NANOTECNOLOGÍA

Nanotecnología

La nanotecnología es el estudio y la manipulación de materia en tamaños increíblemente pequeños, generalmente entre uno y 100 nanómetros. La nanotecnología comprende una amplia gama de materiales, procesos de fabricación y tecnologías que se usan para crear y mejorar muchos productos que la gente usa diariamente.

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Orígenes

Richard Feynman, teórico cuántico y Premio Nobel, en 1959 fue el primero en hablar de nanotecnología, en su libro “Plenty of Room at the Bottom”, en donde examinó el infante campo de la ciencia de los materiales. Eric Drexler, en 1981, publicó el primer trabajo científico sobre nanotecnología molecular, en 1986 publicó “Ingenios de la creación” y en 1991 recibió el único doctorado del MIT en el campo de la nanotecnología.

Usos

  • La nanotecnología forma parte de la siguiente generación de innovación en la ciencia y la ingeniería que transformará a muchos sectores, como el aeroespacial, la energía, las tecnologías de la información, la medicina, la defensa nacional y el transporte. La nanotecnología permitirá el desarrollo de la siguiente generación de materiales que son más fuertes y duraderos que los materiales usados actualmente en edificios, puentes, aviones, automóviles y otras aplicaciones.
  • La nanotecnología también representa una gran promesa para crear productos para un mundo más eficiente en cuanto a energía, como celdas de combustible, baterías y paneles solares más eficientes. La nanotecnología puede brindar soluciones para limpiar terrenos y aguas contaminados, y jugará un papel crítico en la transformación de la medicina y el cuidado de la salud.
  • El cuidado de la salud se acerca a una revolución gracias a la nanotecnología. Gracias a la nanotecnología se están desarrollando, entre otros, herramientas muy sofisticadas para detectar y tratar el cáncer, vendajes que evitan infecciones, mejoras en la tecnología para la generación de imágenes y mucho más.
  • Casi todos los dispositivos electrónicos fabricados en la última década, incluidos los chips informáticos y dispositivos electrónicos más sofisticados, se fabricaron mediante el uso de la nanotecnología.
  • El equipamiento deportivo, como bates de béisbol, raquetas de tenis, cascos para motocicletas y otros materiales plásticos pueden ser más ligeros, rígidos, duraderos y resistentes con la nanotecnología.
  • Las telas tratadas con nanotecnología pueden resistir arrugas, manchas y la proliferación de bacterias, permitiendo así que la ropa se mantenga más limpia y dure más.
  • El desempeño de varios productos domésticos como quitamanchas, limpiadores antibacterias, pinturas, selladores y purificadores y filtros de aire puede mejorarse con la nanotecnología.
  • La nanotecnología permite crear un ambiente más limpio mediante nuevos métodos de purificación de agua y la remoción de los contaminantes del agua en la tierra y en el suelo.
  • Las innovaciones en energía, como los paneles solares más eficientes, las turbinas eólicas más fuertes y livianas, autopartes más livianas y un rendimiento del combustible mejorado están impulsadas por la nanotecnología.
  • Los productos de cuidado personal, como cosméticos y protectores solares, pueden mejorarse con nanotecnología.
  • Los envases de alimentos que usan nanotecnología permiten detectar y evitar el deterioro o la contaminación, y contribuir a que los alimentos permanezcan frescos por más tiempo.
  • Algunos productos farmacéuticos fueron reformulados con nanopartículas para mejorar su desempeño.
  • La nanotecnología se aplica a la terapia del cáncer, del sida y del Alzheimer

 

Nanomateriales

Los nanomateriales son materiales con propiedades morfológicas más pequeñas que 1 µm en al menos una dimensión. A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores restringen su tamaño de 1 a 100 nm, una definición lógica situaría la nanoescala entre la microescala (1 µm) y la escala atómica/molecular (alrededor de 0.2 nm).

Empiezan a utilizarse en campos como el sanitario, la electrónica y la cosmética.

Nanofibras

Las Nanofibras tienen muchas posibilidades tecnológicas y comerciales. Se usan en diseño de pañuelos, entrega de fármacos, diagnóstico de cáncer, batería de aire de litio, sensores ópticos y filtración de aire.

Aplicaciones

  1. La baja densidad y elevado volumen de los poros hacen a estos materiales apropiados para dispositivos biomédicos como el sistema de liberación controlada de fármacos o la obtención de cosméticos.
  2. También para principios activos e ingeniería de tejidos; prendas de vestir, implementos de limpieza y hasta productos industriales de catálisis, filtrado, barrera y aislamiento, pilas, transistores, óptica, tecnología de la información y del sector espacial.
  3. Las nanofibras pueden ser utilizadas en filtros para proteger personas de virus, bacterias, smog, polvo, alérgenos y otras partículas. Los productos utilizan nanofibras para filtrar aire y proteger la salud de las personas, puede ser con mallas para ventanas, máscaras respiratorias o cubre bocas.
  4.  Los textiles para uso deportivo con membrana de nanofibras incorporadas a este, está basado en la tecnología moderna de nanofibras en donde la parte principal de la membrana consiste de fibras con un diámetro 1000 veces más delgado que el pelo humano.

Grafeno

Este material surge cuando pequeñísimas partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas,  y en celdas hexagonales. Se obtiene a partir del grafito, sustancia muy abundante en la tierra. El grafeno es de los materiales más duros y fuertes existentes, incluso supera la dureza del diamante y es doscientas veces más resistente que el acero.Las propiedades del grafeno son ideales para utilizarlo como componente de  circuitos integrados. Está dotado de alta movilidad de portadores, así como de bajo nivel de ruido.

Aplicaciones en la electrónica:

  1. Cables de alta velocidad.
  2. Superbaterias
  3. Pantallas fotos-sensibles flexibles
  4. En la medicina se están haciendo estudios para tratar el cáncer con una forfma modificada del grafeno.

 

Nanorrobótica

La nanorrobótica es el campo de las tecnologías emergentes que crea máquinas o robots cuyos componentes están o son cercanos a escala nanométrica (10−9 metros). De una forma más específica, la nanorrobótica se refiere a la ingeniería nanotecnológica del diseño y construcción de nanorrobots, teniendo estos dispositivos un tamaño de alrededor de 0,1 a 10 micrómetros y están construidos con componentes de nanoescala o moleculares. También han sido usada las denominaciones de nanobots, nanoides, nanites, nanomáquinas o nanomites para describir a estos dispositivos que actualmente se encuentran en fase de investigación y desarrollo.

En su mayoría las nanomáquinas se encuentran en fase de investigación y desarrollo, pero ya se han probado algunas máquinas moleculares y nanomotores primitivos. Un ejemplo de esto es un sensor que tiene un interruptor de aproximadamente 1,5 nanómetros de ancho, capaz de contar moléculas específicas en una muestra química.

Nanomedicina

Es la aplicación de la nanotecnología a las ciencias de la salud. Su principal objetivo es prevenir, diagnosticar y tratar enfermedades de una forma más eficaz, dirigiendo específicamente los tratamientos al tejido enfermo, sin dañar los tejidos sanos. La nanotecnología es especialmente relevante en el campo de la medicina porque los procesos biológicos tienen lugar a escala molecular y es precisamente en esa escala donde debemos movernos para intentar detectar y resolver algunas enfermedades.

Puede dividirse en tres áreas: el nanodiagnóstico, la nanoterapia y la nanomedicina regenerativa.

  • Nanodiagnóstico: Basado en la utilización de nanodispositivos y sistemas de contraste para una detección más sensible, rápida y precisa a nivel celular o molecular de una enfermedad en sus estadios más tempranos.
  • Nanoterapia: Basada en la utilización de nanoestructuras (liposomas, micelas, dendrímeros, nanopartículas, nanocápsulas, nanogeles, nanotubos de carbono, grafeno, nanopartículas metálicas, mesoporosas de sílice, puntos cuánticos, virus…) activas decoradas con elementos de vectorización que permitan la acumulación y liberación controlada de una sustancia activa exclusivamente en las células enfermas. Las nanoestructuras deberán ser biocompatibles y transportar dosis adecuadas de fármaco y ser estables hasta alcanzar el tejido diana.
  • Nanomedicina regenerativa: Pretende reparar o reemplazar tejidos y órganos dañados aplicando la nanotecnología con el fin de estimular los mecanismos reparadores del cuerpo humano
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Laura Salgueiro

Jesús Silva

Tegra Vidal

Brais Vinseiro

 

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