nanotecnologia
El termino "nanotecnologia" es utilizado para describir cualquier cosa mesurada en una escala nano (nano significa un-mil-millon). La nanotecnologia molecular trata de la ubicacion y diseno exacto de atomos. La meta y las promesas fabulosas de esta ciencia emergente fueron por primera vez descritas en el libro de K. Eric Drexler "Engines of Creation", en 1986, y retomado en una monografia sobre este autor, firmada por Ed Regis y llamada "Nano", a principios de los noventa. La idea de los cientificos que desarrollan proyectos nanotecnologicos no solo aspira a la ubicacion de atomos a nivel individual, sino a la creacion de maquinas moleculares capaces de crear, atomo a atomo, todo lo que hoy nos rodea o lo que deseemos tener en el futuro. En las palabras del propio Eric Drexler: "Puestos en orden de una manera, los atomos componen aire, tierra, agua. Con otro diseno, los atomos forman unas fabulosas fresas frescas." Suena fantastico. Si aprendemos a disenar la distribucion atomica como lo hace la naturaleza podemos establecer un inesperado e inimaginado control sobre la materia que nos rodea. O sobre nuestros cuerpos. Por ejemplo, podriamos darle un giro inverso al proceso de envejecer colocando los atomos de forma inversa. Volver a la juventud simplemente cambiando el diseno de nuestros moleculas...Ensamblaje molecular: Para llegar ahi, hay que crear maquinas de ensamblaje molecular, que a su vez crearan otras mayores. Este proceso sigue hasta que las maquinas de ensamblaje quedan configurar el producto final, utilizando como unica materia prima cantidades amorfas de los atomos necesarios. Por ejemplo, seres humanos utilizarian dentro de su cuerpo maquinas moleculares de proteinas y enzimas que llevan a cabo funciones de nivel nano e incluso sub-nano. La nanotecnologia es todavia altamente teorica. Para apreciar lo pequeno que es un atomo: un atomo es un 1/10.000 del tamano de una bacteria, a su vez un 1/10.000 del tamano de un mosquito.
Composicion de nanoengranajes: Estas nanoestructuras estan completamente construidas de atomos de Carbon. Los diferentes colores en la estructura son usados unicamente para clarificar la simulacion de la dinamica molcular. Estas estructuras fueron construidas en dos partes, primero el engranaje y luego la columna. Esta estructura fue contruida en el centro Naval de investigacion de los Estados Unidos, utilizando reglas estandares para formas superficies cerradas. El calculo utilizado fue : numero_pentagonos - numero_heptagonos - 2*numero_octagonos = 12 Para producir este engranaje se usaron cuatro pentagonos en la punta un diente y un octagono entre la esquina adyacente y la del pentagono. Este posicionamiento de los pologonos nos da 24 pentagonos y 6 octagonos quew si los ponemos en la ecuacion dada nos daria: 24 - 2*6 = 12 Satisfaciendo la regla para generar una superficie cerrada. Al lado de estos engranajes se ponen las columnas apropiadas. En este caso una parte de un cilindro hecho con grafito. Para unir estas columnas al engranaje se requiere de un cilindro de forma simetrica al engranaje.
La Nanotecnologia molecular da la posibilidad de desmembrar las moleculas, atomo por atomo, para luego transportarlos a velocidades cercanas a la de la luz y construir la misma molecula pero en otra parte; incluyendo por supuesto las moleculas biologicas humanas. Por otra parte, se encuentra la aplicacion de esta tecnologia en la medicina no introsiva o aquella que no utiliza los metodos tradicionales. Por ejemplo, con esta herramienta no es necesario someter al paciente a una complicada operacion, sino que pueden emplearse robots inmersos en la corriente sanguinea que podran operar a control remoto. Tambien la nanotecnologia sera de gran ayuda en la creacion de dispositivos sintetico-biologicos y otros adelantos en este campo.
Algunos usos de Nanotecnologia: La Miniaturizacion: La reduccion de los componentes electronicos, conocida tambien como nanotecnologia, (Drexler, 1993: 20-25) cercana a las dimensiones correspondientes a 10-9 o 10-13 es un elemento que le ha permitido a la computadora concretar su proceso de difusion. El objetivo fundamental de este proceso es incrementar su portabilidad, su autonomia, en suma su movilidad, conmutabilidad y oportunidad. Como un resultado que busca su adaptacion forzosa a las necesidades de espacio y de tiempo de la vida moderna. El proceso de fabricacion de computadoras ha pasado con velocidad vertiginosa de los sistemas operados con valvulas de vacio (conocidas como bulbos o ampollas de vacio); a los semiconductores tradicionales (conocidos como transistores de tipo PNP o NPN); de ahi a los sistemas creados con base en circuitos integrados y por ultimo a los microprocesadores que realizan procesos de manera paralela. Desde los anos sesenta que fue la decada en la que se crearon los primeros circuitos integrados; el numero de componentes electronicos alojados en los "chips" se ha duplicado casi anualmente - como dato promedio -. Aunque no se puede ubicar aqui la frontera en esta area tecnologica. El surgimiento de nuevos materiales y tecnologias permiten avisorar el desarrollo de computadoras que operen con pequenos impulsos electricos o electroquimicos o simplemente con agua.
Crea maquina microscopica capaz de manipular cadenas de ADN: Un equipo de cientificos ha armado una pieza movil de unas pocas hebras de acido dioxirribonucleico, y dice que se trata del primer paso hacia la construccion de “maquinas” ultramicroscopicas que algun dia podrian ejecutar en espacios microscopicos tareas tan complejas como fabricar circuitos electronicos y despejar vasos sanguineos obstruidos en el cerebro. La pieza en forma de gozne, a la que es posible mover a voluntad, tiene apenas cuatro diez milesimas del espesor de un cabello humano. El nuevo experimento no representa la primera vez que los cientificos han armado piezas moviles a partir de compuestos quimicos. Pero los ejemplos anteriores han tenido el defecto de ser harto flacidos. Sin embargo, el artefacto de ADN es particularmente rigido y ejecuta movimientos 10 veces mayores, dijo Nadrian C. Seedman, director del equipo de investigador. El artefacto fue armado uniendo dos espirales bifurcadas de ADN con un puente de ADN. Parte de la estructura se retuerce cuando se le aplica una cierta solucion quimica.
Un grupo de cinco cientificos de Colombia, Alemania, Estados Unidos, Inglaterra y Corea, desarrollaron una tecnica que permite almacenar mil veces mas informacion en un disco duro de un computador mucho mas pequeno que uno tradicional. El disco duro de una computadora esta hecho con base en capas delgadas magneticas, normalmente elaboradas con hierro y cromo, que permite almacenar la informacion. El disco duro de una computadora personal convencional tiene un diametro de siete centimetros. La nueva tecnica, perfeccionada en Estados Unidos, por cientificos de varios paises, consiste en cambiar la composicion del disco duro convirtiendo las capas en puntos magneticos del tamano de una millonesima parte de un milimetro, lo que implica que diez millones de puntos magneticos, colocados uno seguido del otro, sin dejar espacio, ocuparian solo un centimetro de longitud. Con esta herramienta tecnologica, en un centimetro lineal de puntos magneticos que equivalen al tamano de la cabeza de un alfiler, se podra acumular mas informacion que un disco duro convencional. El infimo tamano de los puntos magneticos, elaborados con base en atomos de niquel o cobalto, con aleaciones de hierro, es tal que solo se mide en nanometros, de ahi que esta tecnologia reciba el nombre de nanotecnologia. La nanotecnologia esta reemplazando a la microelectronica por que aumenta la fiabilidad de la informacionque guarda, la capacidad de almacenar y disminuye ostensiblemente el tamano de cualquier componente o equipo tecnologico.
La introduccion de la Nanotecnologia en los adhesivos: Desde su introduccion, la tecnologia de One-Bottle-Bond™ (adhesivo monocomponente) en Prime&Bond ha producido excelentes resultados. Como breve resumen, base nombrar la Alta tasa de retencion, una calidad marginal excelente, ausencia de decaimientos recurrentes y unas propiedades del manejo excelentes. La tradicion de innovacion en este adhesivo continua hoy con la incorporacion a su formula de nanoparticulas. Estas particulas de carga de escala nanometrica son 100 veces mas pequenas que las particulas de relleno tradicionales incorporados en composites o compomeros para aumentar su resistencia. Estas pequenas particulas refuerzan significativamente el adhesivo manteniendo sus propiedades esenciales de alto rendimiento adhesivo. Las nanoparticulas tienen el tamano perfecto para penetrar entre los tipicas microretenciones creadas por el grabado acido al igual que entre los mas pequenos tubulos dentinarios. El tamano de la particula es aproximadamente 7 nanometros (un nanometro es igual a 1/1000 micras). Una vez alli, estas diminutas particulas refuerzan los componentes naturales de la dentina mientras se crea el ambiente adecuado para una perfecta union entre la substancia del diente y el material restaurador.
Hay dos tipos de Nanotecnología
A) Top-down: Reducción de tamaño. Literalmente desde arriba (mayor) hasta abajo (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.
B) Bottom-Up: Auto ensamblado. Literalmente desde abajo (menor) hasta arriba (mayor). Se comienza con una estructura nanométrica como una molécula y mediante un proceso de montaje o auto ensamblado, se crea un mecanismo mayor que el mecanismo con el que comenzamos. Este enfoque, que algunos consideran como el único y "verdadero" enfoque nanotecnológico, ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera extremadamente precisa. De esta manera podremos liberarnos de las limitaciones de la miniaturización, muy presentes en el campo de la electrónica.
El último paso para la Nanotecnología de auto montaje de dentro hacia fuera se denomina "Nanotecnología molecular" o "fabricación molecular", y ha sido desarrollada por el investigador K. Eric Drexler. Se prevé que las fábricas moleculares reales sean capaces de crear cualquier material mediante procesos de montaje exponencial de átomos y moléculas, controlados con precisión. Cuando alguien se da cuenta de que la totalidad de nuestro entorno perceptivo está construida mediante un limitado alfabeto de diferentes constituyentes (átomos) y que este alfabeto da lugar a creaciones tan diversas como el agua, los diamantes o los huesos, es fácil imaginar el potencial casi ilimitado que ofrece el montaje molecular.
Algunos partidarios de una visión más conservadora de la Nanotecnología 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. Es importante tener en cuenta de alguna manera esta nota discordante, porque la mayoría de los investigadores involucrados piensan que la madurez de la Nanotecnología es una evolución positiva y que la Nanotecnología mejorará de manera significativa la calidad de la vida en el planeta (y en el espacio) de la población mundial.
Realidad o ciencia ficción
Sin embargo, a pesar de que se avanza continuamente en el diseño de nuevos medicamentos y técnicas con capacidad de manipular la materia átomo por átomo, no existen fechas precisas para que todos estos adelantos sean una realidad en la vida cotidiana de millones de personas, pues la ciencia, al igual que el arte, también tiene a la imaginación y la creatividad como motores.
Algunas de las investigaciones más recientes en la búsqueda de tratamientos alternativos contra el cáncer fueron difundidas por un grupo de investigadores estadunidenses. En ellas se usaron nanopartículas de oro para el tratamiento del mal, lo que representa un gran logro para el combate contra esta enfermedad, a pesar de que puedan transcurrir varios años antes de su aplicación en seres humanos. Actualmente, muchos productos generados por la nanotecnología han sido aplicados a la vida cotidiana de millones de personas, como el uso de materiales más livianos y resistentes, catalizadores con nanopartículas de platino en los vehículos para hacer más eficiente el consumo de combustible, hasta tecnología de punta en el desarrollo de proyectos espaciales.
La nanotecnología y el conocimiento de los procesos biológicos, químicos y físicos a nivel molecular, se convertirán en una de las revoluciones científicas más importantes para la humanidad, la cual debe ser difundida e incorporada en la sociedad con una amplia participación y apoyo por parte del Estado y la iniciativa privada.
La "excelente" calidad de las investigaciones desarrolladas por especialistas requiere de mayor impulso financiero que garantice el futuro de importantes proyectos y de un cambio en la cultura científica que permita que la mayoría de la población conozca el potencial de un nuevo campo científico que puede cambiar el futuro de la humanidad.
El principal reto será incorporar la nanotecnología como un nuevo campo multidisciplinario vinculado estrechamente a la sociedad, tanto por sus aplicaciones como por su potencialidad para resolver los problemas más urgentes, como el acceso a recursos energéticos, agua o alimentos.
A ello se suma la falta de interés de importantes sectores de la iniciativa privada que pueden participar en el desarrollo de una tecnología moderna y eficiente que repercutirá tanto en la calidad de vida de las personas como en el consumo de diversos artículos.
Sin un programa de divulgación que informe a la sociedad y al sector industrial de los avances que puede generar la nanotecnología, se agudizará el rezago científico en el que se ubican muchos de los países en desarrollo, a pesar de tener un cuerpo científico altamente capacitado, pero sin recursos ni difusión.
