Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

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. Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

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. Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

Richard P. Feynman (precursor de la nanoteclogía): “¿Qué pasaría si nosotros pudiéramos arreglar los átomos uno por uno de la manera en que nosotros los queremos?” Richard Feynman Foto de Archivo del Instituto de Tecnología de California. (1960) Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

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 Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA Pinturas protectoras contra la corrosión Raquetas de tenis más fuertes y ligeras Protectores solares y cosméticos Pelotas de tenis de largo duración Tejidos resistentes a las manchas Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

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). Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

Nanotecnología en la industria 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. Asientos de cuero con olor a Caribe: Al sentarse en ellos o al ser tocados, la nanopartícula estalla como un globo y libera el aroma. Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

Nanotecnología y energía Previsiones de la evolución del gasto de energía Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

Herramientas para ver y manipular los ingenios nanotecnológicos AFM Microscopio de fuerza atómica 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. Ilustración esquemática de un Microscopio de Barrido de Túnel (STM) Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

¿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. Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

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. Semana de la Ciencia Noviembre de 2008

Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 ¿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.

Nanotecnología en la medicina Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 Nanotecnología en la medicina 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. 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. Nuevos tipos de textiles capaces de favorecer la regeneración de tejidos humanos en heridas e implantes

El futuro 1) Almacenamiento de energía, producción y conversión. Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 El futuro 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.

Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 El futuro 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.

Nanotecnología: algunas ventajas Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 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.

Nanotecnología: algunos riesgos Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 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).

Nanotecnología: algunos riesgos Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 Nanotecnología: algunos riesgos "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).

Nanotecnología: algunos riesgos Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 Nanotecnología: algunos riesgos Impactos económicos sobre los países del Sur debido a la sustitución de materias primas (caucho y algodón): Ya se está utilizando nanotecnología para sustitutir 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 (www.etcgroup.org/ )

¿Nano-ficción? Ascensor espacial Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 ¿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 36.000 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. http://nanoudla.blogspot.com/2007_09_01_archive.html

Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 ¿Nano-ficción? 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:…………….

Algunas webs de interés Semana de la Ciencia Noviembre de 2008 Algunas webs de interés http://aportes.educ.ar/fisica/nucleo-teorico/estado-del-arte/nuevas-herramientas/mirando_atomos.php www.investigacionbayer.com http://mrsec.wisc.edu/Edetc/cineplex/videos/index.html http://mrsec.wisc.edu/Edetc/cineplex/nanoquest/index.html http://www.quimicauniversal.com/ http://www.cueronet.com/ www.etcgroup.org/ http://www.universidades-rusia.com http://bitacorasiete1000.blogspot.com/2007/12/el-micro-mundo-de-la-nanotec.html