Nanotecnología, ¿Qué es Nanotecnología? Nanotecnología Definición

La mayoría de la gente que escucha por primera vez el término "nanotecnología" cree que se habla de las técnicas incluidas en el término "microtecnología", la tecnología usada en la microelectrónica y que ha transformado enormemente la sociedad en las últimas décadas. La relación no es del todo incorrecta, pero no es exacta.

¿Qué es Nanotecnología?

La nanotecnología 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 átomos y moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Para hacerse una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot, más o menos un nanobot de 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos (depende de qué esté hecho el nanobot).

nano- es un prefijo griego que indica una medida, 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.

La nanotecnología promete soluciones nuevas y más eficientes para los problemas ambientales, así como muchos otros enfrentados por la humanidad. Las nanotecnologías prometen beneficios de todo tipo, desde aplicaciones médicas nuevas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros; sin embargo, el concepto de nanotecnología aún no es muy conocido en la sociedad.

Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro (10^(-9) metros). 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 debe a efectos cuánticos. La conductividad eléctrica, el calor, la resistencia, la elasticidad, la reactividad, entre otras propiedades, se comportan de manera diferente que en los mismos elementos a mayor escala.

Aunque en las investigaciones actuales con frecuencia se hace referencia a la nanotecnología (en forma de motores moleculares, computación cuántica, etcétera), es discutible que la nanotecnología sea una realidad hoy en día. Los progresos actuales pueden calificarse más bien de nanociencia, cuerpo de conocimiento que sienta las bases para el futuro desarrollo de una tecnología basada en la manipulación detallada de las estructuras moleculares.

La nanotecnología así como promete solucionar miles de problemas y brindarnos miles de soluciones, también conlleva muchos y muy peligrosos riesgos:

La nanotecnología promete soluciones nuevas y más eficientes para los problemas ambientales, así como muchos otros enfrentados por la humanidad. Las nanotecnologías prometen beneficios de todo tipo, desde aplicaciones médicas nuevas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros; sin embargo, el concepto de nanotecnología aún no es muy conocido en la sociedad.

Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro (10^(-9) metros). 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 debe a efectos cuánticos. La conductividad eléctrica, el calor, la resistencia, la elasticidad, la reactividad, entre otras propiedades, se comportan de manera diferente que en los mismos elementos a mayor escala.

La militarización de la nanotecnología es una aplicación potencial. Mientras los nanomateriales avanzados obviamente tienen aplicaciones para la mejora de armas existentes y el hardware militar a través de nuevas propiedades (tales como la relación fuerza-peso o modificar la reflexión de la radiación EM para aplicaciones sigilosas), y la electrónica molecular podría ser usada para construir sistemas informáticos muy útiles para misiles, no hay ninguna manera obvia de que alguna de las formas que se tienen en la actualidad o en un futuro próximo puedan ser militarizadas más allá de lo que lo hacen otras tecnologías como la ingeniería genética. Mientras conceptualmente podríamos diseñar que atacasen sistemas biológicos o los componentes de un vehículo (es decir, un nanomáquina que consumiera la goma de los neumáticos para dejar incapaz a un vehículo rápidamente), tales diseños están un poco lejos del concepto. En términos de eficacia, podrían ser comparados con conceptos de arma tales como los pertenecientes a la ingeniería genética, como virus o bacterias, que son similares en concepto y función práctica y generalmente armas tácticamente poco atractivas, aunque las aplicaciones para el terrorismo son claras.

La nanotecnología puede ser usada para crear dispositivos no detectables – micrófonos o cámaras de tamaño de una molécula, y son posibilidades que entran en el terreno de lo factible. El impacto social de tales dispositivos dependería de muchos factores, incluyendo quién ha tenido acceso a él, cómo de bien funcionan y cómo son usados. E.U.A. ha aportado gran parte de estos avances al igual que los chinos y franceces. Como dato la unión europea produce 29.64% de nanotecnologia mundial otro 29 Estados Unidos y el resto pequenos países.

En un laboratorio de IBM en Zurich, uno de los que ayudaron en la invención de aquel microscopio AFM de 1986, se trabaja en la miniaturización a nivel nanómetro del registro de datos. El sistema de almacenamiento se basa en un conjunto de 1024 agujas de AFM en una matriz cuadrada que pueden escribir bits de información de no más de 50 nanómetros de diámetro. El mismo conjunto es capaz luego de leer la información e incluso reescribirla.

La capacidad de guardar información a esa escala es una noticia excitante para el mercado, pues multiplica inmensamente la cantidad de información que se puede almacenar en un área determinada. El mejor sistema actual de registro, basado en la memoria magnética, puede guardar alrededor de dos gigabits por centímetro cuadrado; los físicos creen que el límite físico de la capacidad este sistema —no alcanzado aún— es de alrededor de 25 gigabits por centímetro cuadrado (64 gigabytes/in²). El sistema de matriz de agujas descripto más arriba, bautizado “Millipede” (Miriápodo, por tener mil patas), ofrece 35 gigabits por centímetro cuadrado (y hasta 80 gigabits si se utiliza una aguja única) y es capaz de hacerlo a la velocidad de los artefactos magnéticos actuales. Con unidades de almacenamiento provistas de matrices gigantescas, con millones de agujas, se puede lograr un almacenamiento en el orden de los terabytes, algo así como 40 veces lo que está disponible hoy comercialmente.

Aunque en las investigaciones actuales con frecuencia se hace referencia a la nanotecnología (en forma de motores moleculares, computación cuántica, etcétera), es discutible que la nanotecnología sea una realidad hoy en día. Los progresos actuales pueden calificarse más bien de nanociencia, cuerpo de conocimiento que sienta las bases para el futuro desarrollo de una tecnología basada en la manipulación detallada de las estructuras moleculares.

Tipos de Nanotecnología

Según la forma de trabajo la nanotecnología se divide en:

  • Top-down / Reducción de tamaño

  • Bottom-up /Autoensamblado

Top-down / Reducción de tamaño

Literalmente de arriba hacia abajo, en el sentido de desde lo macro (mayor) hacia lo micro (menor). Los mecanismos y las estructuras se miniaturizan a escala nanométrica. Este tipo de nanotecnología ha sido el más frecuente hasta la fecha, más concretamente en el ámbito de la electrónica, donde predomina la miniaturización.

Bottom-up /Autoensamblado

Literalmente de abajo hacia arriba, en el sentido de desde lo micro (menor) hacia lo macro (mayor). Se comienza con una estructura nanométrica como una molécula y mediante un proceso de montaje o autoensamblado, totalmente automático, se crea un mecanismo mayor que el mecanismo con el que comenzamos. Este enfoque, en parte considerado como el “único” y “verdadero” enfoque nanotecnológico, ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera extremadamente precisa.

Según el campo en el que se trabaja la nanotecnología se divide en:

Nanotecnología seca:

-Fabricación de estructuras en carbón (como nanotubos), silicio, materiales inorgánicos, metales y semiconductores.

-Electrónica, magnetismo y dispositivos ópticos.

-Auto ensamblaje controlado por computadora.

Nanotecnología húmeda:

-Sistemas biológicos que existen en un entorno acuoso incluyendo material genético, membranas, encimas y otros componentes celulares.

-Organismos vivientes cuyas formas y funciones son gobernados por las interacciones de estructuras de escalas nanométricas.

Nanotecnología seca y húmeda:

Las últimas propuestas tienden a usar una combinación de la “nanotecnología húmeda” y la “nanotecnología seca”.

-Una cadena de ADN se programa para forzar moleculas en areas muy especificas dejando que uniones covalentes se formen sólo en aréas muy específicas.

Algunos partidarios dan una visión más conservadora de la Nanotecnología y ponen en duda la viabilidad de la fabricación molecular y de este modo tienen una visión contradictoria a largo plazo con respecto a la teoría de Eric Drexler, el defensor más conocido de la teoría de la fabricación molecular.

Nanotecnología Definición

La Nanotecnología es el desarrollo y la aplicación práctica de estructuras y sistemas en una escala nanométrica (entre 1 y 100 nanómetros).

No hay que confundirla con el término Nanociencia, que no implica una aplicación práctica pero sí el estudio científico de las propiedades del mundo nanométrico.

Nano es un prefijo griego que significa mil millones (una mil millonésima parte de un metro es la unidad de medida que se usa en el ámbito de la Nanotecnología). Un átomo es más pequeño que un nanómetro, pero una molécula puede ser mayor.

Una dimensión de 100 nanómetros es importante la Nanotecnología porque bajo este límite se pueden observar nuevas propiedades en la materia, principalmente debido a las leyes de la Física Cuántica.

Ejemplos de aplicaciones de la Nanotecnología

La nanotecnología está presente en nuestra vida diaria de una manera mucho más importante de la que imaginamos. Prueba de ello es el artículo elaborado por el departamento de Ciencia alimenticia y Biotecnología de la Universidad Chung Hsing (Taiwan) y divulgado por la publicación “Trends in food Science & Technology ”, que da cuenta de algunas de las aplicaciones de esta rama de la ciencia.

En concreto, se enumeran usos en hasta cuatro ámbitos diferentes:

Procesamiento de comida:

  • Diseño de colores y sabores: ¿Cómo hacer un zumo más sabroso o más atractivo a los ojos del consumidor? Añadiendo nanocápsulas que luego estallan. En este caso la clave es saber cuáles deben estallar, cuándo y con qué frecuencia, para que la mezcla de colores sea la deseada y no nos encontremos con un batido de color sospechoso y sabor extravagante…

  • Purificación de agua: Con la ayuda de nanomembranas. Eso favorecería especialmente a los países en desarrollo, ya que la desalinización y el reciclaje del agua serían mucho más baratos con esta técnica según han demostrado científicos de la Universidad de California con el diseño de una membrana que necesita menos energía para que el agua sea bombeada a través de ella.

  • Desarrollo de hierbas medicinales: Extracción de los principios activos de las plantas medicinales y encapsulación de los mismos.

  • Refinar el aceite usado: Un nanodispositivo catalítico consigue refinar el aceite ya usado para freír.

  • Proteínas de leche: La alfa-lactoalbúmina, una proteína de la leche, permite formar nanotubos para la nanoencapsulación de moléculas que se quieran incorporar a algunos alimentos, como por ejemplo las explicadas en los puntos anteriores. También se pueden utilizar para hacer gelatinas, soluciones viscosas, etc.

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Envasado de comida:

  • Plata, TiO2, SiO2: Se pueden añadir nanopartículas de estos elementos en los materiales de envasado para incrementar la resistencia al calor, proteger los alimentos de los microbios, de la luz ultravioleta. También pueden hacer los materiales más o menos permeables.

  • Nanocompuestos de nylon: Se utilizan para botellas de cerveza y otras bebidas alcohólicas. Su objetivo es evitar que se evapore y conservar su frescura.

  • Nutraceutical delivery:

  • Introducción de nanopartículas como antioxidantes o carotenoides en el agua y en los zumos.

  • Nanocápsulas utilizadas para el transporte de vitaminas, minerales y aceites esenciales, y el encapsulamiento de las mismas para protegerlas y preservar el sabor de los alimentos.

Seguridad y detección:

  • Un nanocantilever recubierto de proteínas, que por naturaleza vibra a una determinada frecuencia, es una nueva clase de sensor de silicona extremadamente pequeño para la rápida detección de virus y bacterias. Cuando una bacteria llega al dispositivo, éste comienza a vibrar con una frecuencia distinta, lo que facilita su localización.

Raspberry Pi


Raspberry Pi es una PC inventada por David Braben, desarrollador de juegos del Reino Unido, que pretende dar una opción muy económica para poder tener una computadora. Su tamaño, como pueden observar en la imagen, es aproximadamente el de 2 monedas.

La misma en este momento entro en etapa de producción Alpha, y se cree que va a tener 2 modelos: ambos con procesador ARM11 a 700 Mhz y con la diferencia de que uno llevará 256 MB de RAM, y el más económico solo 128. Como reemplazo del disco rígido, se encontrará una ranura para microSD, tal como se usa en otros dispositivos.

Otros detalles importantes son la inclusión de un puerto mini HDMI para conectar una pantalla, y un puerto USB para la conexión de algún otro periférico. Además, en uno de sus modelos, tiene incluído una cámara con sensor de 12 MP directamente conectado a la PC.

Raspberry Pi vendrá preinstalado con una versión de Ubuntu, y su costó oscilará entre 25 y 35 dólares. Vale aclarar que David Braben pretende que esta mini PC pueda ser distribuída mundialmente, y no tendrá una cantidad mínima de compra para su envío.

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