Ecos Huaman Edson
Tuesday, December 12, 2006
NANOTECNOLOGIA
INTRODUCCION
El objetivo de este documento es explicar qué es exactamente la Nanotecnología 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 estarán presentes por sí mismas en los próximos años. Hemos de advertir al lector que incluso la definición de "Nanotecnología" es polémica y es posible que alguien quiera calificar nuestra definición. Por esta razón, hemos basado nuestra definición en los conceptos que sostienen los profesionales del campo en la actualidad.
DEFINICION
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.
TIPOS DE NANOTECNOLOGIA
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:
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.
Quiénes la impulsan
La nanotecnología fue impulsada, en principio y sobre todo, por la industria electrónica, que cree necesitar superar con urgencia los límites de tamaño que le marca la utilización del silicio en los circuitos integrados.
Como la nanotecnología consiste en modificar los átomos para fabricar productos, son muchas las ramas interesadas en su desarrollo: ciencia de los materiales, física, química, biología y medicina. Además, se considera como una opción futura para el desarrollo de tecnología de ultra precisión, electrónica, fármacos inteligentes, tecnologías biomédicas, energía (nuevos materiales fotovoltaicos, baterías) y detección ambiental.
Adónde se puede llegar
El poder llegar a conocer, manipular y controlar la materia a escala nonométrica va a tener innumerables repercusiones en la mayoría de las áreas científicas, económicas y sociales, de forma que va a originar un verdadero cambio de escala en el devenir de la sociedad y del propio ser humano.
Las visiones pueden ser perturbadoras. Primero una apocalíptica, sensación que ronda en forma permanente a los nuevos avances: armas letales, como microscópicos robots construidos por nanoensambladores, que recorren las ciudades arrasando con sus habitantes mientras se replican a sí mismos.
En segundo término existe otra visión más edificante (literalmente): edificios que se erigen solos, como por arte de magia, bajo las órdenes de nanorobots equipados con nanocomputadoras que aparte de autoreplicarse inducen la creación y ensamblaje de estructuras a nivel molecular. Ciudades enteras podrían crearse, o recrearse.
Podrían fabricarse así autopistas o televisores. También sería posible eliminar la contaminación ambiental con nanomáquinas diseñadas para "comérsela", y crear alimentos, automóviles que pueden cambiar de forma, muebles, procesos automáticos de limpieza corporal, drogas artificiales, libros... los nanorobots podrían reparar tuberías y, por supuesto, generar una nueva frontera de aplicaciones médicas, incluyendo la regeneración de tejidos.
En algunos inspira el miedo a que los nano robots invisibles se rebelen y multipliquen incontrolablemente inundando al planeta -un escenario descripto por Eric Drexler, un pionero de la nanotecnología, que lo llamó la plaga gris.
Otros, recordando 1984 de George Orwell, ven la nanotecnología como el puente a la nueva dominación militar-industrial del Gran Hermano: la dictadura gris. Aunque la plaga gris alcanzó los titulares de importante periódicos apenas se comenzó a especular sobre ella, la realidad es que los nano robots autoreplicables están muy lejos de poderse fabricar.
"La industria nanotecnológica ha comprendido que es más fácil y barato sacar de la naturaleza materiales autorreplicantes que construir robots mecánicos autorreplicantes. En su lógica, es mejor reemplazar a las máquinas con organismos vivos, en vez de máquinas que los imiten", dice Hope Shand, directora de investigaciones del Grupo ETC (Grupo de Acción sobre Erosión, Tecnología y Concentración).
La maquinaria de la naturaleza puede brindar el camino para la tecnología de construcción atómica precisamente porque los organismos vivos son capaces de autoensamblarse y en ese sentido son máquinas autorreplicantes ya listas.
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. Energía: se prevé un gran aumento de las posibilidades de generación de energía solar, por ejemplo. Salud y Nanobiotecnología: hay grandes expectativas en las áreas de prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Por ejemplo, podrán colocarse sondas nanoscópicas en un lugar para medir nuestro estado de salud las veinticuatro horas del día, se desarrollarán nuevas herramientas para luchar contra las enfermedades hereditarias mediante el análisis genético y se podrán crear indicadores que detecten y destruyan, una a una, células cancerígenas. Estas son algunas de las posibles aplicaciones. Los avances en estos campos tendrán repercusión en una amplia gama de industrias como la industria de los cosméticos, la industria farmacéutica, la industria de los electrodomésticos, la industria higiénica, el sector de la construcción, el sector de las comunicaciones, la industria de seguridad y defensa y la industria de la exploración espacial. Nuestro entorno también se beneficiará, en tanto que la producción de energía será más económica y limpia y se utilizarán materiales más ecológicos. En breve, muchas áreas de nuestra vida diaria se verán afectadas de una manera u otra por el avance de la Nanotecnología. La Nanotecnología nos permitirá hacerlo todo mejor y con menos esfuerzo.
Informática cuántica / Computación Cuántica
La informática cuántica descansa en la física cuántica sacando partido de algunas propiedades físicas de los átomos o de los núcleos que permiten trabajar conjuntamente con bits cuánticos (en el procesador y en la memoria del ordenador. Interactuando unos con otros estando aislados de un ambiente externo los bits cuánticos pueden ejecutar cálculos exponenciales mucho más rápidamente que los ordenadores convencionales.
Mientras que los computadores tradicionales codifican información usando números binarios (0, 1) y pueden hacer solo cálculos de un conjunto de números de una sola vez cada uno, las computadoras u ordenadores cuánticos codifican información como serie de estados mecánicos cuánticos tales como direcciones de los electrones o las orientaciones de la polarización de un fotón representando un número que expresaba que el estado del bit cuántico está en alguna parte entre 1 y 0, o una superposición de muchos diversos números de forma que se realizan diversos cálculos simultáneamente.
En resumen, hablamos de computadores u ordenadores cuyo comportamiento es determinado de forma importante por leyes de la mecánica cuántica. El sistema descrito está formado por bits cuánticos (quantum bits) o qubits, y pueden ser por ejemplo: núcleos, puntos cuánticos semiconductores y similares.
Mientras que los computadores tradicionales codifican información usando números binarios (0, 1) y pueden hacer solo cálculos de un conjunto de números de una sola vez cada uno, las computadoras u ordenadores cuánticos codifican información como serie de estados mecánicos cuánticos tales como direcciones de los electrones o las orientaciones de la polarización de un fotón representando un número que expresaba que el estado del bit cuántico está en alguna parte entre 1 y 0, o una superposición de muchos diversos números de forma que se realizan diversos cálculos simultáneamente.
En resumen, hablamos de computadores u ordenadores cuyo comportamiento es determinado de forma importante por leyes de la mecánica cuántica. El sistema descrito está formado por bits cuánticos (quantum bits) o qubits, y pueden ser por ejemplo: núcleos, puntos cuánticos semiconductores y similares.
Las diez tecnologías avanzadas que cambiarán el mundo (según el MIT)
Redes de sensores sin cables (Wireless Sensor Networks)
Ingeniería inyectable de tejidos (Injectable Tissue Engineering)
Nano-células solares (Nano Solar Cells)
Mecatrónica (Mechatronics)
Sistemas informáticos Grid (Grid Computing)
Imágenes moleculares (Molecular Imaging)
Litografía Nano-impresión (Nanoimprint Lithography)
Software fiable (Software Assurance)
Glucomicas (Glycomics)
Criptografía Quantum (Quantum Cryptography)
CONCLUSION
En la actualidad, al comienzo del tercer milenio, los productos nanotecnológicos ya están disponibles en el mercado. Así, es posible comprar raquetas de tenis más ligeras y más resistentes compuestas de nanotubos de carbón o cosméticos que contienen nanopartículas que facilitan la absorción. Pero aún estamos lejos de la época de la Nanotecnología, cuando ésta tenga efecto en nuestra vida diaria. ¿Cuándo se producirá esa revolución? ¿Cuándo nos beneficiaremos de manera substancial de los avances en la investigación y en el desarrollo de la Nanotecnología? Los cálculos varían. Se calcula que a partir del 2010 y hasta el 2040 se producirá un desarrollo progresivo del enfoque de “bottom-up” hasta que culmine en la fabricación molecular, de manera que podamos comprobar si esta teoría se puede poner en práctica sin grandes obstáculos. Intereses, responsabilidadesLos intereses involucrados en el desarrollo de Nanotecnología son continentales: América, Europa y Asia están preparando campañas de desarrollo en curso que no se concluirán a corto plazo. Se están realizando grandes inversiones para desarrollar la Nanotecnología en todo el mundo. Si por razones éticas extremistas o a causa de la prudencia antiapocalíptica, se intenta ahogar el avance de esta gran revolución post-industrial que actualmente se está desarrollando, sería un grave error estratégico porque ahora más que nunca la competencia mundial seguirá creciendo y los nuevos súper poderes de la Nanotecnología van a aparecer, sobre todo en Asia. Por ello, si hay que incentivar el desarrollo de la Nanotecnología, los esfuerzos han de realizarse en la dirección adecuada: han de establecerse garantías, porque al igual que con todos los grandes avances tecnológicos, las nuevas posibilidades contienen incógnitas y riesgos que debemos conocer, como una nueva carrera armamentística, basada en armas más pequeñas y más mortíferas.
edsonciencia, 6:07 PM
