Visita Wikilingue.com

Nanotecnologia

De Wikipedia, l'enciclopèdia lliure

Representació animada d'un nanotubo de carboni
La nanotecnologia és un camp de les ciències aplicades dedicat al control i manipulació de la matèria a una escala menor que un micròmetre, és a dir, a nivell de àtoms i molècules (nanomateriales). El més habitual és que tal manipulació es produeixi en un rang d'entre un i cent nanómetros. Es té una idea del petit que pot ser un nanobot sabent que un nanobot d'uns 50 nm té la grandària de 5 capes de molècules o àtoms -depèn de quins estigui fet el nanobot-.

Nano- és un prefix grec que indica una mesura, no un objecte, de manera que la nanotecnologia es caracteritza per ser un camp essencialment multidisciplinari, i cohesionat exclusivament per l'escala de la matèria amb la qual treballa.

Contingut

Definició

La nanotecnologia promet solucions avantguardistes i més eficients per als problemes ambientals, així com molts uns altres enfrontats per la humanitat. Les nanotecnologies prometen beneficis de tot tipus, des de noves aplicacions mèdiques o més eficients a solucions de problemes ambientals i molts uns altres; no obstant això, el concepte de nanotecnologia encara no aquesta socialment molt difós.

Història

El guanyador del premi Nobel de Física (1965), Richard Feynman va ser el primer a fer referència a les possibilitats de la nanociencia i la nanotecnologia en el cèlebre discurs que va donar en el Caltech (Institut Tecnològic de Califòrnia) el 29 de desembre de 1959 titulat En el fons hi ha espai de sobres (There's Plenty of Room at the Bottom).

Altres homes d'aquesta àrea van ser Rosalind Franklin, James Dewey Watson i Francis Crick els qui van proposar que el ADN era la molècula principal que jugava un paper clau en la regulació de tots els processos de l'organisme i d'aquí es va prendre la importància de les molècules com a determinants en els processos de la vida. Aquella podria usar-se per solucionar molts dels problemes de la humanitat, però també podria generar armes molt potents.

Però aquests coneixements van ser més enllà ja que amb això es va poder modificar l'estructura de les molècules com és el cas dels polímers o plàstics que avui dia trobem en les nostres llars. Però cal dir que a aquest tipus de molècules se'ls pot considerar “grans”.

Amb tots aquests avanços l'home va tenir una gran fascinació per seguir investigant més sobre aquestes molècules, ja no en l'àmbit de materials inerts, sinó en la recerca de molècules orgàniques en el nostre organisme.

Avui dia la medicina té més interès en la investigació al món microscòpic ja que en ell es troben possiblement les alteracions estructurals que provoquen la malaltia, i no cal dir de les branques de la medicina que han sortit mes beneficiades com és la microbiologia, immunologia, fisiologia; en fi, gairebé totes les branques de la medicina.

Amb tots aquests avanços han sorgit noves ciències, per exemple, l'Enginyeria Genètica que avui dia és discutida a causa de repercussions com la clonació o la millora d'espècies. Entre aquestes ciències també es troben unes altres no gaire conegudes com la nanotecnologia, la qual es defineix com aquella dedicada a la fabricació de la tecnologia en miniatura.

Inversió

Alguns països en vies de desenvolupament ja destinen importants recursos a la investigació en nanotecnologia. La nanomedicina és una de les àrees que més pot contribuir a l'avanç sostenible del Tercer Món, proporcionant nous mètodes de diagnòstic i cribaje de malalties, millors sistemes per a l'administració de fàrmacs i eines per al monitoratge d'alguns paràmetres biològics.

Actualment, al voltant de 40 laboratoris a tot el món canalitzen grans quantitats de diners per a la investigació en nanotecnologia. Unes 300 empreses tenen el terme “nano” en el seu nom, encara que encara hi ha molt pocs productes al mercat.

Alguns gegants del món informàtic com a IBM, Hewlett-Packard ('HP)'NEC i Intel estan invertint milions de dòlarés a l'any en el tema. Els governs de l'anomenat Primer Món també s'han pres el tema molt de debò, amb el clar lideratge del govern nord-americà, que para aquest any ha destinat 570 milions de dòlars al seu National Nanotechnology Initiative.

A Espanya, els científics parlen de “nanopresupuestos”. Però l'interès creix, ja que hi ha hagut alguns congressos sobre el tema: a Sevilla, en la Fundació Sant Telmo, sobre oportunitats d'inversió, i a Madrid, amb una reunió entre responsables de centres de nanotecnologia de França, Alemanya i Regne Unit a la Universitat Autònoma de Madrid.

Les empreses tradicionals podran beneficiar-se de la nanotecnologia per millorar la seva competitivitat en sectors habituals, com a tèxtil, alimentació, calçat, automoció, construcció i salut. El que es pretén és que les empreses pertanyents a sectors tradicionals incorporin i apliquin la nanotectologia en els seus processos amb la finalitat de contribuir a la sostenibilitat de l'ocupació. Actualment la xifra en ús quotidià és del 0,1 % Amb l'ajuda de programes d'accés a la nanotecnologia es preveu que en 2014 sigui del 15 % en l'ús i la producció manufacturera.

Assemblatge interdisciplinari

La característica fonamental de nanotecnologia és que constitueix un assemblatge interdisciplinari de diversos camps de les ciències naturals que estan altament especialitzats. Per tant, els físics juguen un important rol no només en la construcció del microscopi usat per investigar tals fenòmens sinó també sobre totes les lleis de la mecànica quàntica. Aconseguir la estructura del material desitjat i les configuracions de certs àtoms fan jugar a la química un paper important. En medicina, el desenvolupament específic dirigit a nanopartículas promet ajuda al tractament de certes malalties. Aquí, la ciència ha aconseguit un punt en el qual les fronteres que separen les diferents disciplines han començat a diluir-se, i és precisament per aquesta raó per la qual la nanotecnologia també es refereix a ser una tecnologia convergent.

Una possible llista de ciències involucrades seria la següent:

Nanotecnologia avançada

La nanotecnologia avançada, de vegades també cridada fabricació molecular, és un terme donat al concepte de enginyeria de nanosistemas (màquines a escala nanométrica) operant a escala molecular. Es basa que els productes manufacturats es realitzen a partir d'àtoms. Les propietats d'aquests productes depenen de com estiguin aquests àtoms disposats. Així per exemple, si resituem els àtoms del grafit (compost per carboni, principalment) de la mina del llapis podem fer diamants (carboni pur cristal·litzat). Si resituem els àtoms de la sorra (composta bàsicament per sílice) i agreguem alguns elements extres es fan els xips d'un ordinador.

A partir dels incomptables exemples oposats en la biologia se sap que milers de milions d'anys de retroalimentació evolucionada pot produir màquines biològiques sofisticades i estocásticamente optimitzades. Es té l'esperança que els desenvolupaments en nanotecnologia faran possible la seva construcció a través d'alguns significats més curts, potser usant principis biomiméticos. No obstant això, K. Eric Drexler i altres investigadors han proposat que la nanotecnologia avançada, encara que potser inicialment implementada a través de principis miméticos, finalment podria estar basada en els principis de la enginyeria mecànica.

Determinar un conjunt de camins a seguir per al desenvolupament de la nanotecnologia molecular és un objectiu per al projecte sobre el mapa de la tecnologia liderat per Institut Memorial Battelle (el cap de diversos laboratoris nacionals d'EUA) i del Foresigth Institute. Aquest mapa hauria d'estar completat a la fi de 2006.

Futures aplicacions

Segons un informe d'un grup d'investigadors de la Universitat de Torontó, a Canadà, les quinze aplicacions més prometedores de la nanotecnologia són:

Riscos potencials

Substàncies viscoses

Recentment, un nou estudi ha mostrat com aquest perill de la “substància viscosa grisa” és menys probable que ocorri de com originalment es pensava. K. Eric Drexler considera un escenari accidental amb substància viscosa grisa improbable i així ho declara en les últimes edicions d'Engines of Creation. L'escenari substància viscosa grisa clamava la Tree Sap Answer: Quines oportunitats existeixen que un cotxe pogués ser mutat a un cotxe salvatge, sortir fora de la carretera i viure en el bosc sol de saba d'arbre?. No obstant això, s'han identificat altres riscos majors a llarg termini per a la societat i l'entorn.

Una variant d'això és la “Substància viscosa verda”, un escenari en què la nanobiotecnología crea una màquina nanométrica que s'autoreplica que consumeix totes les partícules orgàniques, vives o mortes, creant un llot -com una massa orgànica morta. En ambdós casos, no obstant això, seria limitat pel mateix mecanisme que limita totes les formes vives (que generalment ja actuen d'aquesta manera): energia disponible.

Verí i toxicitat

A curt termini, els crítics de la nanotecnologia puntualitzen que hi ha una toxicitat potencial en les noves classes de nanosustancias que podrien afectar de forma adversa a l'estabilitat de les membranes cel·lulars o distorsionar el sistema immunològic quan són inhalades o ingerides. Una valoració objectiva de riscos pot treure benefici de la quantitat d'experiència acumulada amb els materials microscòpics ben coneguts com el sutge o les fibres de asbestos.

Hi ha una possibilitat que les nanopartículas en aigua potable poguessin ser nocives per als humans i altres animals. Les cèl·lulas de còlon exposades a partícules de diòxid de titani s'ha trobat que es descomponen a major velocitat de la normal. Les nanopartículas de diòxid de titani s'usen normalment en pantalles de sol, fent-les transparents, al contrari de les grans partícules de diòxid de titani, que fan a les pantalles de sol semblar blanques.

Armes

La militarització de la nanotecnologia és una aplicació potencial. Mentre els nanomateriales avançats òbviament tenen aplicacions per a la millora d'armes existents i el maquinari militar a través de noves propietats (tals com la relació força-pes o modificar la reflexió de la radiació, per mitjà de canvis tèrmics moleculars per a aplicacions sigiloses), i la electrònica molecular podria ser usada per construir sistemes informàtics molt útils per a míssilés, no hi ha cap manera òbvia que alguna de les formes que es tenen en l'actualitat o en un futur proper puguin ser militaritzades més enllà del que ho fan altres tecnologies com la enginyeria genètica. Mentre conceptualment podríem dissenyar que ataquessin sistemes biològics o els components d'un vehicle (és a dir, un nanomáquina que consumís la goma dels pneumàtics per deixar incapaç a un vehicle ràpidament), tals dissenys estan una mica lluny del concepte. En termes d'eficàcia, podrien ser comparats amb conceptes d'arma tals com els pertanyents a l'enginyeria genètica, com a virus o bacteris, que són similars en concepte i funció pràctica i generalment armes tàcticament poc atractives, encara que les aplicacions per al terrorisme són clares.

La nanotecnologia pot ser usada per crear dispositius no detectables – micròfons o càmeres de grandària d'una molècula, i són possibilitats que entren en el terreny del factible. L'impacte social de tals dispositius dependria de molts factors, incloent qui ha tingut accés a ell, com de bé funcionen i com són usats. I.O.A. ha aportat gran part d'aquests avanços igual que els xinesos i francesos. Com a dada la unió europea produeix 29.64% de nanotecologia mundial un altre 29 Estats Units i la resta pequenos països.

Memòria: En un laboratori d'IBM en Zurich, un dels quals van ajudar en la invenció d'aquell microscopi AFM de 1986, es treballa en la miniaturització a nivell nanómetro del registre de dades. El sistema d'emmagatzematge es basa en un conjunt de 1024 agulles d'AFM en una matriu quadrada que poden escriure bits d'informació de no més de 50 nanómetros de diàmetre. El mateix conjunt és capaç després de llegir la informació i fins i tot reescriure-la.

La capacitat de guardar informació a aquesta escala és una notícia excitant per al mercat, doncs multiplica immensament la quantitat d'informació que es pot emmagatzemar en un àrea determinada. El millor sistema actual de registre, basat en la memòria magnètica, pot guardar al voltant de dues gigabits per centímetre quadrat; els físics creuen que el límit físic de la capacitat aquest sistema —no aconseguit encara— és d'al voltant de 25 gigabits per centímetre quadrat (64 gigaoctets/in²).[1] El sistema de matriu d'agulles descripto més amunt, batejat "Millipede" (Miriàpode, per tenir mil potes), ofereix 35 gigabits per centímetre quadrat (i fins a 80 gigabits si s'utilitza una agulla única) i és capaç de fer-ho a la velocitat dels artefactes magnètics actuals. Amb unitats d'emmagatzematge proveïdes de matrius gegantesques, amb milions d'agulles, es pot aconseguir un emmagatzematge en l'ordre dels terabytes, alguna cosa així com 40 vegades el que està disponible avui de forma comercial.

Vegeu també

Referències

  1. ↑ Plantilla:Cita lliuro

Enllaços externs

Obtingut de «http://ca.wikilingue.com/es/Nanotecnologia»