Nanotecnologia

En general la nanotecnologia la nanotecnologia en un concepto especialisado 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. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 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. es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala. Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas. La nanotecnología promete soluciones vanguardistas y más eficientes para los problemas ambientales, así como muchos otros enfrentados por la humanidad, desde nuevas aplicaciones médicas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros. El ganador del premio Nobel de Física (1965), Richard Feynman fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el célebre discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959 titulado En el fondo hay espacio de sobra (There's Plenty of Room at the Bottom). Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo y de aquí se tomó la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida. Aquella podría usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armas muy potentes. Pero estos conocimientos fueron más allá ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”. Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando más acerca de estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales inertes, sino en la búsqueda de moléculas orgánicas en nuestro organismo. Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico ya que en él 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 microbiología, inmunología, fisiología; en fin, casi todas las ramas de la medicina. Con todos estos avances han surgido nuevas ciencias, por ejemplo, la Ingeniería Genética que hoy en día es discutida debido a repercusiones como la clonación o la mejora de especies. Algunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigación en nanotecnología. La nanomedicina es una de las áreas que más puede contribuir al avance sostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la administración de fármacos y herramientas para la monitorización de algunos parámetros biológicos. Actualmente, alrededor de 40 laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas 300 empresas tienen el término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy pocos productos en el mercado. Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-Packard ('HP)' NEC e Intel están invirtiendo millones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo también se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que para este año ha destinado 570 millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative. En España, los científicos hablan de “nanopresupuestos”. Pero el interés crece, ya que ha habido algunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autónoma de Madrid. Las empresas tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnologia para mejorar su competitividad en sectores habituales, como textil, alimentación, calzado, automoción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las empresas pertenecientes a sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotectologia en sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la cifra en uso cotidiano es del 0,1 %. Con la ayuda de programas de acceso a la nanotecnologia se prevé que en 2014 sea del 15 % en el uso y la producción manufacturera. La característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol no sólo en la construcción del microscopio usado para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las leyes de la mecánica cuántica. Alcanzar la estructura del material deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a la química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, 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 razón por la que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente. Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente: Química (Moleculares y computacional) Bioquímica Biología molecular Física Electrónica Informática Matemáticas Medicina La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lápiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador. A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas y estocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principios biomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de principios miméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la ingeniería mecánica. Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006. Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son:[cita requerida] Almacenamiento, producción y conversión de energía. Armamento y sistemas de defensa. Producción agrícola. Tratamiento y remediación de aguas. Diagnóstico y cribaje de enfermedades. Sistemas de administración de fármacos. Procesamiento de alimentos. Remediación de la contaminación atmosférica. Construcción. Monitorización de la salud. Detección y control de plagas. Control de desnutrición en lugares pobres. Informática. Alimentos transgénicos. Cambios térmicos moleculares (Nanotermología). El inicio del desarrollo de la ciencia en México se intensificó desde la construcción de Ciudad Universitaria, el presidente Ávila Camacho impulsó una serie de reformas y leyes para la UNAM. Más adelante surgieron organismos como el CONACYT y el SIN que se dedicaron a unir las fuerzas de los científicos nacionales en torno a la investigación y el apoyo para el desarrollo de las ciencias. Archivo:NanoUNAM.JPG Cabe mencionar que México es uno de los países latinoamericanos donde el desarrollo de las llamadas nanotecnologías son más prominentes y prometedores, aunque estos avances no están sustentados en el estudio de sus posibles implicaciones éticas y ambientales debido a que se considera como una forma de incrementar la competitividad económica y por ello hay prisa para encumbrarle. En México se considera a la nanotecnología como un sector estratégico y a pesar de ello, solamente la fundación conjunta con Estados Unidos y algunas sociedades civiles han manifestado su apoyo para que la tecnología repunte. Por otro lado, la vecindad con el país más poderoso del mundo, ha dado a México la oportunidad de contar con el apoyo de este país mediante la construcción en su territorio de parques tecnológicos y sirviéndose de los beneficios que obtiene gracias al Tratado de Libre Comercio. Actualmente las universidades en México han cooperado con la investigación en el área gracias a que han puesto posgrados en su oferta relacionados con la nanotecnología y mediante la ilimitada ayuda que ha suscrito con las empresas transnacionales. En México es muy importante la atracción de capital de empresas de otros países. Se tienen múltiples ideas respecto al progreso que se podría tener respecto al uso de la nanotecnología. Uno de los más conocidos es el Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental (PUNTA), el cual se basa en solucionar el problema de la contaminación del entorno mediante catalizadores y nanocatalizadores, para que con ello se lleve a cabo la limpieza de dos recursos básicos para el hombre: el aire y el agua. El programa PUNTA tiene como objetivo el mejorar la calidad de vida, reduciendo la contaminación generada por los vehículos; además de hacer más propicio el aire en lugares cerrados como oficinas o el transporte público. Distintas instituciones llevan a cabo descubrimientos, investigación y desarrollo de la nanotecnología, y una de las áreas en las que se desea implementar esta ciencia es en la medicina. En el ramo medico se desea implementar para la fácil implementación de medicamento en lugares inaccesibles para el hombre, con el fin de no agredir a otros órganos y causar un mayor daño. Otro punto por el cual se requiere este tipo de tecnología, es para la exploración del organismo para su mejor entendimiento. Un ejemplo de ello, es la idea de que se empleen distintas nanoestructuras para la exploración del sistema humano, para que con ello se detecten a tiempo distintas enfermedades como lo es el cáncer. El IMP con colaboración de Pemex, buscan un proyecto bastante retador, ya que mediante la implementación de la nanotecnología descubrirán nuevos usos que se le puedan dar a los derivados del petróleo, con el fin de encontrar nuevas fuentes de energía. Existen diversos proyectos que llevan a cabo tanto instituciones académicas como empresas, con el único fin de buscar un mejor desarrollo en la calidad de vida de la sociedad mexicana. Ahora bien, la idea que una sociedad puede tener respecto al concepto de nanotecnología es muy distinta, todo dependiendo de la profundidad que cada integrante tenga respecto al tema. Podemos hablarle a algún ciudadano estadounidense sobre nanociencia y sus avances y posiblemente tenga algún conocimiento o idea respecto al tema, sin embargo en países emergentes como el caso de México, el tema no es muy conocido por la sociedad, por lo que sería muy difícil entablar una conversación respecto a la nanotecnología. Es una de las desventajas que podría tener un país que no cuente con el suficiente uso de la nanotecnología en la sociedad, ya que se pueden adoptar distintos puntos de vista respecto al tema, llegando a considerar a la nanotecnología como “algo” que podría afectar a la sociedad, y por consecuente su rechazo por parte de la misma. Países como México y Brasil mantienen un nivel considerable de desarrollo e investigación nanotecnológica, sin embargo el nivel de inversión es muy bajo. En cambio, en otros países se ha llegado a considerar que la nanotecnología podría ser implementada con fines militares, para ser utilizados en campos de batalla, o incluso en la tecnología nuclear. En cuanto a la posición que actualmente ha tomado la sociedad ante la innovación nanotecnológica es muy variada. Se que en México no habría una posición en contra o que cause algún disturbio social, debido a la falta de conocimiento que se tiene respecto al tema dentro de la sociedad. Sin embargo cabe decir que existen personas con alto conocimiento en cuanto a las ciencias, y podrían generarse en algunos casos situaciones en contra dependiendo del uso que se le esté dando a la nanotecnología. Sin embargo, se considera que el tener un gran avance en la nanotecnología y todas sus aplicaciones en el país, México podría experimentar cierto “aumento”, tanto en el nivel de vida de la sociedad como en la situación económica actual del país. Existen muchas opiniones por parte de la sociedad, sin embargo muchas de ellas no son sustentables. México debería de ingresar al desarrollo de la nanotecnología a un nivel mayor, ya que esta última se considera que tendrá una gran importancia en el futuro. Podrían surgir distintas consecuencias en caso de que México no invirtiera mas en el tema, sin embargo no se ha mostrado un gran avance en el desarrollo. Nanotecnologia aplicada al envasado de alimentos. Una de las aplicaciones de la nanotecnología en el campo de envases para alimentación es la aplicación de materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades mecánicas, térmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo así los costes asociados a los materiales. Los procesos de incorporación de las nanopartículas se pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento, y los parámetros a controlar en el proceso de aditivación de los materiales son: la dispersión nanopartículas, la interacción de las nanopartículas con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y la cantidad de nanopartículas incorporada. En ainia centro tecnológico están desarrollando y caracterizando nuevos nanocomposites basados en polímeros y mezclas poliméricas para aplicaciones industriales, funcionalización de envases de PET con nanoarcillas, una metodología de diseño de envases para sistematizar la incorporación de aspectos diferenciales clave para el éxito del producto: nanocompuestos para la mejora de las propiedades barrera de materiales de envase y una sistemática de diseño de envases considerando las exigencias del consumidor, desarrollando y evaluando materiales funcionalizados con nanoarcillas.

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