De regreso a un mundo unificado Nanotecnología De regreso a un mundo unificado CIITI 2008 Buenos Aires Ing. Marcelo Semeria

a la experiencia humana RELATIVIDAD GENERAL Que es Nanotecnología? 1012 109 106 Trata sobre estructura de la materia con dimensiones del orden de la milmillonésima parte del metro. 103 1 10-3 METRO Unidad cercana a la experiencia humana 10-6 10-9 10-12 MECANICA CUANTICA

Objetivo final de la ciencia Proporcionar una única teoría que describa correctamente TODO el universo Se cuenta con cierto numero de teorías parciales que predicen cierta clase restringidas de observaciones. PROBLEMA Si todo en el Universo depende fuertemente de todo el resto, nunca llegaremos a una solución estudiando partes aisladas

Naturaleza Interdisciplinaria Campo muy extenso, ampliamente interdisciplinario y de rápido cambio Ciencia de materiales Óptica Física Ciencias Médico - Biológicas

Por que interesa ? Al cambiar el tamaño de las partículas cambian sus propiedades respecto de los sistemas voluminosos Tamaño menor que la longitud critica que caracterizan a muchos fenómenos

Que nos interesa ? Productos que afecten en forma directa la vida del hombre Procedimientos que tengan influencia en mejora de los productos Aplicaciones que permitan procedimientos novedosos

Como se logra una nano particula? 1 De abajo hacia arriba Colectar y consolidar De Átomos individuales A Nanoestructuras Ej. biológico: Enzimas ensamblan monoacidos para lograr tejidos vivo

Como se logra una nano partícula? 2 De arriba hacia abajo Reducción gradual de dimensiones Ej.: Técnica de litografía

Reducción de dimensiones Pozo cuántico: Si se reduce solo una dimensión de las tres Alambre cuántico : Si se reducen dos dimensiones de las tres Punto cuántico : Si se reducen las tres dimensiones

Atomos de superficie y de volumen Al disminuir la dimensión aumenta la proporción de átomos de superficie

Ejemplo de Nanoparticulas Molécula hemo ( incorporada a la hemoglobina de la sangre humana ) contiene 75 átomos Nanotubos de carbono. Metálicos o semiconductores según el diámetro Partículas generadas por Trafico Volcanes Polen de plantas

Antecedentes Históricos Siglo IV AC Vidrieros Romanos trabajaban con cristales que contenían metales nanométricos Copa de Licurgo Contiene nanopartículas de oro y plata Fotografía Nanopartículas de plata sensibles a la luz Actualmente el 0.1% de los productos manufacturados incorporan Nanotecnología

Hitos There is plenty of room at the bottom Feynman - Conferencia 1959 1970 IBM + Bell logran el primer pozo cuántico. 1996 Estudio de tendencias sobre investigación y desarrollo en nanociencias

Diferencia Fundamental Ciencias tradicionales Tratan con átomos y moléculas en su conjunto NanoCiencias Tratan átomos y moléculas en forma discriminada

Las primeras aplicaciones se esperan en Higiene y Comunicaciones Materiales Mas resistentes y con características particulares Electrónica Miniaturización de componentes Medicina Herramientas directa de control de enfermedades Energía Mas económica y menos contaminante Las primeras aplicaciones se esperan en Higiene y Comunicaciones

Materiales Biologicos Muchos materiales biologicos pueden clasificarse como Nanoestructuras. Bacterias: 1 a 100 μm Virus: 10 a 200 nm Proteinas: 4 a 50 nm

Autoensamblaje Cosas grandes a partir de cosas pequeñas Los aminoácidos se adicionan en un lugar definido por el ARN en secuencia prescripta formando una cadena polipeptídica que eventualmente se convierte en proteína. Existe un equivalente a este autoensamblaje en las nanociencias

Nanotecnología en Medicina Permite “apuntar” a las células dañadas en forma mas precisa que los métodos quirúrgicos actuales. Permite examinar con gran detalle Potencialidad de organismos artificiales a nivel celular.

Biosensores y dispositivos Bioelectrónicos Posibilidad de comunicar la actividad biológica de las moléculas al mundo exterior Uso de nanotubos

Aplicación Provisión de oxigeno ante escaso flujo sanguíneo. Esfera de 100nm con oxigeno a presión “Camuflaje” para evitar respuesta del sistema inmune Varias horas de provisión de oxigeno Recuperación celular ante el daño producido

Aplicaciones Tecnologicas Cadena de Valor I + D Aplicaciones Tecnologicas Industria Mercado Cientificos Ingenieros Empresarios Consumidores Universidad Empresas Sociedad Gobierno

Que esperar Cruce Actualmente : Investigacion y primeras aplicaciones 5 Anos: Aplicaciones industrializadas 10 Anos: Consolidacion como industria Cruce

Inversion Privada

Publicaciones por pais (%)

Que estamos haciendo en la UAI Formación de grupo interdisciplinario de base. Crear masa critica de conocimiento del tema. Asesorar en los pasos iniciales a investigares interesados. Dar un enfoque integrador a proyectos en ejecución.

Gracias por su atención marcelo.semeria@vaneduc.edu.ar