3.3.2.NANOTECNOLOGÍA..

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1 3.3.2.NANOTECNOLOGÍA.

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3 En las últimas dos décadas del siglo pasado, se acentuó la declinación del modelo de la sociedad industrial con el capital y las máquinas como principales factores de producción (en donde, se podía comprar tecnología llave en mano y tener éxito empresarial), y está surgiendo la sociedad del conocimiento, caracterizada por la aplicación intensiva del saber en todos los órdenes de la vida.

4 Característica de la Sociedad del Conocimiento es de que “la constante es el cambio”.
El conocimiento en este siglo XXI se manifiesta por el volumen, velocidad y ubicuidad en la generación de información científica y su aplicación inmediata para el cambio tecnológico, esto abre nuevos retos, oportunidades y genera posibilidades reales de usar los conocimientos científicos y tecnológicos para acortar la brecha entre los países desarrollados y los que están en vías de desarrollo.

5 Al irnos introduciendo en el. mundo de la sociedad del
Al irnos introduciendo en el mundo de la sociedad del conocimiento, nos estamos dando cuenta que éste es “un mundo en donde el grande no se come al chico, sino que el rápido se come al lento”

6 En la primera década del siglo 21, se va unificar la ciencia basado en la unidad de la naturaleza (materiales) y la integración de la tecnología en el nivel de la nanoescala.

7 TECNOLOGÍAS CONVERGENTES
La convergencia tecnológica se refiere a la combinación sinérgica de Nanotecnología, Biotecnología, Tecnologías de la información y Ciencia del Conocimiento, en los campos de la ciencia y de la tecnología: i) nanociencia y nanotecnología; ii) biotecnología y biomedicina, incluyendo ingeniería genética; iii) tecnología de la información, incluyendo computación avanzada y comunicaciones; iv) ciencia del conocimiento, incluyendo neurociencia cognoscitiva. TECNOLOGÍAS CONVERGENTES

8 NANO = 10-9 Mili = 10-3 Micra = 10-6 Angstrom = 10-10 Pico = 10-12
PREFIJOS DE MEDIDAS Mili = 10-3 Micra = 10-6 NANO = 10-9 1 Milímetro = m 1 milésima de metro 1 millón de nanómetros ORILLA DE UN DIME 1 Micrómetro = 10-6 m 1 millonésima de metro mil nanómetros LÍNEAS DE CIRCUITO DE CHIP 1 Nanómetro = 10-9 m 1 mil millonésima de metro 10 ÁTOMOS DE HIDRÓGENO Angstrom = 10-10 Pico = 10-12 Femto = 10-15 Atto = 10-18 1 Angstrom = m 1 billonésima de metro ÁTOMO DE HIDRÓGENO

9 NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA: ¿QUÉ SON?
La nanociencia se dedica al estudio de las propiedades de los objetos y fenómenos a escala nanométrica (un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro). La nanotecnología trata de la manipulación “controlada” y producción de objetos materiales, instrumentos, estructuras y sistemas a dicha escala. La nanociencia y la nanotecnología son ejemplo de (nano) tecnociencia.

10 Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro.
LA NANOTECNOLOGÍA… ¿QUÉ ES? Es un conjunto de técnicas que se utilizan para manipular la materia a la escala de átomos y moléculas. Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro.

11 El término de “nanotecnología”, es más empleada que el de “nanociencia”. El ámbito de la escala de trabajo que abarca, usualmente va desde 1 a 100 nanómetros. La nanotecnología opera a nivel atómico y molecular, pero en principio nada impide que el nivel de operación descienda hasta las partículas subatómicas, los “ladrillos del universo”.

12 LA NANOTECNOLOGÍA… ¿QUÉ ES?
Una NANOPARTÍCULA es a una pelota de fútbol como esa misma pelota es al planeta Tierra. Esa es la escala en la que trabaja la nanotecnología. En el mundo nano, NO RIGE la ley de la GRAVEDAD, sino las LEYES CUÁNTICAS. Si un electrón se lanza contra un muro, en lugar de chocar, lo traspasa. A escala tan pequeña, la materia se comporta de modo diferente: La cerámica se hace TRANSPARENTE como el vidrio. El vidrio es tan RESISTENTE como el pegamento. Los metales se convierten en COLORANTES y poseen propiedades magnéticas que se pueden activar o desactivar a voluntad.

13 NANOTECNOLOGÍA “La Nanotecnología es particularmente importante
para los países en desarrollo, debido a que involucra poca labor, tierras o mantenimiento; es altamente productiva y barata; y sólo requiere modestas cantidades de materiales y energía” .

14 Richard Feynman, teórico cuántico y Premio Nobel, en 1959 fue el primero en hablar de nanotecnología, en su libro “Plenty of Room at the Bottom”, en donde examino el infante campo de la ciencia de los materiales. Eric Drexler, en 1981, publicó el primer trabajo científico sobre nanotecnología molecular, en 1986 publicó “Ingenios de la creación” y en 1991 recibió el único doctorado del MIT en el campo de la nanotecnología.

15 A la escala nanométrica, no aplican las reglas ordinarias de la Física y la Química. Las características de los materiales tales como el color, fuerza, conductividad y reactividad, pueden diferir sustancialmente entre la nanoescala y lo macro. Nanotubos de carbono son 100 veces más fuertes que el acero pero seis veces más ligeros.

16 La Nanotecnología es aclamada por tener el potencial de incrementar la eficiencia del consumo de energía, ayudar a limpiar el ambiente, y solucionar los principales problemas de salud. Se ha dicho que es capaz de incrementar masivamente la producción manufacturera a costos significativamente más reducidos. Los productos de la nanotecnología pueden ser más pequeños, baratos, ligeros y más funcionales y requieren menos energía y menos materias´primas para fabricarlos.

17 La NANOTECNOLOGÍA constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. FÍSICA: En la construcción de los microscopios usados para investigar tales fenómenos y por su conocimiento de las leyes de la mecánica cuántica. Física Biología Química Nanociencia Informática QUÍMICA: Conocimiento de la estructura del material deseado y las configuraciones de ciertos átomos

18 1) Herramientas (para ver, manipular e ingeniar en el nivel atómico).
APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA 1) Herramientas (para ver, manipular e ingeniar en el nivel atómico). 2) Materiales (por las diferentes propiedades que manifiestan). 3) Dispositivos (para el funcionamiento corporal y laser avanzados). 4) Técnicas para construir estructuras a nanoescala (autoensamblamiento, nanolitografía).

19 5). Tecnología electrónica y de. información (incremento del poder de
5) Tecnología electrónica y de información (incremento del poder de la computación en pequeño espacio a bajo costo). 6) Ciencias de la vida (habilidad para trabajar en la escala de los sistemas biológicos). 7) Energía, procesos, medio ambiente (catálisis, fuentes energéticas limpias).

20 APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA
Pinturas protectoras contra la corrosión Raquetas de tenis más fuertes y ligeras Tejidos resistentes a las manchas Pelotas de tenis de largo duración Protectores solares y cosméticos

21 PRODUCTOS NANOTECNOLÓGICOS
Tinta. Protectores solares y cosméticos. Compases del estado sólido. Agente de unión dental. Parachoques en los automóviles. Cintas de la grabación magnéticas. Unidades de disco duro de la computadora. Convertidores catalíticos automovilísticos. Herramientas que cortan metal. Pelotas de tenis de largo duración. Raquetas de tenis más fuertes y ligeras. Vendajes para quemaduras y heridas. Vestidos y colchones resistentes a las manchas. Cubiertas protectoras que reducen la luz intensa en lentes y autos. Pinturas protectoras contra la corrosión, arañazos y radiación.

22 Nanotecnología y alimentación
NANOPARTÍCULAS comestibles para: Crear bebidas inteligentes (con sabores y colores específicos). Hacer fármacos más efectivos. “Mejorar" ciertos alimentos (microencapsulando antioxidantes para aumentar la absorción de alimentos específicos).

23 Nanotecnología en la industria
Asientos de cuero con olor a Caribe: En la industria del cuero: Se están “empaquetando” aromas en nanopelículas de poliurea que forman microesferas (5 micrómetros de diámetro). Al pulverizar sobre cuero o textiles las nanoesferas quedan incorporadas entre las fibras. Al sentarse en ellos o al ser tocados, la nanopartícula estalla como un globo y libera el aroma.

24 Nanotecnología en la medicina
En la Medicina la Nanotecnología permite fabricar vehículos que funcionan como nanomáquinas, sobre las que se puede modular detalles estructurales a un nivel extremadamente pequeño y con elevada precisión. El problema está en insertar en los nanotubos de carbono solo las células cancerígenas a tratar para evitar afectar los tejidos sanos durante el tratamiento. Nuevos tipos de textiles capaces de favorecer la regeneración de tejidos humanos en heridas e implantes

25 Actividad Nanotecnológica
SITUACIÓN DE LA NANOTECNOLOGÍA EN PAÍSES EN VÍAS DE DESARROLLO Estado País Actividad Nanotecnológica Ejemplo Al frente de la carrera China Corea del Sur India Estrategia e iniciativa Nacional de Nanotecnología. Programa de fondos de gobierno para Nanotecnología Nacional. Patentes de nanotecnologías. Productos en el mercado o en desarrollo. Presencia de instituciones de investigación en nanotecnología. China: Centro Nacional para Nanociencia y Nanotecnología. Ensayos clínicos de andamios de hueso nanotecnológicos. Corea del Sur: Programa de Desarrollo de la Nanotecnología. Primer prototipo de despliegue de emisión de campo de nanotubos de carbono. India: Iniciativa de C&T en nanomateriales (NSTI). Comercialización de nanopartículas liberadoras de medicamentos. A media vía Tailandia Filipinas Sudafrica Brasil Chile Fondos de gobierno para el desarrollo de la nanotecnología. Algunas formas de soporte del gobierno (fondos de investigación). Limitada participación de la industria. Presencia de algunas instituciones de investigación. Tailandia: Centro de Nanociencia y Nanotecnología. Universidad de Mahidol. Filipinas: Proyecto optoelectónico. Universidad de Filipinas/INTEL. Sudafrica. Iniciativa de Nanotecnología (SANi). Brasil: Inst. de Nanociencia. Univ. Minas Gerais. Chile: Grupo de Nanotecnología. Universidad Pontificia Católica de Chile. En el inicio Argentina México Organización nanotecnología específica. Fondos no establecidos. Industrias no establecidas. Argentina: Grupo de Investigación de Nanociencia, Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro.

26 HERRAMIENTAS PARA VER Y MANIPULAR LOS INGENIOS NANOTECNOLÓGICOS.
Ilustración esquemática de un Microscópio de Barrido de Tunel (STM) Microscópio de Barrido de Tunel (STM) es una técnica microscópica que permite la investigación de superficies conductoras de electricidad abajo de la escala atómica. Microscópio de Fuerza Atomica (AFM), es particularmente útil para ver muestras biológicas. Microscopios Sondas de Barrido son una familia de instrumentos usados para medir propiedades de superficies. Los STM y los AFM son llamados colectivamente como Microscopios Sondas de Barrido pueden mover átomos, y son dispositivos no mayores que un mouse que se enchufa a un puerto USB de una computadora.

27 LA INSTRUMENTACIÓN MINIATURIZADA Y ECONÓMICA, IMPULSA EL CAMPO
Están ahora disponibles: Los STM y AFM portatiles con alta capacidad de definición y de “barrido fácil” y Relativamente muy económicos (≈ $ dólares)

28 ¿Cómo se trabaja? Con el microscopio de fuerza atómica los investigadores consiguieron por primera vez visualizar átomos y moléculas y manipularlas a la vez, es decir, variar su orden y formación en las superficies. De forma similar a como funciona la aguja de un tocadiscos, el microscopio palpa las superficies de los átomos. De modo que es posible modificar selectivamente las estructuras superficiales.

29 Las nanoesferas Son microesferas de plástico.
Diámetro= cinco micrómetros. Sólo visibles con microscopio. Envolturas finísimas, pero más sólidas que una película de agua jabonosa, transparentes y muy elásticas. La película que rodea la cápsula tiene sólo unos nanómetros de grosor y está formada por un plástico llamado poliurea.

30 ¿Cómo se hace? Para introducir la esencia en el interior de la nanoesfera se procede como sigue: 1.- Se mezcla la esencia con isocianato, posterioremente se incorpora el emulgente y se agita la disolución hasta formar gotitas del tamaño deseado. 2.-Se añade la poliamina y en esta operación comienza la encapsulación propiamente dicha, que consiste en una polimerización interfacial para formar la nanopelícula de poliuretano en cuyo interior queda encerrado el aroma. El grosor de las partículas así como su tamaño o permeabilidad depende entre otras cosas de la rapidez con la que se mezclan los componentes.

31 El futuro 1) Almacenamiento de energía, producción y conversión.
LOS 10 PRINCIPALES USOS DE LA NANOTECNOLOGÍA 1) Almacenamiento de energía, producción y conversión. 2) Mejora productividad agrícola. 3) Depuración de aguas. 4) Diagnóstico precoz de enfermedades. 5) Fabricación de medicamentos. 6)Tratamiento y conservación de alimentos. 7) Depuración del aire contaminado. 8) Construcción. 9) Control de la salud. 10)Detección y control de plagas.

32 Los avances en el campo de la nanotecnología harán que las computadoras dejen de utilizar el silicio como sistema para integrar los transistores que la componen y empiecen a manejarse con lo que se llama mecánica cuántica, lo que hará que utilicen transistores a escala atómica.

33 Nanotecnología: algunas ventajas
Aumenta la eficiencia del consumo de energía Ayuda a limpiar el ambiente. Puede solucionar los principales problemas de salud. Puede incrementar masivamente la producción manufacturera a costos significativamente más reducidos. Los productos de la nanotecnología pueden ser más pequeños, baratos, ligeros y más funcionales y requieren menos energía y menos materias primas para fabricarlos.

34 Nanotecnología: algunos riesgos
La mayor preocupación se centra en la posible ingestión de nanopartículas libres: Peces que fueron expuestos a una disolución de fulerenos (nanoesferas de carbono) en agua, en porcentaje similar a lo que sería contaminación industrial corriente en ríos, sufrieron daño cerebral en 48 horas. En el mismo período, murieron todas las pulgas de agua en el estanque de prueba. (Informe presentado por la tóxicologa Eva Oberdörster a la Asociación Americana de Química en abril del 2004).

35 "Como las nanopartículas son tan pequeñas, el sistema inmunológico no las detecta - razón por la cual se está extendiendo rápidamente su uso para administración de medicamentos. Pero por eso mismo pueden incorporarse sin ser advertidas en el torrente sanguíneo, atravesar la barrera sanguínea que protege al cerebro y depositarse en otros órganos, con efectos potencialmente dañinos." "Desde 1997 las universidades de Oxford y Montreal mostraron que el dióxido de titanio y el óxido de zinc en nanopartículas, presentes en cosméticos y bloqueadores solares, generan radicales libres y pueden ocasionar daños al ADN, provocando desde una simple inflamación de tejidos hasta tumores." (Silvia Ribeiro, investigadora del Grupo ETC en México).

36 Impactos económicos sobre los países del Sur debido a la sustitución de materias primas (caucho y algodón): Ya se está utilizando nanotecnología para sustituir materiales como el caucho de los neumáticos, y en poco años, la demanda de caucho natural caerá fuertemente. Países que dependen de esta materia prima sufrirá un impacto económico por la pérdida de sus mercados en pocos años. Actualmente, más de 100 millones de familias dependen directamente de la producción de algodón y para 22 países de Africa es una exportación clave de sus economías. Nobel Alternativo Pat Mooney ( )

37 ¿Nano-ficción? Ascensor espacial
Básicamente es una estación espacial en una órbita geosincrónica con la Tierra, y de la que parte un cable de más de km de largo que llega hasta el suelo, y que puede tener forma de riel… Una vez el cable en su lugar, pueden subir y bajar por él naves y cargas a un coste mucho menor que el que supone lanzarlos por medio de un cohete (prácticamente, el coste de la electricidad necesaria para impulsar el ascensor). El concepto fue formulado … por el ingeniero ruso Yuri Artsutanov en 1960, un artículo de Pravda …. aunque reconocía que la resistencia a la tracción necesaria para construir el cable no podía obtenerse con ningún material conocido en ese momento.

38 Actualmente ciertos materiales comienzan a parecer viables como materia prima: ….teóricamente los nanotubos de carbono pueden soportar la tensión presente en un ascensor espacial. Tal idea ha causado que un antiguo ingeniero de la NASA, llamado Bradley C. Edwards elabore un proyecto preliminar que también están estudiando científicos de la NASA. Edwards afirma que ya existe la tecnología necesaria, que se necesitarían 20 años para construirlo y que su costo sería 10 veces menor que el de la Estación espacial internacional. …Edwards propone que el ascensor espacial se construya de manera análoga a como se construían los puentes en tiempos pasados:…………….

39 PROPUESTAS Es de urgencia para el país apostarle a una Política de Nación de Ciencia y de Tecnología, que identifique Los nichos de conocimiento a ocupar, y promueva la adquisición de infraestructura necesaria y la formación de recursos humanos con capacidad de investigar, desarrollar y aprovechar tecnologías que ayuden a mejorar la calidad de vida de los salvadoreños.

40 Las universidades deben iniciar la formación de recursos humanos en tecnologías emergentes.
Para esto tienen que: romper con los moldes tradicionales de pensamiento; analizar el potencial que representa para nuestro país el acceso al conocimiento de las tecnologías emergentes; pensar en el futuro de la vida de nuestros hijos, nietos y de las generaciones siguientes; e insertar la acción como parte de procesos de mediano y largo plazo (que se construyen desde ya, en el día a día).

41 Hay que identificar y generar mecanismos
que permitan difundir información a los padres de familia, sobre avances y desarrollo de la ciencia y la tecnología, de utilidad en la educación inicial de sus hijos; proporcionarles guías para que ayuden a sus hijos a introducirlos en los conceptos de matemática, ciencias, ingenierías y de nanoescala, y que les permita hablarles de las implicaciones sociales y éticas que los nuevos conocimientos de la ciencia y las transformaciones tecnológicas tendrán sobre el bienestar futuro de la población en general.

42 En el marco de la Consulta Nacional para la Elaboración del Plan de Educación 2021, debería quedar como objetivo explícito, principalmente en la educación parvularia y en la básica, “estimular al máximo el potencial de la capacidad imaginativa y por ende la creatividad de cada niño, mediante un entorno educativo que le facilite el acceso al aprendizaje de acuerdo a su preferencia”, en la búsqueda de la conformación de una cultura de la invención humana, proclive al diseño de inventivas innovadoras, para resolver los problemas relativos al ámbito en que cada individuo se desempeñe.

43 CONCLUSIÓN “Más que la riqueza contenida en los recursos naturales con que se cuente, son más valiosas las mentes, para generar y darle utilidad al conocimiento, y los países que no se interesen en darle a sus recursos humanos una adecuada formación en ciencias naturales, matemática e ingenierias, manteniendo su creatividad base del diseño y fuente de innovación, no podrán sustentar su desarrollo y condenaran a ésta y a las proximas generaciones de sus ciudadanos a vivir en la ignorancia y la pobreza”

44 Algunas webs de interés

45 GRACIAS POR TU ATENCIÓN Y PARTICIPACIÓN