APRAXIA

1. TTULO:

LA NANOTECNOLOGA

2. FORMULACIN DE PREGUNTA (PROBLEMA)

2.1. General

Cul es la contribucin de la nanotecnologa en el mundo actual?

2.2. Especficos

Cul es la historia de la nanotecnologa?

Cules son las utilidades de la nanotecnologa?

Cules son las aplicaciones de la nanotecnologa?

3. OBJETIVOS

3.1. General

Identificar la contribucin de la la nanotecnologa en el mundo actual.

3.2. Especficos

Determinar la historia de la nanotecnologa.

Determinar las utilidades de la nanotecnologa.

Determinar las aplicaciones de la nanotecnologa.

INTRODUCCIN

En este trabajo titulado la Nanotecnologa tiene por objetivo el explicar qu es exactamente la Nanotecnologa y presentar de manera concisa los conceptos fundamentales de esta materia para que las personas que desconozcan este campo tengan una idea general de las perspectivas y las cuestiones que estarn presentes por s mismas en los prximos aos. Hemos de advertir al lector que incluso la definicin de "Nanotecnologa" es polmica y es posible que alguien quiera calificar esta definicin. Por esta razn, hemos basado nuestra definicin en los conceptos que sostienen los profesionales del campo en la actualidad.Finalmente, esperamos que el presente trabajo monogrfico cumpla con los objetivos con el que ha sido elaborado y a la vez que sirva para el desarrollo del curso.

NANOTECNOLOGA1.1.DEFINICIN DE NANOTECNOLOGALa nanotecnologa es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulacin de la materia a una escala menor que un micrmetro, es decir, a nivel de tomos y molculas (nanomateriales). Lo ms habitual es que tal manipulacin se produzca en un rango de entre uno y cien nanmetros. Para hacerse una idea de lo pequeo que puede ser un nanobot, ms o menos un nanobot de 50 nm tiene el tamao de 5 capas de molculas o tomos (depende de qu est hecho el nanobot).

nano- es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto, de manera que la nanotecnologa se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.

La nanotecnologa promete mejores beneficios nuevos y ms eficientes para solucionar los problemas ambientales como muchos otros usados en esta humanidad. Las nanotecnologas prometen beneficios de todo tipo, desde aplicaciones mdicas nuevas o ms eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros; sin embargo, el concepto de nanotecnologa an no es muy conocido en la sociedad.

Un nanmetro es la mil millonsima parte de un metro (10^(-9) metros). Para comprender el potencial de esta tecnologa es clave saber que las propiedades fsicas y qumicas de la materia cambian a escala nanomtrica, lo cual se debe a efectos cunticos. La conductividad elctrica, 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 nanotecnologa (en forma de motores moleculares, computacin cuntica, etctera), es discutible que la nanotecnologa sea una realidad hoy en da. Los progresos actuales pueden calificarse ms bien de nanociencia, cuerpo de conocimiento que sienta las bases para el futuro desarrollo de una tecnologa basada en la manipulacin detallada de las estructuras moleculares

1.2.HISTORIA DE NANOTECNOLOGAEl ganador del premio Nobel de Fsica, Richard Feynman fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnologa en el clebre discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnolgico de California) el 29 de diciembre de 1959 titulado Abajo hay espacio de sobra (There's Plenty Room at the Bottom).Otro hombre de esta rea fue Eric Drexler quien predijo que la nanotecnologa podra usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero tambin podra generar armas poderossimas. Creador del Foresight Institute y autor de libros como Mquinas de la Creacin Engines of Creation muchas de sus predicciones iniciales no se cumplieron, y sus ideas parecen exageradas en la opinin de otros expertos, como Richard Smalley.Con el comienzo del siglo XX la ciencia dio grandes pasos en el conocimiento, se empez a conocer que toda la materia esta compuesta por las partculas diminutas llamadas tomos, aunque todo esto se conoca ya en parte, es en este siglo cuando finalmente se le empieza a dar utilidad. De tal forma tenemos que varios tomos forman molculas, por ejemplo un tomo de oxigeno con dos de hidrgeno forman una molcula de agua.Pero estos conocimientos fueron ms all ya que con esto se pudo modificar la estructura de las molculas como es el caso de los polmeros o plsticos que hoy en da los encontramos en todos nuestros hogares y que sin ellos no podramos vivir. Pero hay que decir que este tipo de molculas se les puede considerar grandes...Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinacin por seguir investigando mas acerca de estas molculas, ya no en el mbito de materiales inertes, sino en la bsqueda de molculas orgnicas que se encontrarn en nuestro organismo. Se descubri que el cuerpo humano adems de consistir como unidad fundamental: la clula, sta tenia pequeos componentes llamadas organelas y stas a su vez estaban compuestas por numerosas partculas o molculas que juegan un papel importante en la regulacin de los procesos fisiolgicos del organismo.No fue sino hasta principios de la dcada de los cincuenta cuando Watson y Crick propusieron que el DNA era la molcula principal que jugaba un papel clave en la regulacin de todos los procesos del organismo y de aqu se tomo la importancia de las molculas como determinantes en los procesos de la vida.Hoy en da la medicina se le da ms inters a la investigacin en el mundo microscpico ya que en este se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es la microbiologa. Inmunologa, fisiologa, en fin casi todas las ramas de la medicina.Con todos estos avances han surgido tambin nuevas ciencias como es la ingeniera gentica que hoy en da todos han odo escuchar acerca de las repercusiones que puede traer la humanidad como es la clonacin o la mejora de especies. Entre estas ciencias tambin se encuentra otras no muy conocidas como es la nanotecnologa, a la cual se le puede definir como aquella que se dedica a la fabricacin de la tecnologa en miniatura.La nanotecnologa, a diferencia de la ingeniera gentica, todava no esta en pasos de desarrollo; Se le puede considerar como una ciencia terica ya que todava no se le ha llevado a la practica ya que aun no es viable, pero las repercusiones que acarreara para el futuro son demasiadas.1.3.PERSPECTIVAS SOBRE NANOTECNOLOGA.

Actualmente, alrededor de 40 laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigacin en nanotecnologa. Unas 300 empresas tienen el trmino nano en su nombre, aunque todava hay muy pocos productos en el mercado.

Algunos gigantes del mundo informtico como IBM, Hewlett - Packard (HP), NEC e Intel estn invirtiendo millones de dlares al ao en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo tambin se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que para este ao ha destinado 570 millones de dlares a su National Nanotechnology Initiative.

En Espaa, los cientficos hablan de nanopresupuestos. Pero el inters crece, ya que ha habido un par de congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundacin San Telmo, sobre oportunidades de inversin, y en Madrid, con una reunin entre responsables de centros de nanotecnologa de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autnoma.

El motivo de tanto inters no es extrao. La nanotecnologa tiene potencial para cambiarlo todo: las medicinas y la ciruga, la potencia de la informtica, los suministros de energa, los alimentos, los vehculos, las tcnicas de construccin de edificios y la manufactura de tejidos. Muchas cosas ms que ni imaginamos.

1.4.Inversin

Algunos pases en vas de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigacin en nanotecnologa. La nanomedicina es una de las reas que ms puede contribuir al avance sostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos mtodos de diagnstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la administracin de frmacos y herramientas para la monitorizacin de algunos parmetros biolgicos.

Actualmente, alrededor de 40 laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigacin en nanotecnologa. Unas 300 empresas tienen el trmino nano en su nombre, aunque todava hay muy pocos productos en el mercado.

Algunos gigantes del mundo informtico como IBM, Hewlett-Packard (HP), NEC e Intel estn invirtiendo millones de dlares al ao en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo tambin se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que para este ao ha destinado 570 millones de dlares a su National Nanotechnology Initiative.

En Espaa, los cientficos hablan de nanopresupuestos. Pero el inters crece, ya que ha habido un par de congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundacin San Telmo, sobre oportunidades de inversin, y en Madrid, con una reunin entre responsables de centros de nanotecnologa de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autnoma de Madrid.

1.5.Ensamblaje interdisciplinarioLa caracterstica fundamental de la nanotecnologa es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que estn altamente especializados. Por tanto, los fsicos juegan un importante rol -no slo en la construccin del microscopio usado para investigar tales fenmenos sino tambin sobre todas las leyes de la mecnica cuntica. Alcanzar la estructura del material deseado y las configuraciones de ciertos tomos hacen jugar a la qumica un papel importante. En medicina, el desarrollo especfico dirigido a nanopartculas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aqu, la ciencia ha alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas han empezado a diluirse, y es precisamente por esa razn por la que la nanotecnologa tambin se refiere a ser una tecnologa convergente.Una posible lista de ciencias involucradas sera la siguiente:

Qumica (Moleculares y computacional)

Bioqumica

Biologa molecular

Fsica

Electrnica

Informtica

1.6.Nanotecnologa avanzada.

La nanotecnologa avanzada, a veces tambin llamada fabricacin molecular, es un trmino dado al concepto de ingeniera de nanosistemas (mquinas a escala nanomtrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de tomos. Las propiedades de estos productos dependen de cmo estn esos tomos dispuestos. As por ejemplo, si reubicamos los tomos del grafito de la mina del lpiz podemos hacer diamantes. Si reubicamos los tomos de la arena (compuesta bsicamente por slice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador.A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biologa se sabe que billones de aos de retroalimentacin evolucionada puede producir mquinas biolgicas sotisficadas y estocsticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnologa harn posible su construccin a travs de algunos significados ms cortos, quizs usando principios biomimticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnologa avanzada, aunque quiz inicialmente implementada a travs de principios mimticos, finalmente podra estar basada en los principios de la ingeniera mecnica.Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnologa molecular es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnologa liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debera estar completado a finales de 2006.

Ropa que combate a las toxinas:

Unos investigadores estn aplicando la qumica y la nanotecnologa para crear una nueva generacin de ropa. Gracias a las nuevas tcnicas desarrolladas con nanotecnologa, desde hace tiempo se estn fabricando telas que combaten el fro, resisten a las manchas, gracias a las nanopelos, y combaten los olores al atrapar los microbios mediante el uso de las nanopartculas. Pero gracias a los nuevos avances, segn la revista Technology Review del MIT, cientficos estn creando ropa para aplicaciones militares y mdicas que actan como una barrera contra las toxinas, matan bacteria y respiran de tal forma que permiten que el sudor se transpira.Segn la revista, un ltimo avance fruto de una colaboracin entre equipos de investigacin de las universidades de Cornell y California Davis logra conectar membranas porosas con molculas polmeras que matan a bacterias. Los resultados de este avence podra dar mejor rendimiento en aquellas situaciones en las que se necesita una resistencia a lquidos o vapor, por ejemplo medicos y enfermeras o soldados expuestos a patgenos. Segn el citado artculo, el punto de partida del actual avance data del ao 2000 cuando Gang Sun, profesor de textiles de la Universidad de California Davis, invent un mtodo para adjuntar molculas de polmeros con cloro a fibras textiles. Estas molculas matan bacteria de forma casi instantnea y adems no resultan dainas para la piel humana. Utilizando esta nueva tecnologa, Sun cre unos prototipos de calcetines "sin olor" en 2000 y gracias a este avance se pudo fabricar unas sbanas anti-bacterianas adems de otros productos. En el ao 2005 las investigaciones de Sun llev a la creacin de textiles para miliatares capaces de atrapar y matar agentes tan mortales como el antrax. Los nuevos materiales desarrollados permiten traspasar el sudor pero actuan como barrera contra bacterias.

1.7Futuras aplicaciones.

Segn un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canad, las diez aplicaciones ms prometedoras de la nanotecnologa son:

Almacenamiento, produccin y conversin de energa. Mejoras en la productividad agrcola.

Tratamiento y remediacin de aguas.

Diagnstico y cribaje de enfermedades.

Sistemas de administracin de frmacos.

Procesamiento de alimentos.

Remediacin de la contaminacin atmosfrica.

Construccin.

Monitorizacin de la salud.

Deteccin y control de plagas.

Riesgos potenciales.

1.8.RIESGOS POTENCIALESSustancias viscosasRecientemente, un nuevo estudio ha mostrado como este peligro de la sustancia viscosa gris es menos probable que ocurra de como originalmente se pensaba. K. Eric Drexler considera un escenario accidental con sustancia viscosa gris improbable y as lo declara en las ltimas ediciones de engines of creation, el escenario sustancia viscosa gris clamaba la tree sap answer: qu oportunidades existen de que un coche pudiera ser mutado a un coche salvaje, salir fuera de la carretera y vivir en el bosque solo de savia de rbol?. Sin embargo, se han identificado otros riesgos mayores a largo plazo para la sociedad y el entorno.

Una variante de esto es la sustancia viscosa verde, un escenario en que la nanobiotecnologa crea una mquina nanomtrica que se autoreplica que consume todas las partculas orgnicas, vivas o muertas, creando un cieno -como una masa orgnica muerta. En ambos casos, sin embargo, sera limitado por el mismo mecanismo que limita todas las formas vivas (que generalmente ya actan de esta manera): energa disponible.Veneno y toxicidad

A corto plazo, los crticos de la nanotecnologa puntualizan que hay una toxicidad potencial en las nuevas clases de nanosustancias que podran afectar de forma adversa a la estabilidad de las membranas celulares o distorsionar el sistema inmunolgico cuando son inhaladas o ingeridas. Una valoracin objetiva de riesgos puede sacar beneficio de la cantidad de experiencia acumulada con los materiales microscpicos bien conocidos como el holln o las fibras de asbestos.

Hay una posibilidad que las nanopartculas en agua potable pudieran ser dainas para los humanos y otros animales. Las clulas de colon expuestas a partculas de dixido de titanio se ha encontrado que se descomponen a mayor velocidad de la normal. Las nanopartculas de dixido de titanio se usan normalmente en pantallas de sol, hacindolas transparentes, al contrario de las grandes partculas de dixido de titanio, que hacen a las pantallas de sol parecer blancas.Armas

La militarizacin de la nanotecnologa es una aplicacin potencial. mientras los nanomateriales avanzados obviamente tienen aplicaciones para la mejora de armas existentes y el hardware militar a travs de nuevas propiedades (tales como la relacin fuerza-peso o modificar la reflexin de la radiacin em para aplicaciones sigilosas), y la electrnica molecular podra ser usada para construir sistemas informticos muy tiles para misiles, no hay ninguna manera obvia de que alguna de las formas que se tienen en la actualidad o en un futuro prximo puedan ser militarizadas ms all de lo que lo hacen otras tecnologas como la ingeniera gentica. Mientras conceptualmente podramos disear que atacasen sistemas biolgicos o los componentes de un vehculo (es decir, un nanomquina que consumiera la goma de los neumticos para dejar incapaz a un vehculo rpidamente), tales diseos estn un poco lejos del concepto. en trminos de eficacia, podran ser comparados con conceptos de arma tales como los pertenecientes a la ingeniera gentica, como virus o bacterias, que son similares en concepto y funcin prctica y generalmente armas tcticamente poco atractivas, aunque las aplicaciones para el terrorismo son claras.

La nanotecnologa puede ser usada para crear dispositivos no detectables micrfonos o cmaras de tamao de una molcula, y son posibilidades que entran en el terreno de lo factible. El impacto social de tales dispositivos dependera de muchos factores, incluyendo quin ha tenido acceso a l, cmo de bien funcionan y cmo son usados. E.U.A. ha aportado gran parte de estos avances al igual que los chinos y franceses. Como dato la unin europea produce 29.64% de nanotecologia mundial otro 29 estados unidos y el resto pequeos pases. Memoria:

En un laboratorio de IBM en Zurich, uno de los que ayudaron en la invencin de aquel microscopio AFM de 1986, se trabaja en la miniaturizacin a nivel nanmetro 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 informacin de no ms de 50 nanmetros de dimetro. El mismo conjunto es capaz luego de leer la informacin e incluso reescribirla.

La capacidad de guardar informacin a esa escala es una noticia excitante para el mercado, pues multiplica inmensamente la cantidad de informacin que se puede almacenar en un rea determinada. El mejor sistema actual de registro, basado en la memoria magntica, puede guardar alrededor de dos gigabits por centmetro cuadrado; los fsicos creen que el lmite fsico de la capacidad este sistema no alcanzado an es de alrededor de 25 gigabits por centmetro cuadrado (64 gigabytes/in). El sistema de matriz de agujas descripto ms arriba, bautizado "Millipede" (Miripodo, por tener mil patas), ofrece 35 gigabits por centmetro cuadrado (y hasta 80 gigabits si se utiliza una aguja nica) y es capaz de hacerlo a la velocidad de los artefactos magnticos 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 as como 40 veces lo que est disponible hoy comercialmente.1.9.NANOMATERIALES

Hasta el momento, los avances en nanoteenologa han dejado solamente un material nuevo, pero que est generando aplicaciones revolucionarias por todos lados: los nanotubos.No obstante el mayor obstculo en el desarrollo de nanomateriales sigue siendo la manipulacin de molculas. Actualmente, los investigadores construyen nanoestructuras cogiendo una molcula por vez; pero para producirlos a escala masiva para el mercado, debern primero aprender a manejar con precisin miles e incluso millones de molculas de un solo tirn.

BuckyballsEn 1985, investigadores de la Universidad de Rice, EE.UU., observaron que condensando carbono vaporizado en un medio inerte, este formaba estructuras perfectamente redondas de 60 tomos, similares a una pelota de ftbol compuesta por paos hexagonales. Estas molculas fueron bautizadas como buckyballs, y constituyen el descubrimiento ms famoso en la corta historia de la nanotecnologa, algo que le vali al grupo el Premio Nobel de Qumica 1996.

Buckyball hecha de 60 molculas de carbn.

Nanotubos

Afines de los 80, este mismo grupo de investigadores emple buckyballs para construir delgadas estructuras tubulares de extremos cerrados y de varios miles de tomos de largo: los nanotubos. Adems de ser las estructuras ms diminutas jams construidas por el hombre, los nanotubos presentan caractersticas prometedoras como ser excelentes conductores de la electricidad y tener una dureza asombrosa superior al acero. Adems son extremadamente verstiles.De acuerdo a donde se coloquen sus dos extremos -apuntando a un lado o juntndolos- el nanotubo conducir electricidad como un metal o se portar como un semiconductor. Encapsular un nanotubo dentro de otro tambin crea nuevas posibilidades. A la fecha, varios componentes electrnicos bsicos han sido ensamblados usando nanotubos. Su excelente desempeo ha quedado comprobado en campos como la informtica.

1.10.NANOINFORMATICA

Donde la nanotecnologa va tener ms influencia es en el campo de la computacin y comunicaciones debido en parte a que estos han sido los motores de su desarrollo.Las cosas han cambiado mucho desde las primeras computadoras electrnicas. El ENIAC I fue desarrollado en la Universidad de Pennsylvania en 1945. Estaba compuesto por ms de 70.000 resistencias, 18.000 vlvulas y 10.000 condensadores; pesaba 30.000 Kilos y ocupaba 1.300 metros cuadrados.Pero el descubrimiento del chip, a mediados de los aos setenta, ha reducido, por suerte para todos, el tamao de los ordenadores. El primer 486 utilizaba tecnologa de una micra (millonsima parte de un metro). Hasta hace poco tiempo, los Pentium tradicionales utilizaban tecnologa de 0.35 y 0.25 micras. Los modelos ms modernos han reducido este valor hasta 0.13 micras. El nanmetro marcar el lmite de reduccin a que podemos llegar cuando hablamos de objetos materiales, en este caso dispositivos computacionales.La velocidad de los ordenadores y su capacidad de almacenamiento han sido las principales barreras en el desarrollo de la inteligencia artificial. Con la nanotecnologa aparece la posibilidad de compactar la informacin hasta lmites inimaginables y crear chips con memorias de un terabit por centmetro cuadrado. Un Terabit es la capacidad de la memoria humana, lo que quiere decir que los ordenadores del futuro podrn llegar a tener inteligencia propia, es decir, sern capaces de aprender, tomar decisiones y resolver problemas y situaciones "imprevistas", ya que con esta memoria se les podr dotar de cdigos extremadamente complejos. Segn los expertos, esto se puede conseguir en un plazo de no ms de cinco aos. Lgicamente, con ordenadores tan pequeos, los dispositivos de uso tambin cambiarn. Al tiempo que evoluciona la tecnologa de reconocimiento de voz y de escritura, se irn desarrollando otro tipo de "ordenadores personales" en miniatura, casi invisibles, insertados en objetos de uso comn como un anillo, por ejemplo, o implantados en nuestro propio organismo en forma de lentillas o chips subcutneos.Tambin es necesario fabricar otros conductores, porque los existentes no sirven. Los experimentos con nanotubos de carbn (milmillonsima parte de un metro) para la conduccin de informacin entre las molculas ya han dado resultados. IBM anunci que ha conseguido crear un circuito lgico de ordenador con una sola molcula de carbono, una estructura con forma de cilindro 100.000 veces ms fino que un cabello. Este proyecto permite introducir 10.000 transistores en el espacio que ocupa uno de silicio.

La posibilidad de desarrollar miniordenadores de cien a mil veces ms potentes que los actuales podra suponer que stos tuvieran inteligencia propia, lo que cambiara los sistemas de comunicaciones. Por ejemplo, los datos podran transmitirse con imgenes visuales mediante "displays" incorporados en forma de lentillas. La comunicacin telefnica se realizara por audioconferencias en 8 o 10 idiomas.

En un futuro no muy lejano, los PCs estarn compuestas, en lugar de transistores, por otros componentes como las molculas, neuronas, bacterias u otros mtodos de transmisin de informacin. Entre estos proyectos se encuentra el futuro ordenador "qumico", desarrollado por cientficos de Hewlett-Packard y de la Universidad de California (Los ngeles). Los circuitos de este nuevo modelo son molculas, lo que supone transistores con un tamao millones de veces ms pequeos que los actuales. Esto es uno de los aspectos ms interesantes ya que no slo se podr desarrollar mquinas mucho ms pequeas que una bacteria o una clula humana. Adems, se puede empezar a tomar elementos del mundo biolgico por ejemplo, trocitos de ADN para procesadores de ordenadores. As, cientficos del grupo de investigacin Montemagno de la Universidad de Cornell han logrado unir ya elementos biolgicos y mecnicos creando pequeos motores del tamao de un virus. Aunque an faltan muchas cosas por afinar, estos motores podran trabajar en el interior de una clula humana. As tambin en el mes de noviembre del 2001 cientficos israelitas, presentaron una computadora con el ADN tan diminuta que un milln de ellas podra caber en un tubo de ensayo y realizar 1.000 millones de operaciones por segundo con un 99,8 por ciento de precisin. Es la primera mquina de computacin programable de forma autnoma en la cual la entrada de datos, el software y las piezas estn formados por biomolculas. Los programas de la microscpica computadora estn formados por molculas de ADN que almacenan y procesan la informacin codificada en organismos vivos.

El proyecto de chip molecular sustituir al silicio y a la ptica. Se prev que se podrn fabricar computadoras del tamao de una mota de polvo y miles de veces ms potentes que los existentes. De momento, se ha conseguido simular el cambio de una molcula, mediante su rotura, pero falta crear molculas que se curven sin romperse.

Dispositivos nanoinformticosUsando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de computacin de funcionamiento lgico y transistores, las puertas electrnicas lgicas de que estn compuestos los chips.En agosto del ao pasado, en lo que es considerado un paso fundamental hacia la computadora molecular, IBM mostr el primer circuito de ordenamiento lgico formado por nanotubos de carbono. Las computadoras moleculares basadas en estos circuitos tienen el potencial de ser mucho ms pequeas y rpidas que las actuales, adems de consumir una cantidad considerablemente menor de energa.En cuanto a los transistores, los Laboratorios Bell de Lucent Technologies mostraron en octubre del 2001 un transistor de escala molecular con la misma capacidad que el clsico transistor de silicio. Intel no ha mostrado ninguna investigacin relacionada a los nanotubos, pero trabajando con silicio a escala nanomtrica, la compaa hizo, tambin el ao pasado, otro anuncio igualmente espectacular el transistor de silicio ms rpido jams producido, de apenas veinte nanmetros.El transistor se enciende y se apaga -recordemos el 1 y el 0 del sistema binario, que forma la base de la informtica- ms de mil millones de veces por segundo, un 25% ms veloz que los transistores ms recientes. Para el 2007, Intel espera estar fabricando chips conteniendo mil millones de estos transistores, lo que le permitira llegar a una velocidad de 20 Ghz. con la energa de un voltio.En cuanto a memorias, IBM anunci hace apenas cinco meses que su proyecto de nombre cdigo Millipede, que pretende crear capacidades mayores a las existentes, se basa en procesos de escala nanomtrica. Este dispositivo de almacenamiento regrabable, de alta capacidad y densidad, trabaja en base a mil pequeas agujas similares a las del microscopio AFM, con puntas capaces de tocar tomos individuales y escribir, leer y borrar as grandes cantidades de informacin en un espacio mnimo. De apenas nueve milmetros cuadrados, los investigadores de IBM estiman que en los prximos aos, la tecnologa Millipede puede superar la capacidad de la tecnologa de memoria Flash en cinco veces o ms.Este tipo de desarrollos -tanto los nanotransistores, como las nanomemorias- pueden ser cruciales para absorber las crecientes e inmensas capacidades de procesamiento y memoria que demandan los desarrollos multimedia, ms an cuando se avizora que de ac a mximo diez aos la tecnologa actual de semiconductores habr agotado sus posibilidades de crecimiento.En cuanto a alimentacin, la corporacin japonesa NEC, junto a otros institutos de investigacin; ha anunciado el desarrollo de una clula de carburante con una capacidad diez veces mayor que una batera de litio, pero de tamao diminuto, en lo que constituye otra aplicacin de los nanotubos de carbono, esta vez como electrodos. En el futuro prximo, esta batera le podra permitir a dispositivos porttiles, como las notebooks, funcionar varios das seguidos sin conectarse a la corriente.Los desarrollos en Nanotecnologa se estn aplicando tambin a los sistemas de seguridad. La empresa taiwanesa Biowell Technology present, un sintetizado que puede utilizarse para probar la autenticidad de pasaportes y otros documentos y tarjetas, con el fin de evitar el pirateo.Este chip podr utilizarse tambin en tarjetas de dbito, carns, matrculas de automviles, permisos de conducir, discos compactos, DVD, programas informticos, ttulos y valores, bonos, libretas bancarias, antigedades, pinturas, y otras aplicaciones en las que se necesite comprobar la autenticidad.

Nanosatelites

Las aplicaciones ms inmediatas de la Nanotecnologa se dirigen al sector de la exploracin espacial. Entre stas, podemos hablar de bases de lanzamiento de gran altitud, estaciones espaciales, vehculos ligeros y muy resitentes, naves personales para viajar por el espacio o los conocidos nanosatlites, como el NANOSAT, un proyecto de desarrollo de un nanosatlite espaol, iniciado en 1995.El NANOSAT parte de un concepto ideado en el INTA y cuya gestin y construccin se realiza totalmente en Espaa, partiendo de una nueva filosofa de diseo: ms pequeo, ms potente, ms rpido, con una aplicacin especfica concreta, con mayores prestaciones y menor consumo. El xito en este proyecto de vanguardia puede suponer una importante presencia espaola en la futura "pequea revolucin en el espacio".

Nanorobots

Aunque todava no se han fabricado nanorobots, existen mltiples diseos de stos, incluso no pueden ser del todo robots es decir pueden hasta ser modificaciones de clulas normales llamadas tambin clulas artificiales. Las caractersticas que stos deben de cumplir, entre las que se pueden mencionar:

Tamao.- Como el nombre lo indica, los nanorobots deben de tener un tamao sumamente pequeo, alrededor de 0.3 micras (1micra=1x10-6). Componentes.- El tamao de los engranes o los componentes que podra tener el nanorobot seria de 1-100 nanmetros (1nm=1x10-9) y los materiales variara de diamante como cubierta protectora, hasta elementos como nitrgeno, hidrgeno, oxigeno, fluoruro, silicn utilizados quizs para los engranes. Velocidad de procesamiento.- El procesador central del nanorobot solo poseer una velocidad de 106-109 operaciones por segundo, por lo tanto una mayor inteligencia de procesamiento no ser requerida. El ensamblador.- Se le ha dado el trmino de ensamblador a aquella pieza del nanorobot que es semejante a un brazo submicroscopico, cuyas caractersticas principales son las de construir a discrecin la materia, reaccionar con compuestos, construir secuencias de molculas y quizs la de copiarse a s mismo, teniendo con esto la capacidad de autoreplicarse. Se le puede comparar con los ribosomas, las organelas encargadas de la trascripcin y traduccin de protenas. Segn los recientes diseos el brazo del ensamblador seria de diamante, de 100 nm de largo por 30 nm de dimetro. Todo esto suena muy complejo, pero cuando se llegue a la tecnologa para fabricarlo ser relativamente econmico.Los ingenieros en Cornell y en Stanford, as como en Zyvex (la autodenominda "la primera empresa de desarrollo molecular de nanotecnologa") estn trabajando para crear ese ensamblador ahora. Pero los obstculos abundan. A diferencia de la construccin de materiales tradicionales que se quedan donde se les deja, los tomos y las molculas son voltiles y se reacomodarn constantemente por si mismos para mantener su estabilidad. Los estimados varian, De 5 a 10 aos, segn Zyvex; o de 8 a 15 aos, de acuerdo a la comunidad cientfica. La clave para la manufactura con estos ensambladores a gran escala es la auto-reproduccin. Un robot de tamao nano haciendo trabajos en madera en tamao nano puede ser dolorosamente lento. Pero si estos ensambladores de pueden reproducir as mismos, podemos tener trillones de ensambladores trabajando al unsono. Entonces no tendramos lmites para el tipo de cosas que quisieramos crear. "No solo el proceso de fabricacin se transformar, sin todo el concepto del trabajo. Los productos de consumo sern prcticamente ilimitados, de poco valor, inteligentes y duraderos" de acuerdoa un artculo escrito por Chris Peterson y Gail Pergamit del Foresight Institute.

1.11.NanomedicinaLa nanotecnologia al aplicarse a la medicina se le conoce como nanomedicina. Con la descripcin de los nanorobots, se puede intuir que la utilidad de stos en las ramas medicas ser muy importante. Para empezar los nanorobot medirn de alrededor de 0.5-3 micras, por lo cual podrn flotar libremente por los vasos sanguneos. Las principales aplicaciones de estos ser la interaccin de los nanorobots con las clulas sanguneas (eritrocitos y leucocitos) en la reparacin de los tejidos, la cura del cncer o SIDA y la posible terapia de enfermedades genticas.Sin lugar a dudas la nanotecnologia cambiara en gran medida a la medicina, ya que aunque la medicina de hoy comprende que la mayora de las enfermedades se deben a cambios estructurares en las molculas de las clulas, dista mucho ahora de corregirlas. Esto es el caso con el cncer ya que se sabe que se debe a una reproduccin anormal de un tejido, pero la solucin sigue siendo extirpar el tejido afectado, seguimos dando soluciones macroscpicas, sin resolver las microscpicas y este tipo de problemas es de lo que s encargar de resolver la nanomedicina.Por lo tanto, la nanotecnologa puede significar el final de las enfermedades como la conocemos ahora. Si pesca un resfro o se contagia de SIDA, slo tendr que tomar una cucharada de un lquido que contenga un ejercito de nanobots de tamao molecular programados para entrar a las clulas de su cuerpo o combatir los virus. Si sufre una enfermedad gentica que azota a su famila, al ingerir algunos nanobots que se introducirn en su ADN, repararn el gen defectuoso. Inclusive la ciruga plstica tradicional ser eliminada, ya que nanobots mdicos podrn cambiar el color de sus ojos, alterar la forma de su nariz, y ms an, podrn hacerle un cambio total de sexo sin el uso de ciruga.

Nanorobots inmunolgicos:El sistema inmune de nuestro cuerpo es el encargado de proporcionar defensas contra agentes extraos o nocivos para nuestro cuerpo, pero como todos los sistemas ste siempre no puede con todo. Entre estas deficiencias se encuentra que muchas veces no responde (como es el caso con el SIDA) otras veces sobreresponde (en el caso de enfermedades autoinmunitarias). Cabe decir que los nanorobots estarn diseados para no provocar una respuesta inmune, quizs las medidas que tienen estos bastaran para no ser detectados por el sistema inmune. La solucin que ofrece la nanomedicina es proporcionar dosis de nanorobots para una enfermedad especifica y la subsecuente reparacin de los tejidos daados, substituyendo en medida a las propias defensas naturales del organismo.

Substituyendo al eritrocito:Una de las aplicaciones inmediatas que se planea alcanzar con la nanomedicina es la de hacer un diseo que mejore la funcionalidad de la hemoglobina, la protena encargada de la transportacin de oxgeno y dixido de carbono en los tejidos, la cual se encuentra en el eritrocito. Hoy en da hay avances en este campo, siendo los principales investigadores Chang y Yu los cuales estn desarrollando un nuevo sistema basado en la encapsulacin de hemoglobina a travs de nanocapsulas.Un nanoinvento el cual se encuentra en pulmn, se observa un rotor el cual va a acarrear l oxigeno por diferencia de las presiones parciales del oxigeno ya que por fuera hay mayor cantidad que adentro por lo tanto el nanoinvento va a meter l oxigeno en un pequeo tanque. Todos estos procedimientos van a ser controlados por l medico, se supone que mediante mecanismos de ondas de baja frecuencia que el nanoinvento los interpreta como comandos a seguir. Este procedimiento ser el mismo a nivel perifrico. La utilidad de esto es que estos aparatos proporcionaran alrededor de un almacn de 530 litros de oxigeno aumentando 2000 veces el almacenamiento de oxigeno comparado con la hemoglobina.

La biostasis:

Una aplicacin para el futuro. l trmino de biostasis se aplica a la capacidad de tener un tejido que se mantenga en condiciones estables durante un lapso de tiempo indefinido. Tambin es sinnimo de criogenia ya que para este tipo de mtodo se propone utilizar alguna sustancia que vitrifique o congele los tejidos a fin de protegerlos. Este mtodo es una esperanza para las personas que tienen alguna enfermedad que no puede ser curada en su tiempo. Aunque esta tcnica por ahora no se le puede relacionar con la nanotecnologia, en un futuro s ya, que la idea es reparar los tejidos de la persona en un futuro, y los nanorobots van a ser los encargados de este trabajo. Aunque aun los mdicos no se ponen de acuerdo si la resucitacin del paciente puede ser viable, los investigadores de este tema sostienen que en un futuro se tendrn las tcnicas para lograr hacer esto.

Modificando el DNA

Otra de las expectativas que se pueden lograr con la nanomedicina ser sin duda la modificacin de material gentico humano y por consiguiente la cura de las enfermedades genticas asociadas. Aunque la ingeniera gentica es la que se encarga de la investigacin en especial de esta molcula, la nanotecnologa va a ser la encargada de proporcionar las herramientas necesarias para la manipulacin de tan preciada molcula.

La Nanotecnologia en la creacin del Hombre Binico:

Una de las cuestiones a superar para poder pensar en un ejemplar binico tiene que ver con el tamao de los componentes de ese sistema maravilloso que es el cuerpo humano. Una increble multiplicidad de funciones tiene lugar en partes del sistema imposibles de reproducir... hasta ahora. Cuando el cuerpo realiza un movimiento, digamos por ejemplo tomar una copa de cristal, est cumpliendo muchas y muy complicadas funciones al mismo tiempo, de las cuales en su mayora ni siquiera tenemos conciencia. Mover los msculos de cinco dedos al mismo tiempo, a la vez que sensamos la presin necesaria para sostener la copa sin dejarla caer pero sin romperla. Pero eso no es todo: mientras tomamos la copa, seguimos usando otros sistemas como el auditivo y el visual, mantenemos el equilibrio corporal, respiramos, medimos el nivel de glucosa, procesamos alimentos, etc., etc. Cmo instalar componentes que cumplan esas funciones en espacios tan pequeos, y guardando las formas anatmicas?El primer paso fue la reduccin de los procesadores hasta convertirlos en micro-procesadores, pero eso no es suficiente. La Nanotecnologa entra entonces en escena. Esta disciplina tiende a reducir los componentes a un tamao increblemente pequeo. El objetivo es reunir un grupo de funciones -que podramos llamar lgicas- en reacciones dentro de un compuesto ideado para provocar los efectos deseados, en este caso, ciertas tareas. Este nano-componente realiza sus funciones de manera independiente, es decir, tiene un alto grado de autonoma. El reducido tamao de estos elementos hace necesaria la intervencin de robots que aportan su altsima precisin para su construccin.Podr la Nanotecnologa cooperar con la Binica en el alumbramiento del hombre binico? Predecir los plazos en que eso se logre es sumamente difcil. Pero la ciencia y la tecnologa han creado un tiempo potencial que se acelera exponencialmente. Al incorporar nuevos recursos, stos dan el marco para nuevos desafos en un continuum con ritmo propio, capaz de hacernos recuperar nuestra adormecida capacidad de asombro.

CONCLUSIONES La nanotecnologia es el estudio, diseo, creacin, sntesis, manipulacin y aplicacin de materiales, aparatos y sistemas funcionales a travs del control de la materia a nano escala, y la explotacin de fenmenos y propiedades de la materia a nano escala.

Las nanotecnologas prometen beneficios de todo tipo, desde aplicaciones mdicas nuevas o ms eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros.BIBLIOGRAFA DELGADO, G.C. (2008). Guerra por lo Invisible: negocio, implicaciones y riesgos de la nanotecnologa. Mxico: UNAM JEAN-BAPTISTE, Waldner (2008). Nanocomputers and Swarm Intelligence. ISTE John Wiley & Sons. Enciclopedia INVENTOS DEL MILENIO. Empresa Editora el Comercio - Lima, Per

Universidad Autnoma de Nuevo Len. Trabajo de referencia bibliogrfica: La Nanotecnologa

http://www.elpais.es/suplementos/futuro/20010509/33nano.html

http://www.cienciadigital.net/enero2001/nano.html

http://salud.discoveryespanol.com/verticala/a154/dsea15403.asp

NDICE

NANOTECNOLOGA

1.1.DEFINICIN DE NANOTECNOLOGA

1.2.HISTORIA DE NANOTECNOLOGA

1.3.PERSPECTIVAS SOBRE NANOTECNOLOGA.

1.4.INVERSIN

1.5.ENSAMBLAJE INTERDISCIPLINARIO

1.6.NANOTECNOLOGA AVANZADA.

1.7FUTURAS APLICACIONES.

1.8.RIESGOS POTENCIALES

1.9.NANOMATERIALES

1.10.NANOINFORMATICA

1.11.NANOMEDICINA

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFA