Nanotecnología

 

¿Qué es la nanotecnología?

La nanotecnología también se conoce como fabricación molecular. Cuando escuchamos la palabra molécula, pensamos en algo tan pequeño que el ojo humano no puede verlo. La nanotecnología o fabricación molecular es una rama de la ingeniería que se orienta al diseño y fabricación de dispositivos y circuitos electrónicos extremadamente pequeños (dimensiones moleculares) dentro de dimensiones de 0,1 a 100 nm (nanómetros). Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro. Eso es muy pequeño. Para poner esto en perspectiva, el grosor medio de una hoja de papel es de unos 100.000 nm.

¿Cómo funciona la nanotecnología?

La nanotecnología utiliza diversos métodos y herramientas que les permiten a los científicos manipular materiales a nivel nanométrico. Es un proceso altamente preciso que requiere un control meticuloso y técnicas avanzadas como la litografía por haz de electrones y el autoensamblaje molecular.

Características de la nanotecnología

Interdisciplinar: Una de las principales características de la nanotecnología es que representa un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales. También juega un papel muy importante la química para de cierta forma experimentar con las configuraciones de los átomos.

Nuevos comportamientos: La nanotecnología tiene la particularidad de que espera controlar átomos y moléculas. Con el propósito de otorgarle a los materiales nuevos comportamientos desde un punto de vista óptico, electrónico y magnético.

Hace obsoleta la tecnología actual: Se basa fundamentalmente en la novedad y capacidad de invención, debido a que en muchos casos la tecnología actual no podrá satisfacer las necesidades de la nanotecnología.

La mecánica cuántica rige la escala nanométrica: Esto podría significar que en el futuro se incluya esta área de forma indispensable para la creación de nuevos dispositivos.

Necesita potentes hardware y software: Esto se debe a que la representación computacional de los procesos a escala nanométrica es crucial para el desarrollo de la nanotecnología.

Tipos de nanotecnología

Nanotecnología descendente (top-down)

Este tipo de nanotecnología es el más frecuente. Se trata de miniaturizar las estructuras a escala nanométrica. En la nanotecnología top down se aplican técnicas de molienda como pulido, litografía o pirolisis. En la electrónica es donde se emplea con mayor facilidad. 

Nanotecnología ascendente (bottom up)

Es aquella que a partir de átomos, moléculas o diversas nanoestructuras puede crear un mecanismo mayor que el inicial. De esta manera, en la nanotecnología ascendente se emplea un proceso de montaje o autoensamblado. Con este tipo de nanotecnología la materia puede controlarse de manera extremadamente precisa, por eso, muchos la consideran como la «verdadera nanotecnología».

Nanotecnología seca

Esta nanotecnología se centra en la creación de materiales elaborados en carbón u otros semiconductores que no funcionan con humedad. Por ejemplo, silicio o materiales inorgánicos. Estos materiales no pueden funcionar en un entorno húmedo debido a que son extremadamente reactivos. Se suele emplear en el diseño de dispositivos mecánicos diminutos.

Nanotecnología húmeda

Se basa en organismos vivientes gobernados por las interacciones de estructuras de escalas nanométricas. Asimismo, la nanotecnología húmeda consiste en sistemas biológicos que existen en un entorno acuoso incluyendo material genético.

Nanotecnología computacional

Este tipo de nanotecnología establece que los átomos se pueden manipular si se emplean nanomanipuladores controlados por computadores. Además, pretende trabajar con el modelado y simulación de estructuras complejas (a escala nanométrica, evidentemente).

 Aplicaciones de nanotecnología

La nanotecnología ha cambiado nuestras vidas en más formas de las que podemos imaginar. La búsqueda de reducir el tamaño de los dispositivos tecnológicos es obvia. Las primeras computadoras ocuparon pisos enteros de edificios. Hoy tenemos computadoras de mano con mucha más capacidad y potencia. Hay ejemplos en todas partes a nuestro alrededor de mejoras tecnológicas y reducciones de tamaño.

Hoy en día, la nanotecnología se aplica a todas las áreas de nuestras vidas. Veamos algunas de estas áreas.

Medicina

Se están desarrollando partículas de tamaño nanométrico en el campo médico que podrían servir como mecanismos de administración de medicamentos al cuerpo humano. Estas partículas tienen una mayor precisión en la entrega a las células enfermas, lo que reduce el daño a las células sanas que ocurre en los mecanismos administrativos más amplios que son comunes en la actualidad para tratamientos como la quimioterapia.

Comida

Hoy en día, muchas semillas y alimentos que se cultivan se han modificado utilizando nanotecnología para mejorar el sabor, la seguridad y los beneficios para la salud de los alimentos.

Baterías

La nanotecnología se utiliza tanto para reducir el tamaño de la batería como para mejorar la vida útil. Como tal, una batería que ha estado en el estante durante varios años podría tener la misma capacidad que una nueva. 

Espacio

Lanzar material al espacio no es una tarea fácil. Las principales batallas en la ingeniería espacial son el peso, la durabilidad y la eficiencia. La nanotecnología se ha utilizado para revolucionar los materiales utilizados en la ingeniería espacial, para reducir su peso manteniendo o mejorando la durabilidad, reduciendo efectivamente el consumo de combustible. 

Agua limpia

El agua limpia se trata de eliminar gérmenes, sustancias químicas nocivas y partículas. Recuerde que la nanotecnología se ocupa de dimensiones microscópicas. Se sabe que los filtros de agua normales filtran el agua, pero no hasta el nivel celular. La nanotecnología se ha utilizado para crear filtros que podrían eliminar incluso las células virales del agua.

Ventajas y desventajas de la nanotecnología

Beneficios de la nanotecnología

- Uno de los grandes beneficios de la nanotecnología es que permite abaratar los costos de producción en diversas áreas.

- Es amigable con el medioambiente y puede mejorar la eficiencia en el uso de recursos naturales.

- Los ordenadores, teléfonos inteligentes, entre otros dispositivos tendrán un diseño mucho más novedoso.

- Puede ser una aliada para el crecimiento de la domótica.

- Amplía los límites a los cuales actualmente se enfrenta la electrónica.

Desventajas de la nanotecnología

- Es una tecnología que aún se encuentra en desarrollo. Su llegada más palpable se estima en unas cuantas décadas.

- No existen certezas del impacto o posibles consecuencias que puede tener el uso de nanotecnología.

- Al desaparecer el uso de algunos materiales tradicionales, podría traer como consecuencia que se eliminen empleos. Aumentaría la tasa de desempleo, principalmente en países desarrollados.

- Pueden ser un peligro para la seguridad porque podría dar pie a que se concrete una industria de nanoarmas.