La nanotecnología es el estudio y control de la materia en nanoescala, a escala atómica y molecular. Se utiliza en el desarrollo de materiales y componentes para diversas áreas de la investigación como la medicina, electrónica, ciencias, computación e ingeniería de los materiales.
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Nacimiento y auge de la nanotecnología
Uno de los principios básicos de la nanotecnología es la construcción de estructuras y nuevos materiales a partir del átomo.
El objetivo es elaborar estructuras estables y mejores a las que se encuentra en su estado normal. Esto sucede porque los elementos se comportan de manera diferente en nanoescala.
El hombre solo alcanzo a ver átomos de manera individualizada por primera vez en 1981, cuando se creó el microscopio de efecto túnel (STM), una de las más importantes herramientas de nanotecnología, iniciándose así la nanotecnología.
El STM fue el que permitió la observación de átomos y moléculas a nivel atómico. Además de él, otra importante herramienta de nanotecnología es el Microscopio Electrónico de Barrido (MEV), ambos se utilizan en la exploración de materiales en nanoescala.
La nanotecnología trabaja con objetos entre 1 y 100 nanómetros.
En un metro hay mil millones de nanómetros
Para tener una mejor idea de esta tecnología, el grosor de una hoja de periódico tiene unos 100.000 nanómetros de espesor, mientras que el ADN humano tiene solo 2,5 nanómetros de diámetro.
Con la nanotecnología los científicos han logrado desarrollar mejores materiales y componentes, pues los materiales trabajados en las escalas métricas que se conocen, no se comportan de la misma manera en nanoescala.
Los gases, líquidos y sólidos trabajados en nanoescala pueden llegar a ser más fuertes o ganar propiedades como conducción de calor y electricidad, son más reactivos, cambian de color y otros fenómenos.
Por su capacidad de crear materiales más fuertes, finos y duraderos, la nanotecnología es bastante usada en diversos sectores de la industria y la tecnología; estudios de física, química, biología y medicina.
Aplicaciones de la nanotecnología
La nanotecnología se utiliza en la modernización de sectores de la industria y la tecnología tales como información, energía, medio ambiente, seguridad, tecnología de alimentos y el transporte.
También se utiliza en el desarrollo de soluciones que disminuyan el impacto en el medio ambiente y en el tratamiento de enfermedades.
Uno de los ejemplos de uso de la nanotecnología son las finas películas desarrolladas para gafas, ordenadores, cámaras, ventanas y otras superficies, para hacer que los objetos ganen propiedades como impermeabilidad, antirreflectante, autolimpieza, resistencia a rayos ultravioleta y otros.
Las nanopartículas también se pueden utilizar para catalizar las reacciones químicas, reduciendo la cantidad de catalizadores utilizados para producir las reacciones químicas necesarias en la industria.
Esto ahorra dinero y reduce la cantidad de contaminantes arrojados a la atmósfera. Se utiliza en la industria petrolera, en el refinamiento del petróleo y en los catalizadores en la industria automotriz.
Otra tecnología creada con la ayuda de los estudios en nanoescala fue la de los displays OLED, utilizados en los televisores y Smartphones. Este tipo de pantalla ofrece imágenes con un brillo mayor y un consumo de energía reducido.
Las pantallas flexibles como las de Kindle, también son el resultado de investigaciones de nanotecnología.
Riesgos de la nanotecnología
Si bien es cierto, la nanotecnología puede traer avances increíbles, aunque muchos científicos temen que esto pueda generar catástrofes ambientales, biológicas y económicas.
Debido a que algunos elementos poco reactivos a escala normal pueden llegar a ser extremadamente peligrosos en nanoescala.
Las sustancias se vuelven más reactivas a medida que sus partículas empequeñecen. Esto sucede porque su área de superficie es mayor con relación a su volumen, proporcionando un área de contacto mayor en la que puede haber reacciones químicas.
Otra preocupación está63 relacionada con la interacción de nanopartículas con sistemas vivos. Varios de los elementos que tienen poca capacidad de interactuar con organismos vivos pueden tener su capacidad aumentada, ya que pueden penetrar en la piel fácilmente o entrar en el torrente sanguíneo a través de los pulmones. Una vez dentro del cuerpo pueden causar reacciones químicas imprevisibles.
Por ejemplo, el amianto fue desarrollado para ser inofensivo y químicamente inerte.
Sin embargo se descubrió que cuando se rompe, produce pequeñas fibras en el aire que pueden ser inhaladas, pudiendo causar cáncer cuando se alojan en los pulmones. Este efecto nocivo se produce debido a su tamaño y a la forma en que interactúa con las células pulmonares.
Futuro de la nanotecnología
A pesar de que todavía hay dudas sobre sus efectos es muy probable que la nanotecnología continúe aplicándose por muchos años, debido a los avances que puede aportar a varios sectores de la sociedad.
En el sector de construcción, la nanoingeniería de acero, hormigón, asfalto y otros materiales pueden ofrecer soluciones más resistentes y duraderas en transporte e infraestructura, reduciendo los gastos en carreteras.
Los nuevos sistemas pueden incluso ofrecer a esas estructuras la capacidad de generar o transmitir energía.
Además, los sensores y dispositivos en nanoescala pueden proporcionar un monitoreo continuo de carreteras, calles, carreteras, túneles, etc., ayudando a reducir el precio y aumentar la productividad.
En medicina se han desarrollado medicamentos basados en la nanotecnología. Las nanopartículas se utilizan en el desarrollo de tratamientos para el cáncer con el objetivo de aumentar su eficiencia en los tumores y disminuir los síntomas en otras partes del cuerpo.
