lunes, 4 de diciembre de 2006

Nanotecnología

La Nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares.

Mientras la nanotecnología (nanotechnology) está en una etapa que podríamos calificar de pre- competitiva con aplicaciones en la práctica limitadas, las nanopartículas en cambio, se están utilizando en un buen número de industrias para usos electrónicos, magnéticos y optoelectrónicos, biomédicos, farmacéuticos, cosméticos, energéticos, catalíticos y en la ciencia de los materiales.

Ejemplos de aplicaciones de la Nanotecnología ya en el mercado:
-Nuevos sensores para aplicaciones en la medicina, en el control medioambiental y en la fabricación de productos químicos y farmaceuticos .-Mejores técnicas fotovoltaicas para fuentes de energía renovable Materiales más ligeros y más fuertes para la defensa, las industrias aeronaútica y automóvil y aplicaciones médicas.-Envolturas "inteligentes" para el mercado de alimentos, que dan a los productos una aparencia de alimento fresco y de calidad. -Tecnologías visuales que permiten pantallas mejores, más ligeras, finas y flexibles Las llamadas técnicas de diagnóstica "Lab-on-a-chip" (literalmente "Laboratorio-en-un-micro(nano)chip".

Nanotecnología y su impacto para la Construcción
Cuando se habla de la Nanotecnología solemos pensar en nano-chips o en aparatos ultra-pequeños que están siendo desarrollados por científicos para la medicina, la lucha contra el cáncer, la bioquímica, la física, etc.
La aplicación de la nanotecnología en las carreteras y la construcción también hará posible identificar y reparar de forma automática, sin intervención humana, brechas y agujeros en el asfalto o en el hormigón, y fabricar señales de tráfico que se limpian a si mismas. Se utiliza la nanotecnología para fabricar acero y hormigón más fuertes. También para la seguridad vial. Por ejemplo en algunos sitios de los Estados Unidos se han colocado nano sensores para vigilar el estado de sus puentes y detectar cualquier anomalía o riesgo.

Los científicos, académicos y colectivos que defienden el concepto de nanotecnología responsable persiguen una visión del mundo en la que la fabricación molecular se utiliza para propósitos productivos y beneficiosos, y en la que el mal uso de su potencial es limitado por una gestión eficaz de la tecnología.

Importancia tiene la Nanotecnología en el ámbito Industrial
-Tiene una importancia creciente. Por ejemplo, en el campo de la industria electrónica los componentes básicos de un chip (un microprocesador o una memoria semiconductora) tienen dimensiones nanométricas.
-En general, las estructuras de tamaño nanométrico presentan diversas propiedades mejores que las equivalentes de tamaño micrométrico: mayor velocidad de respuesta y menor consumo en el caso de dispositivos electrónicos (transistores) o más sensibilidad en sistemas sensores. También en otros entornos, la nanotecnología empieza a tener un cierto impacto: cosmética (cremas solares con nanopartículas para conseguir una mayor absorción) o en la construcción: nuevos materiales que incorporan por ejemplo nanotubos de carbono para aumentar la dureza.
-Los avances en el campo de la micro y nanoingeniería se intentan aplicar rápidamente para fabricar sistemas miniaturizados que presenten ventajas bien en su funcionalidad, coste o consumo. Se trata de una disciplina muy próxima al mundo industrial. A diferencia de otros congresos, en el celebrado la semana pasada en Barcelona, prácticamente el 35 % de los participantes pertenecen al mundo industrial.

Hasta el momento la mayor parte de las aplicaciones de la nanotecnología sehan desarrollado en los campos de electrónica, automatización, o farmacia ymedicina. Sus aplicaciones en el campo de Tecnología Agroalimentaria se prevé que producirá una revolución en dicho campo. El desarrollo de nuevos ingredientes como nano-partículas, nano-emulsiones, nano-compuestos, ymateriales con nano-estructuras tendrán un gran impacto en el desarrollo denuevos productos y sus envases. Los procesos de producción también se verán afectados por nuevos métodos derivados de la nano-biotecnología y de laingeniería basada en nano-reacciones entre otros. Y por último se podránutilizar nano-sensores y nano-dispositivos que mejoren la seguridad ytrazabilidad de los alimentos.

Aplicaciones de la Nanotecnologia
-Nano-compuestos en el área de envasado de alimentos. Porejemplo, un nuevo tipo de goma espuma para el envasado de platos preparados con mejores propiedades térmicas y biodegradable. Otro ejemplo son los nano-materiales, que se están desarrollando para poder envasar cerveza en botellas de plástico, algo imposible hasta ahora.
-que se conoce, siendo de 10 a 100 veces más fuerte que el acero por unidad de peso. Estos materiales serán vitales en el futuro para la industria aeronáutica y automovilística, y serán igualmente importantes en el diseño de maquinaria industrial o en el diseño de sensores en empresasagroalimentarias.
-Vehículos de transmisión. Nano-partículas y nano-esferas permiten una mejor encapsulación y una emisión más eficiente que la de laencapsulación tradicional. Su efectividad es tal que incluso se podríanutilizar para tratamiento de alergias alimentarias.
-Nano-herramientas para bioseguridad. Pueden permitir el desarrollo de biosensores que permitan detectar agentes biológicos como Ántrax o tuberculosis en la cadena alimentaria de una forma fiable y eficaz.
-Caracterización y manipulación de biomoleculas. Desarrollo de métodos que permitan la caracterización de materiales y polímeros moleculares en nano escalas.

Las nanoestructuras de carbono han tenido una gran importancia en casi todas las áreas científicas desde su descubrimiento, desde los fullerenos, que son átomos de carbono utilizados para aplicaciones en Microelectrónica; hasta los nanotubos de carbono, estructuras descubiertas en 1991 que poseen un gran potencial de aplicación para muchos campos de la tecnología por su resistencia, interesantes propiedades eléctricas, estructurales y termales. Estas nuevas formas alotrópicas del carbono presentan unas excepcionales propiedades eléctricas, mecánicas y químicas que han permitido su aplicación como materiales semiconductores, componentes de sensores, chips y dispositivos ópticos. Este proyecto trata de consolidar una línea de investigación en el ámbito de la Química Analítica que tiene escasos antecedentes bibliográficos.

Perspectivas sobre la Nanotecnologia
-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.
-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.

Las nanopartículas, nanoemulsiones, nanocompuestos, etc tendrán un gran impacto en el desarrollo de nuevos productos y sus envases. Las nanociencias nos permitirán conocer de forma más exacta la composición molecular de los alimentos así como su estructura. Nos permitirán conocer por qué los componentes de los alimentos se comportan de la manera que lo hacen y cómo optimizar su uso.

La mayoría de las principales empresas de alimentación ya están investigando y ensayando los potenciales beneficios de las nanociencias en alimentos, como es el caso de empresas como Kraft Foods, Unilever o Nestlé. Se estima que más de 200 compañías a nivel mundial están investigando en el área de la nanotecnología, siendo el líder en este campo EEUU, seguido de Japón y China. Actualmente existe muy poca información de las propiedades de las nanopartículas y de su toxicidad, por lo que deben tratarse como materiales nuevos y por lo tanto deben ser testados para comprobar su inocuidad o toxicidad. Esto hace necesario el desarrollo de nuevos controles y la definición de una legislación que establezca los tipos y niveles de uso permitidos de este tipo de materiales.

En conclusión, la nanotecnología es una tecnología todavía emergente, y por lo tanto acompañada de un vacío legal que frena actualmente su desarrollo, aunque es una tecnología en la que ya se está investigando y que presenta un gran potencial para la industria alimentaria. Sólo hace falta esperar para poder ver la nanotecnología en el mercado.

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