Nanotecnología

Representación animada de un nanotubo de carbono

La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos -depende de qué esté hecho el nanobot-.
Nano es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto; de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.

NANOTECNOLOGIA EN MEXICO

El inicio del desarrollo de la ciencia en México se intensificó desde la construcción de Ciudad Universitaria, el presidente Ávila Camacho impulsó una serie de reformas y leyes para la UNAM. Más adelante surgieron organismos como el CONACYT y el SIN que se dedicaron a unir las fuerzas de los científicos nacionales en torno a la investigación y el apoyo para el desarrollo de las ciencias.
Cabe mencionar que México es uno de los países latinoamericanos donde el desarrollo de las llamadas nanotecnologías son más prominentes y prometedores, aunque estos avances no están sustentados en el estudio de sus posibles implicaciones éticas y ambientales debido a que se considera como una forma de incrementar la competitividad económica y por ello hay prisa para encumbrarle.
En México se considera a la nanotecnología como un sector estratégico y a pesar de ello, solamente la fundación conjunta con Estados Unidos y algunas sociedades civiles han manifestado su apoyo para que la tecnología repunte. Por otro lado, la vecindad con el país más poderoso del mundo, ha dado a México la oportunidad de contar con el apoyo de este país mediante la construcción en su territorio de parques tecnológicos y sirviéndose de los beneficios que obtiene gracias al Tratado de Libre Comercio.

FUTURAS APLICACIONES

Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología soncontaminación atmosférica.

- Almacenamiento, producción y conversión de energía.
- Armamento y sistemas de defensa.
- Producción agrícola.
- Tratamiento y remediación de aguas.
- Diagnóstico y cribaje de enfermedades.
- Sistemas de administración de fármacos.
- Procesamiento de alimentos.
- Remediación de la contaminación atmosférica.
- Construcción.
- Monitorización de la salud.
- Detección y control de plagas.
- Control de desnutrición en lugares pobres.
- Informática.
- Alimentos transgénicos.
- Cambios térmicos moleculares (Nanotermología).Remediación de la

NANOTECNOLOGIA AVANZADA

La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lápiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador.
A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas y estocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principios biomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de principios miméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la ingeniería mecánica.
Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006.

NANOTECNOLOGIA

Para entender bién el significado de este término tendremos que partir de la palabra “Nano” , prefijo griego que se refiere a pequeño, a una escala de un millón de veces más pequeña que un milímetro.
Entonces, podemos definir Nanotecnología como el campo de las ciencias aplicadas dedicado que se aplican al contro y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales).
La Nanotecnología es una de las ciencias aplicadas con mejor “fama” actualmente ya cuenta con beneficios de todo tipo, desde nuevas aplicaciones médicas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros; sin embargo, el concepto de Nanotecnología aún no esta socialmente muy difundido.
Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; en fin, casi todas las ramas de la medicina.
Con todos estos avances han surgido viejas ciencias, por ejemplo, la Ingeniería Genética que hoy en día es discutida debido a repercusiones como la clonación o la mejora de especies.

micromaquinas y nanotecnologias

MICROMAQUINAS

Una micromáquina es la integración de muchos componentes en un volumen reducido, juntando diversos logros tecnológicos. Por ejemplo, se fabrican del mismo modo que los circuitos integrados, empleando una oblea de silicio, material semiconductor fundamental para el desarrollo de la electrónica de estado sólido actual. Sin embargo, en vez de fabricar transistores, se hacen sensores, motores de pasos, engranes, resonadores y actuadores (cilindros móviles), todos ellos de una sola pieza, usando para grabarlos en litografía por rayos X (la luz visible no es suficientemente precisa a esta escala). Otros detalles de operación cambian, por ejemplo, en lo que respecta a los micromotores: en vez de usar campos magnéticos, se mueven por campos eléctricos estáticos, y la fricción entre las piezas móviles se vuelve una pesadilla.

MICRO ROBOTS

cientificos del proyecto I-SWARM han realizado las primeras pruebas de fabricacion en cadena de micro robots del tamaño de una pulga. La finalidad de estas pruebas es que estas micro-maquinas comiencen a ser utiles cuanto antes, y puedan trabajar en grupos de hasta 100 de ellas, formando enjambres que realizaran funciones de vigilancia, microfabricacion o medicina, entre otras. los resultados de las primeras pruebas han demostrado que el metodo de fabricacion en cadena funciona, aunque aun esta por perfeccionar.

TODO INCLUIDO

El robot prototipo creado, de menos de cuatro milímetros de largo por cada lado, es un auténtico microsistema que contiene sensores, sistema de gestión energética y sistema electrónico integrado.
La micro máquina está compuesta por diversos módulos que han sido ensamblados con una nueva técnica. Hasta ahora, los robots de un único chip habían presentado limitaciones significativas en su diseño y fabricación.
Pero ahora, los científicos, en lugar de utilizar la soldadura tradicional como medio para colocar los componentes eléctricos sobre un circuito impreso (un Printed Circuit Board o PCB), lo que han hecho es utilizar un adhesivo conductor para acoplar dichos componentes, en este caso a un circuito impreso que es flexible y de doble cara.
El PCB se utiliza en electrónica para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados desde hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.

ALIMENTADOS CON ENERGIA SOLAR

Los robots fabricados en un futuro en cadena estarán alimentados energéticamente por una célula solar situada en su parte alta, y se moverán gracias a tres patas vibrantes. Una cuarta pata vibrante será utilizada como sensor táctil.
Los investigadores explican que cada microrrobot se comunicará con muchos otros a través de sensores infrarrojos e interactuará con su entorno formando un grupo o enjambre capaz de generar en común un comportamiento más complejo que el que pueda desarrollar un robot individual aislado.
El marco de esta investigación es el proyecto I-SWARM, que son las siglas de “intelligent small-world autonomous robots for micro-manipulation” o “pequeños robots autónomos inteligentes destinados a la micro-manipulación”. El diseño de las micro máquinas está inspirado por el comportamiento de los insectos.
A grandes rasgos, I-SWARM trata de facilitar la producción en cadena de micro-robots que algún día serán utilizados como auténticos enjambres, compuestos por más de 100 unidades. Los micro robots que compongan dichos enjambres tendrán hetereogéneos, y se diferenciarán entre ellos en el tipo de sensores que lleven incorporados o en su potencia computacional.
La variedad de funcionamiento de cada unidad permitirá que el “enjambre” realice funciones de percepción colectiva o de inteligencia colectiva, entre otras.

RESULTADO DE LAS PRUEBAS

Según declaraciones para PhysOrg.com de uno de los ingenieros implicados en la presente investigación, el profesor Erik Edqvist de la Universidad Uppsala de Suecia, “es el momento de que los robots miniaturizados dejen los laboratorios y encuentren aplicaciones útiles”. El trabajo de estos científicos es un intento de poder fabricar en cadena dichos robots.

Durante las primeras pruebas de la técnica de fabricación, los investigadores encontraron algunos problemas. El mayor de ellos fue conectar el circuito integrado con el circuito impreso mediante el adhesivo conductor antes mencionado. Por otro lado, algunas células solares no se adhirieron bien.

Ahora mismo, además, la estructura de los robots está siendo plegada manualmente, pero los científicos esperan diseñar una herramienta capaz de plegarlos más rápido y de manera más ajustada.

Dado que muchas de estas complicaciones pueden ser corregidas, el resultado más importante de la prueba es que se ha demostrado que la tecnología de fabricación desarrollada puede aplicarse a este tipo de microsistemas, explica el Journal of Micromechanics and Microengineering.

Esto quiere decir que micro robots ya pueden ser armados utilizando una máquina de montaje. Hasta ahora, sólo habían podido ser fabricados de manera completamente manual, siendo ensamblados con soldador eléctrico.

TAMBIEN HORMIGAS

Anteriormente, ya se había hablado en Tendencias21 de la fabricación de micro robots para trabajar en enjambre en un artículo sobre hormigas robóticas.

En él se decía que, entre las posibles finalidades de estos robots-hormiga, también pertenecientes al proyecto I-SWARM, estaría la de levantar las primeras construcciones en Marte ante una hipotética colonización del Planeta Rojo.

Otros usos de las hormigas artificiales serían los de reparar maquinaria, eliminar contaminación o administrar medicamentos a nuestro cuerpo