Nanotecnologia: o futuro.

Video científico sobre nanotecnologia.

LA NANOTECNOLOGÍA

INTRODUCCION

Debido al avance de la investigación, el hombre siente la necesidad de desarrolarse es por ese motivo,que la nanotecnologia nace y hace que cada individuo realice una profunda investigacion y se pueda llenar de ideas concretas que les pueda servir mas adelante y asi poder salir adelante en el campo nanotecnologico y convertirnos en futuros tecnologos , esto lo podemos conseguir a traves de un estudio más minucioso que nos lleva a un mejor desarrollo. Por ello me he visto en la necesidad de presentarles unos conceptos que puedan ayudar en sus conocimientos en el campo de la nanotecnología, planteo:¿cual es la importancia de la nanotecnologia en el campo de la computacion e informatica?, asi que he realizado una investigación descriptiva.

La nanotecnología es un concepto relativamente nuevo aplicado a una ciencia totalmente revolucionaria - la Nanotecnología. Se refiere a la gestión responsable que controle los riesgos potenciales de la nanotecnología, y potencie los beneficios en nombre de la humanidad.

METODOLOGÍA

En este trabajo he empleado el método de fichaje textual, además he recopilado informacion de diferentes autores que les permitirá saber acerca de todo lo referente de este grantema que es la nanotecnología.

¿Qué es NANO?

El significado de la "nano" es una dimensión: 10 elevado a -9.
Esto es: 1 nanometro = 0,000000001 metros.
Es decir, un nanometro es la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro.
También: 1 milímetro = 1.000.000 nanometros.

DEFINICIÓN

¿Qué es la nanotecnología?

Es la ciencia de lo “nano” (una dimensión: 10 elevado a -9). Es decir se ocupa de la materia tanto orgánica como inorgánica en dimensiones propias del entorno de las moléculas y de los átomos. La nanotecnología fue propuesta en términos teóricos por el Premio Nóbel de Física Richard Feynman a finales de los cincuenta.Su expansión hoy es posible gracias a la disponibilidad de nuevos instrumentos capaces de "ver" y "tocar" a esta escala dimensional. A principios de los ochenta fue inventado en Suiza (IBM-Zurich) uno de los microscopios capaz de "ver" átomos. Unos pocos años más tarde, el Atomic Force Microscope fue inventado, incrementando las capacidades y tipos de materiales que podían ser investigados. Hoy esta tecnología de análisis está disponible para empresas y centros de investigación en todo el mundo.

En la actualidad los principales avances iniciales vienen del aprendizaje de las propiedades de la materia a esta escala dimensional. Ello ha propiciado la aparición de productos como los nanotubos, las nanopartículas, los nanocristales, etc.En su estado superior se espera que la nanotecnología permita trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Esta posibilidad nos llevaría fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas.Las posibilidades de esta fase son ilimitadas. La nanotecnología podría cambiar fácilmente y a bajo coste las propiedades de todos los materiales conocidos. Algunos ejemplos que se citan: podría lograr un acero cien veces más resistente y diez veces menos pesado u ordenadores que no gastan casi energía y trabajan millones de veces más rápidos.

¿Qué importancia económica tiene?

Hoy instituciones como la NASA y NSF (Nacional Science Foundation) consideran la nanotecnología como uno de los sectores estratégicos nº 1.Pronto, asegura un informe de tendencias de la compañía de predicciones Deloitte, la nanotecnología será la base de toda la industria manufacturera.

¿Qué países lideran la nanotecnología?

Estados Unidos lidera el campo de la Nanociencia a través de numerosos centros de investigación ligados a las principales universidades y empresas de nanotecnología.Actualmente, las 22 agencias gubernamentales implicadas gastaron en 2004 $1 billion (100.000 millones de dólares). Se confirma que efectivamente se gasta $1B/año en programas científicos a nanoescala. En los dos últimos años los estados miembros han entrado en una carrera competitiva por atraer empresas e incentivar centro de desarrollo en nanotecnología. Los estados más dinámicos son:El gobierno de los Estados Unidos ha presentado recientemente una actualización del Plan Estratégico para el desarrollo de la Nanotecnología para los próximos 5-10 años. En el mismo se consolida la nanotecnología como sector estratégicoAustralia, Japón, Corea del Sur, la India, China e Israel son algunos países que apuestan abierta y estratégicamente por el desarrollo de la nanotecnología a través de planes e inversiones destinadas a la investigación y desarrollo.En Europa, la Unión Europea la ha establecido en el VI Programa Marco la Nanotecnología como una línea prioritaria. No obstante, ni la apuesta de la Unión Europea ni la de sus estados miembros está acorde con el su peso económico.Recientemente Francia y Alemania parecen reaccionar. Así por ejemplo, Francia incrementará su apoyo a la financiación de las nanociencias y las nanotecnologías de 30 a 70 millones de euros a lo largo de los tres próximos años, según ha anunciado recientemente el Ministro para la Investigación, François d'Aubert.

Ramas de investigación del desarrollo de la nanotecnología molecular.

Tres campos independientes e interdependientes

*Nanotecnología seca.

Fabricación de estructuras en carbón (Ej: nanotubos), silicio, materiales inorgánicos, metales y semiconductores.Electrónica, magnetismo y dispositivos ópticos.Autoensamblaje controlado por computadora.Confundida con la microminiaturización.

*Nanotecnología húmeda.

Sistemas biológicos que existen en un entorno acuoso incluyendo material genético, membranas, encimas y otros componentes celulares.Organismos vivientes cuyas formas, funciones y evolución son gobernados por las interacciones de estructuras de escalas nanométricas.

*La nanotecnología computacional.

Modelado y simulación de estructuras complejas de escala nanométrica.Se puede manipular átomos utilizando los nanomanipuladores controlados por computadoras.

NANOTECNOLOGÍA AVANZADA

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 de la mina del lápiz podemos hacer diamantes.

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 billones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sotisficadas 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.

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.


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.


Perspectivas

Hay que saber algo fundamental acerca de la Nanotecnología: la materia se manipula hasta llegar hasta su elemento más básico, el átomo. La Nanotecnología es un avance lógico, inevitable en el transcurso del progreso humano.Más que un mero progreso en el limitado campo de la tecnología, representa el proceso de nacimiento de una nueva "era" en la que usamos todas las posibilidades de la Nanotecnología. Son múltiples las áreas en las que la Nanotecnología tiene aplicaciones potenciales: desde potentes filtros solares que bloquean los rayos ultravioleta hasta nanorobots diseñados para realizar reparaciones celulares.

A continuación se enumera una lista con algunos ejemplos de los principales campos que se verán afectados por los avances de la Nanotecnología:

Materiales: nuevos materiales, más duros, más duraderos y resistentes, más ligeros y más baratos.Electrónica: los componentes electrónicos serán cada vez más y más pequeños, lo que facilitará el diseño de ordenadores mucho más potentes.

BENEFICIOS DE LA NANOTECNOLOGÍA

El uso de la Nanotecnología molecular (MNT) en los procesos de producción y fabricación podría resolver muchos del los problemas actuales. Por ejemplo:
*La escasez de agua es un problema serio y creciente. La mayor parte del consumo del agua se utiliza en los sistemas de producción y agricultura, algo que la fabricación de productos mediante la fabricación molecular podría transformar.
*Las enfermedades infecciosas causan problemas en muchas partes del mundo. Productos sencillos como tubos, filtros y redes de mosquitos podrían reducir este problema.
*La información y la comunicación son herramientas útiles, pero en muchos casos ni siquiera existen. Con la nanotecnología, los ordenadores serían extremadamente baratos.
*Muchos sitios todavía carecen de energía eléctrica. Pero la construcción eficiente y barata de estructuras ligeras y fuertes, equipos eléctricos y aparatos para almacener la energía permitirían el uso de energía termal solar como fuente primaria y abundante de energía.
*El desgaste medioambiental es un serio problema en todo el mundo. Nuevos productos tecnológocos permitirían que las personas viviesen con un impacto medioambiental mucho menor.
*Muchas zonas del mundo no pueden montar de forma rápida una infraestructura de fabricación a nivel de los países más desarrollados. La fabricación molecular puede ser auto-contenida y limpia: una sola caja o una sola maleta podría contener todo lo necesario para llevar a cabo la revolución industrial a nivel de pueblo.

RIESGOS DE LA NANOTECNOLOGÍA

La nanotecnología molecular es un avance tan importante que su impacto podría llegar a ser comparable con la Revolución Industrial pero con una diferencia destacable - que en el caso de la nanotecnología el enorme impacto se notará en cuestión de unos pocos años, con el peligro de estar la humanidad desprevenida ante los riesgos que tal impacto conlleva. Algunas consideraciones a tener en cuenta incluyen:

*Importantes cambios en la estructura de la sociedad y el sistema político.
*La potencia de la nanotecnología podría ser la causa de una nueva carrera de armamentos entre dos países competidores. La producción de armas y aparatos de espionaje podría tener un coste mucho más bajo que el actual siendo además los productos más pequeños, potentes y numerosos.
*La producción poco costosa y la duplicidad de diseños podría llevar a grandes cambios en la economía.
*La sobre explotación de productos baratos podría causar importantes daños al medio ambiente. *El intento por parte de la administración de controlar estos y otros riesgos podría llevar a la aprobación de una normativa excesivamente rígida que, a su vez, crease una demanda para un mercado negro que sería tan peligroso como imparable porque sería muy fácil traficar con productos pequeños y muy peligrosos como las nanofábricas.

Para poder disfrutar de los enormes beneficios de la nanotecnología molecular, es imprescindible afrontar y resolver los riesgos. Para hacer esto, debemos primero comprenderlos, y luego desarrollar planes de acción para prevenirlos. La nanotecnología molecular permitirá realizar la fabricación y prototipos de una gran variedad de productos muy potentes. Esta capacidad llegará de repente, ya que previsiblemente los últimos pasos necesarios para desarrollar la tecnología serán más fáciles que los pasos iniciales, y muchos habrán sido ya planificados durante el propio proceso. La llegada repentina de la fabricación molecular no nos debe coger desprevenidos, sin el tiempo adecuado para ajustarnos a sus implicaciones. Es imprescindible estar preparados antes.

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.

¿Por qué es importante la Nanociencia?

Existen varios motivos por los que se considera la nanociencia como uno de los desarrollos científicos actuales más importantes. Primero la disponibilidad de nuevos instrumentos que permiten "ver" y "tocar" las cosas a nano escala. En los años 80 se inventó el primero microscopio de efecto túnel, capaz de "ver" átomos.
Unos años después se inventó el primer microscopio de fuerza atómica que mejoró aun más la capacidad microscópica así como los tipos de materiales que se podrían investigar hasta llegar a la escala de nanometros. También se ha mejorado la capacidad de microscopios electrónicos que hoy en día pueden mostrar imágenes captados desde el ámbito nano.
Además de estas nuevas tecnologías, los científicos se han dado cuenta del potencial futuro de este tipo de investigación. La nanociencia podría en efecto transformar la forma en la que viviemos. Los líderes políticos de países desarrollados en todo el mundo han empezado a invertir en la nanociencia y nanotecnología. Con el aumento en las inversiones, el paso al que se logran nuevos descubrimientos también aumenta tanto en nuevos institutos universitarios dedicados a la nanociencia, como en laboratorios y empresas del sector privado.

Conclusiones:

La nanotecnología es, evidentemente, por lo que pude mostrar, un área en la que se está aún en pañales. Pero los que leemos material de tecnología sabemos que cuando se empieza a saber a nivel de divulgación de proyectos como los descriptos en este artículo, suele haber muchos más en las sombras que no se dan a conocer por razones de protección industrial, resguardo de ideas y razones estratégicas de estado. La Ciencia Ficción nos ha mostrado la nanotecnología en las dos últimas décadas —aunque algunos pioneros lo hicieron antes—como una especie de magia moderna del futuro, aunque lo mágico es que en la mayoría de los casos las ideas que los escritores presentaron fueron analizadas y pensadas con total racionalidad.