algún daño. También se quiere lograr el cambio de color de los envases en caso de
contaminación o deterioro, mediante nano-sensores incorporados en el envase para detectar
cantidades minúsculas de agentes químicos.
Nanotecnología para teléfonos celulares
Actualmente, los investigadores de los laboratorios Bell están desarrollando teléfonos celulares a nano
escala, estos consisten en transmisores de radio con un diámetro aproximado a la hebra de un cabello.
Como ya hemos mencionado en las aplicaciones anteriores, aquí la
nanotecnología serviría para una mejor funcionalidad, reducir costos y
para ahorrar energía.
Como no era de extrañarse, la empresa de celulares NOKIA no se
queda atrás con la implementación de la nanotecnología.
El prototipo Nokia Morph fue presentado en la universidad de
Cambridge, con sus particularidades de flexibilidad, material
transparente, ahorro de consumo de energía gracias a nanofibras,
pueden cambiar de forma, superficies autolimpiables, entre otras.
También tiene sensores que serían capaz de detectar el nivel de contaminación de la luz o el sonido.
Lo más probable es que estará listo dentro de 7 años.