ndice1. Resumen 22. Introduccin .... 33. Dedicatoria ............ 44. Captulo I: Historia de la nanotecnologa ............ 54.1. Nanocosmos: Viejas y nuevas realidades 6 4.2. Nanotecnologa en la naturaleza . ... 75. Captulo II: Innovaciones nanotcnicas .11 5.1. Instrumentos de escritura 12 5.2. Nuevos impulsos para la ciencia ....13 5.3. Diseo de materiales a escala nanotcnica 14 6. Capitulo III: Innovaciones tecnolgicas 16 6.1. La nanoelectrnica ....16 6.2 Nanotecnologa para la vida cotidiana .20 6.2.1. Movilidad .21 6.2.2. Salud .23 6.2.3. Energa y medio ambiente .26 6.2.4. Nanotecnologa para el ocio y deporte .287. Capitulo IV: Oportunidades y riesgos ..298. Conclusiones ..319. Referencias ..3210. Glosario ..3311. Anexos ..35

ResumenLa palabra "nanotecnologa" es usada extensivamente para definir las ciencias y tcnicas que se aplican a un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus tomos. En sntesis nos llevara a la posibilidad de fabricar materiales y mquinas a partir del reordenamiento de tomos y molculas.

IntroduccinLa palabra "nanotecnologa" es usada extensivamente para definir las ciencias y tcnicas que se aplican a un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus tomos. En sntesis nos llevara a la posibilidad de fabricar materiales y mquinas a partir del reordenamiento de tomos y molculas.

La nanotecnologa es un nuevo planteamiento centrado en la comprensin y el dominio de las propiedades de la materia a escala nanomtrica: un nanmetro (la mil millonsima parte de un metro) viene a ser la longitud de una pequea molcula. A esta escala, la materia ofrece propiedades diferentes y, muchas veces, sorprendentes, de tal manera que las fronteras entre las disciplinas cientficas y tcnicas establecidas a menudo se difuminan. De ah el fuerte carcter interdisciplinario inherente a la nanotecnologa.

Se trata de una tecnologa que ofrece posibles soluciones a muchos problemas actuales mediante materiales, componentes y sistemas ms pequeos, ms ligeros, ms rpidos y con mejores prestaciones. Lo que permite generar nuevas oportunidades de creacin de riqueza y empleo. Tambin se considera que la nanotecnologa puede hacer una aportacin esencial a la solucin de problemas medioambientales de carcter mundial por el desarrollo de productos y procesos ms ajustados a usos especficos, el ahorro de recursos, y la disminucin de emisiones y residuos.

La nanotecnologa propone no slo impulsar la investigacin en nanociencias y nanotecnologas sino, adems, tener en cuenta varias otras dinmicas interdependientes:

Es necesaria una mayor coordinacin de la inversin y los programas de investigacin nacionales para que Europa cuente con equipos e infraestructuras (polos de excelencia) que puedan competir a nivel internacional. Al mismo tiempo, es esencial la colaboracin entre los organismos de investigacin del sector pblico y privado para alcanzar una masa crtica suficiente.

No hay que descuidar otros factores de competitividad, como una metrologa, una reglamentacin y unos derechos de propiedad intelectual adecuados, a fin de preparar el camino para que la innovacin industrial sea una realidad y genere ventajas competitivas, tanto para las grandes como para las pequeas y medianas empresas.

Son de gran importancia tambin las actividades relacionadas con la educacin y la formacin; en particular, existe un margen para mejorar la actitud empresarial de los investigadores, as como la buena disposicin de los ingenieros de produccin respecto al cambio. Por otra parte, la realizacin de una verdadera investigacin interdisciplinaria en el rea de la nanotecnologa requiere nuevos planteamientos de educacin y formacin aplicables tanto a la investigacin como a la industria.

Los aspectos sociales (como la informacin y la comunicacin al pblico, las cuestiones sanitarias y medioambientales, y la evaluacin del riesgo) son otros tantos factores clave para asegurar el desarrollo responsable de la nanotecnologa y la satisfaccin de las expectativas de los ciudadanos. La confianza del pblico e inversores en la nanotecnologa ser crucial para su desarrollo a largo plazo y para su aplicacin de manera fructfera.

Dedicatoria

A todas las personas, q nos ayudan a ser cada da mejores y sobre todo a nuestro profesor

La nanotecnologaInnovaciones para el mundo del maana

Historia de la nanotecnologa-1820: Faraday y su descubrimiento de la ley de induccin magntica.-los aos 40: Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.-1947: John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley inventaron el transistor, recibiendo el premio nobel de fsica por ello en 1956.-1959: Richard Feynmann hizo por primera vez pblica la visin de intervenir a nivel atmico. Sus reflexiones no generaron gran impacto en la poca.-1966: se realiza la pelcula "viaje alucinante" que cuenta la travesa de unos cientficos a travs del cuerpo humano. Los cientficos reducen su tamao al de una partcula y se introducen en el interior del cuerpo de un investigador para destrozar el tumor que le est matando. Por primera vez en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad cientfica. La pelcula es un gran xito.-1982: descubrimiento del 'microscopio de barrido efecto tnel' (stm), por Rerd Binning y Heinrich Rohrer. Fueron galardonados con el premio nobel de fsica en 1986 por su invencin. Ha permitido obtener mapas muy precisos de superficies en las que cada tomo puede distinguirse. Ha proporcionado tambin imgenes atmicas de molculas de ADN, de extrema importancia en gentica.-1986: Erik Drexler, insinu la posibilidad de crear sistemas de ingeniera a nivel molecular en su libro "los motores de la creacin".-1989: se realiza la pelcula "cario he encogido a los nios", una pelcula que cuenta la historia de un cientfico que inventa una mquina que puede reducir el tamao de las cosas utilizando lser.-1997: se fabrica la guitarra ms pequea el mundo. Tiene el tamao aproximadamente de una clula roja de sangre.-1998: se logra convertir a un nanotubo de carbn en un nanolpiz que se puede utilizar para escribir-2001: James Gimzewski entra en el libro de Rcords Guinness por haber inventado la calculadora ms pequea del mundo.

Nanocosmos

El tomo: viejas ideas y nuevas realidadesNuestro mundo material est compuesto de tomos. sta era la tesis que el filsofo griego Demcrito sostena hace ya ms de 2.400 aos. Los griegos modernos le han mostrado su agradecimiento estampando su efigie en las monedas de 10 dracmas, que estn muy extendidas, aunque no tanto como los tomos. Una sola gota de agua contiene alrededor de 1.000.000.000.000.000.000. 000 de tomos, ya que estos son minsculos: su tamao slo es de un dcimo de un nanmetro, y un nanmetro es la millonsima parte de un milmetro.

Algunos siglos ms tarde, el escritor romano Lucrecio compuso un poema sobre los tomos: El universo consiste en un espacio infinito y un nmero infinito de partculas irreducibles, los tomos, cuya variedad es tambin infinita Los tomos varan slo en la forma, el tamao y el peso; son impenetrablemente duros e inalterables, son el lmite de la divisibilidad fsica Todo eso estaba muy bien, pero no dejaba de ser pura teora. Durante mucho tiempo, no se prest ms atencin a la cuestin.

En el siglo XVII, Johannes Kepler, el famoso astrnomo, estudi los copos de nieve y public sus ideas en 1611: la forma regular de los copos slo poda deberse a la unin de bloques simples e idnticos. La idea del tomo se puso de nuevo en primer plano.

Los cientficos que trabajaban con minerales y cristales estaban cada vez ms convencidos de la existencia de los tomos. Sin embargo, hubo que esperar a 1912 para tener una prueba directa, cuando en la universidad de Mnich se comprob que un cristal de sulfato de cobre divida una luz de rayos X de la misma manera que el material de un paraguas divide la luz de una linterna: el cristal tena que consistir en tomos ordenados en una estructura, como la trama del material de un paraguas o una pila de naranjas en un mercado.La razn por la que los tomos en el cristal se disponen tan regularmente es simple. La materia se agrupa de la manera ms cmoda posible, y la manera ms cmoda es una estructura regular. Incluso las nueces agitadas en un cuenco forman modelos regulares, y este proceso es incluso ms fcil para los tomos.

Sin embargo, los modelos simples no son siempre los ms fciles de reproducir. Impulsada por fuerzas que tienden a crear una estructura ordenada, la materia de la Tierra ha adoptado, a lo largo de miles de millones de aos, formas fantsticamente complejas, en algunos casos formas vivas.

Los aparatos de anlisis modernos han podido hacer visibles estos componentes de la materia viva, enormemente complejos, a una escala nanomtrica.

En los aos 80, se cre un aparato, conocido como el microscopio de barrido de efecto tnel, que no slo puede mostrar los distintos tomos de un cristal, cosa que mucha gente consider era un engao en las primeras imgenes, sino que tambin puede desplazarlos.

Haba sonado la hora de la nanotecnologa!

La nanotecnologa en la naturalezaLos nanotecnlogos le tienen mucho cario a la naturaleza viva. En los cuatro mil millones aos de su existencia, la naturaleza ha encontrado algunas soluciones sorprendentes a sus problemas. Por ejemplo, una caracterstica frecuente es que la materia viva se estructura al nivel de detalle ms fino, hasta el nivel del tomo. Eso es precisamente lo que tambin quieren hacer los nanotecnlogos.Los tomos no tienen buena reputacin. Cuando omos hablar de tomos, tendemos a pensar en explosiones terribles o radiaciones peligrosas. Pero eso slo tiene que ver con las tecnologas que se refieren al ncleo atmico. La nanotecnologa se refiere a las capas externas del tomo, sta es la escala en que la nanotecnologa entra en el juego.

Para despejar cualquier duda de que los tomos son algo cotidiano, que evoca incluso imgenes apetitosas, tomemos como punto de partida, para nuestro viaje al nanocosmos, un queso: el Mimolette.

Este queso es un producto de Flandes cuyos minsculos agujeros nos dicen que est habitado.Con gran satisfaccin de los productores, la actividad de los caros mejora el aroma del Mimolette. Los caros tienen un dcimo de un milmetro de tamao.

El ESEM, un microscopio electrnico de barrido ambiental, puede ver incluso caros vivos. Como otros organismos vivos, los caros estn tambin compuestos de clulas. La escala de la clula es el micrmetro. Las clulas poseen una maquinaria enormemente compleja. Un componente importante de esta maquinaria son los ribosomas, que producen todas las posibles molculas protenicas segn las instrucciones contenidas en el material gentico de la clula (DNA). El tamao de los ribosomas es de 20 nanmetros. Actualmente se han podido distinguir partes de la estructura de los ribosomas a la escala del tomo. Los primeros frutos de este tipo de nanobiotecnologa son los nuevos medicamentos que bloquean los ribosomas bacterianos.El efecto de loto y Cia.El berro mantiene sus hojas limpias con la ayuda del efecto de loto. El microscopio electrnico de barrido ambiental ESEM muestra cmo las gotitas de agua se escurren de la superficie de la hoja.Eso se debe a la superficie vellosa de las hojas que hace que se formen gotas, que se deslizan a alta velocidad llevndose con ellas la suciedad. El efecto de loto, investigado ampliamente por el profesor Barthlott y sus colaboradores de la Universidad de Bonn, se ha utilizado ya en una gama de productos, como pinturas de exterior sobre las que el agua se desliza arrancando la suciedad. La cermica sanitaria que utiliza el efecto de loto es muy fcil de mantener limpia.

Las hojas de las plantas tambin hacen uso de otros tipos de nanotecnologa. Su sistema de regulacin del agua est controlado a menudo por forisomas, msculos de tamao microscpico, que abren canales en el sistema capilar de la planta, o los bloquean si sta se lesiona. Actualmente, tres institutos Fraunhofer y la Universidad de Giessen estn intentando aprovechar estas caractersticas de los msculos de las plantas para aplicaciones tcnicas, como motores lineares microscpicos, quizs para un laboratorio-en-un-chip.

Otra de las tecnologas ms refinadas a escala atmica es el proceso de fotosntesis, que capta la energa necesaria para la vida en la tierra. El proceso se realiza a nivel de cada tomo. Quien pueda copiar este proceso mediante la nanotecnologa tendr energa ilimitada eternamente.

Nanotecnologa en el techo: la salamanquesaLas salamanquesas pueden desplazarse por cualquier pared, correr cabeza abajo por el techo e incluso colgar de una sola pata. Eso se hace, naturalmente, con la ayuda de la nanotecnologa. El pie de la salamanquesa est cubierto de pelos muy finos, que son tan adaptables que pueden acercarse a algunos nanmetros de la superficie cubriendo zonas muy amplias. De esta manera entra en accin el llamado enlace Van-der-Waals y, a pesar de que en realidad es muy dbil, sostiene el peso de la salamanquesa debido a millones de puntos de adherencia. Los enlaces pueden romperse fcilmente mediante un procedimiento de pelado, de la misma manera que se retira una tira de cinta adhesiva, permitiendo que la salamanquesa corra a lo largo del techo. Los especialistas en materiales estn ya ilusionados con la posibilidad de producir salamanquesina sinttica.

Aferrarse a la vidaLa vida existe porque sus componentes se mantienen unidos por mtodos complejos de adherencia de tipo nanotecnolgico. Lo vemos, por ejemplo, en las lesiones, como una picadura de mosquito: la picadura se vuelve roja porque se cubre de minsculos vasos sanguneos a travs de los cuales fluyen enjambres de leucocitos. Las clulas de la zona de la picadura segregan una feromona. Segn su concentracin, las clulas de las paredes de los vasos sanguneos y los leucocitos segregan molculas adhesivas que retrasan la circulacin de los leucocitos a lo largo de las paredes de los vasos sanguneos debido a este efecto adhesivo. Al nivel mximo de feromona, los leucocitos se adhieren firmemente; entonces otras molculas adhesivas llevan estos corpsculos de sangre a travs de la pared del vaso al punto de la picadura, donde atacan a cualquier intruso: el arte de la adherencia llevado a la perfeccin. Ahora se estn investigando imitaciones nanotecnolgicas de este proceso denominadas enlace a voluntad (bonding on command).

Los mejillones, artistas de la adherenciaEl mejilln comn, como el que nos sirven con verduras en el restaurante, es un maestro en el arte de la adherencia gracias a la nanotecnologa. Cuando quiere aferrarse a una roca, abre su concha y saca el pie apoyndolo en la roca, lo arquea para formar una ventosa y, a travs de minsculos canales, inyecta en la zona de baja presin una corriente de gotitas adhesivas, micelas, que estallan liberando un potente pegamento subacutico.ste crea inmediatamente una espuma que forma un pequeo cojn. El mejilln entonces se ancla a este amortiguador con filamentos bisales elsticos, soportando as el zarandeo de las olas.

La biomineralizacinLos mejillones son capaces de mucho ms. Su ncar consiste en innumerables cristales minsculos de piedra caliza del tipo aragonita, que separados seran muy frgiles. En el mejilln, sin embargo, se mantienen unidos por protenas muy elsticas en forma de tornillo. Un tres por ciento en peso de protena basta para hacer la concha del abaln u oreja de mar tres mil veces ms dura que un cristal puro de calcita. Los erizos de mar tambin utilizan esta tcnica para reforzar sus pinchos de 30cm de longitud de modo que resistan el embate de las olas.

La biomineralizacin tambin puede crear estructuras muy delicadas. En una pequea zona del mar cerca de las Filipinas vive una esponja conocida por canasta de flores de Venus. Esta criatura es curvilnea como la vaina de un pual turco, pero circular a lo largo de su eje. La esponja debe su nombre a la estructura de su esqueleto interno. ste consiste en un tejido de agujas finas de slice, perforado como el respaldo de mimbre de una silla, que forma una trama tanto en ngulo recto como en diagonal. La canasta de flores de Venus se considera una obra maestra de la biomineralizacin: primero, las clulas de la esponja se unen en capas extrafinas mediante bloques minsculos de slice (dixido de silicio) de tres nanmetros de dimetro y, luego, esta capas se enrollan para formar las agujas de slice, el elemento bsico de la trama, que puede soportar fuertes variaciones de presin.

Antiguamente la biomineralizacin de las diatomeas tena gran importancia estratgica. Estas criaturas microscpicas se protegen mediante un blindaje de cido silceo, cuyo componente principal es el dixido de silicio (SiO2). Como el vidrio de cuarzo, que tambin consiste en dixido de silicio, las capas de cido silcico son tambin relativamente resistentes a muchas soluciones cidas y alcalinas corrosivas, por eso los expertos en nanotecnologa esperan utilizarlas como recipientes de reaccin para cristales de algunos nanmetros de tamao. Un truco para crear nanopartculas mediante una reaccin qumica es limitar el volumen de reaccin. Cuando se agota el material de la reaccin, los cristales creados salen pequeos. Las diatomeas contienen muchos de estos poros nanomtricos o nano-reactores.

Cmo se crean estas diatomeas, a veces muy artsticas? Las primeras respuestas a esta pregunta las conocemos ya. Unos investigadores de la Universidad de Ratisbona han descubierto que los componentes de un conocido grupo protenico, las poliaminas, pueden producir, a la concentracin correcta de cido silcico, nanopartculas con un dimetro controlable de entre50 y 900 nanmetros, de manera totalmente espontnea, impulsadas por la tendencia automtica a formar estructuras ordenadas. De manera igualmente espontnea, se producen las conchas de cido silcico siguiendo modelos de crecimiento simples.

Explorando los lmites de la naturaleza

La nanotecnologa se basa en la naturaleza en estado puro; sin embargo, las posibilidades de la materia viva son limitadas, por ejemplo, no soporta altas temperaturas, como la cermica o los conductores metlicos. En cambio, las tecnologas modernas permiten crear condiciones artificiales extremas de pureza, fro o vaco en las cuales la materia revela algunas propiedades sorprendentes, como, por ejemplo, los efectos cunticos, que parecen a veces estar en total contradiccin con las leyes que rigen nuestra vida cotidiana. De esta manera, las partculas del nanocosmos pueden mostrar a veces las propiedades de las ondas: un tomo, que es, al parecer, una entidad slida, puede pasar al mismo tiempo a travs de dos rendijas, como una onda, y aparecer luego entero al otro lado.

Las partculas adquieren propiedades completamente nuevas cuando su tamao se acerca a un nanmetro. Los metales se convierten en semiconductores o aisladores. Algunas sustancias, como el telururo de cadmio (CdTe), son fluorescentes en el nanocosmos en todos los colores del arco iris, mientras que otras convierten la luz en electricidad.

Cuando las partculas se hacen nanoscpicamente pequeas, la proporcin de tomos en la superficie aumenta considerablemente. Sin embargo, los tomos de la superficie con frecuencia tienen propiedades distintas de los del centro de la partcula, y generalmente reaccionan ms fcilmente. El oro, por ejemplo, se convierte en un buen catalizador para pilas de combustible a escala nanomtrica. Las nanopartculas tambin pueden recubrirse con otras sustancias, de manera que se combinen propiedades diferentes de los distintos materiales, por ejemplo: nanopartculas cermicas combinadas con recubrimientos orgnicos que reducen la tensin superficial del agua de manera que no se empaen los espejos de los baos.

Las nanopartculas de magnetita, un xido de hierro, recubiertas de un material especial y en aceite crean un ferrolquido, un lquido al que puede darse formar magnticamente.Los ferrolquidos se estn utilizando en un nmero cada vez mayor de aplicaciones, como selladores para sellos rotatorios de contenedores de vaco y cajas de disco duro, o en amortiguadores de vibracin ajustables para mquinas y automviles.

Innovaciones nanotcnicasOjos para el nanocosmosQu tiene que ver con la nanotecnologa el telescopio de rayos X europeo Newton?. Este telescopio recoge la radiacin de rayos X de objetos distantes con 58 reflectores del tamao de una papelera, dispuestos unos dentro de otros como las capas de una cebolla y recubiertos de oro.Los reflectores tienen una desigualdad superficial media de solamente 0,4 nanmetros una obra maestra de la tecnologa a la que contribuy de manera destacada la empresa Carl Zeiss AG.

Los reflectores de rayos X de precisin para la espectroscopa y la microscopa de rayos X estn compuestos de varios cientos de capas de dos elementos pesados diferentes. Las exigencias que tienen que satisfacer tales reflectores son todava ms extremas, por ejemplo, las capas pueden solamente desviarse de la medida ideal en fracciones del dimetro de un tomo. Esta tcnica la domina el Fraunhofer-Institut fr Werkstoff und Strahltecnik de Dresde.

El truco del reflector a capas tambin ha sido descubierto por la naturaleza para el espectro de la luz visible: el calamar nocturno Euprymna scolopes dirige la luz de unas bacterias luminosas hacia abajo con espejos minsculos compuestos de protenas de reflectina, imitando un cielo estrellado para engaar a cualquier depredador que nade debajo de l.Este ejemplo de la nanotecnologa biolgica se descubri recientemente en la Universidad de Hawai.

Sondas de barrido

Las sondas de barrido pueden parecer menos espectaculares como ojos para el nanocosmos, aunque, de hecho, s que lo son: por algo se concedi el Premio Nobel a los inventores del arquetipo de todas las sondas de barrido: el microscopio de barrido de efecto tnel. En las sondas de barrido electrnico, unos cristales piezoelctricos dirigen el barrido de una punta detector de manera repetida y ligeramente desviada sobre una muestra de inters, como un campo de tomos. Los movimientos son minsculos y la distancia de la punta al campo de tomos es generalmente menor que el dimetro del tomo. En esta zona, sucede algo: a veces fluye una corriente, a veces se detectan campos magnticos diminutos. Mediante un ordenador se representan grficamente estas variaciones sobre una superficie, creando una imagen exacta a escala del tomo, segn el principio de medida.

Un proceso especialmente sutil es el utilizado por el microscopio de barrido de fuerza. ste detecta las diminutas fuerzas que sobre el primer tomo de la punta ejercen los tomos en el campo atmico. Este proceso puede incluso dar una visin de las capas de electrones de los tomos, revelando as los secretos del nivel ltimo de la materia. La universidad de Augsburgo tiene el record mundial de resolucin.

Instrumentos de escritura

La litografaEn el mundo de los ordenadores, la litografa es la tcnica de produccin de microprocesadores con la ayuda de la luz. En este proceso, la superficie pulida de un material semiconductor, una oblea de silicio, se recubre de una capa protectora sensible a la luz sobre la cual se proyecta la imagen de un circuito. El revelado de esta capa protectora muestra las reas expuestas (o no expuestas) de la oblea, a la que entonces se dan las propiedades elctricas requeridas mediante procedimientos como el grabado, la implantacin inica y la deposicin. La repeticin del proceso con nuevas mscaras y circuitos crea finalmente las estructuras ms complejas jams creadas por el hombre: los microprocesadores o chips. Las densidades de los transistores han aumentado actualmente hasta tal punto que en el punto marcado por un lpiz podran caber medio milln de transistores o ms.

Los microprocesadores modernos tienen estructuras que son incluso ms pequeas que la longitud de onda de la luz litogrfica, para ello se utilizan lseres de fluoruro de criptn con una longitud de onda de 193 nanmetros para crear estructuras de 130 nanmetros de ancho, y pronto de 90, lo cual se consigue con una serie de procedimientos pticos ingeniosos como los denominados Optical Proximity Correction (correccin de proximidad ptica) y Phase shifting (cambio de fase). Actualmente se estn sentando las bases para la litografa ultravioleta extrema (la litografa EUV), que utiliza longitudes de onda de 13 nanmetros, y que llegar a producir estructuras de solamente 35 nanmetros de anchura en el silicio. Las exigencias que debe cumplir el material de la mscara son extremas: una placa de 10cm de largo slo puede expandirse unas decenas de nanmetro cuando se calienta a un grado Celsius, es decir, solamente algunos dimetros atmicos. La uniformidad de unos pocos dimetros atmicos que se requiere tambin se sita en los lmites de lo posible.

Nano-impresin para empresas medianasCualquiera que piense en la nanoelectrnica probablemente se imagina instalaciones costosas que requieren inversiones de millones o miles de millones de euros pero que proporcionan productos asequibles gracias a su enorme volumen de su produccin. Sin embargo, hay tambin maneras de introducirse en el nanocosmos que estn al alcance de las empresas medianas. Estos mtodos pueden parecer arcaicos a primera vista: en el mtodo de nanoimpresin UV, por ejemplo, las nanoestructuras se estampan de manera puramente mecnica sobre una capa que cubre el material electrnico portador, por ejemplo, el silicio. El cuo que contiene las delicadas nanoestructuras es de vidrio de cuarzo, que es transparente a la luz ultravioleta. Cuando se hunde en la pintura, un impulso de luz ultravioleta hace que la capa sensible a la luz se polimerice, es decir, se endurezca. Entonces se retira el cuo y se diluye el relieve de la capa debajo. El silicio que queda al descubierto puede entonces manipularse a voluntad, repitiendo el proceso muchas veces con diversas plantillas se crea finalmente la estructura compleja de un microprocesador, con transistores, circuitos etc.En los ensayos de laboratorio se han conseguido ya estructuras mnimas de un tamao de 10 nanmetros. Este proceso no se limita a los componentes electrnicos sino que puede tambin utilizarse para estructurar con gran finura metales y plsticos. Tambin podra llegar a producirse el denominado Lab-on-a-Chip (laboratorio en un chip). El coste de una mquina de nano-impresin UV se calcula actualmente en menos de un milln euros, lo cual es una fraccin de lo que cuesta el equipo similar utilizado en una fbrica convencional moderna de produccin de chips. Sin embargo, la tcnica de nanoimpresin ultravioleta no proporcionar necesariamente productos ms baratos, puesto que la produccin es mucho ms baja. Para las miniseries especiales mini en comparacin con los volmenes de las grandes series que producen los fabricantes de procesadores - la tcnica de nano-impresin ultravioleta podra convertirse en la mejor opcin.

Nuevos impulsos para la ciencia

Efectos qunticos

En la Ludwig-Maximilians-Universitt de Mnich se trabaja actualmente con materiales en condiciones nanotecnolgicas extremas, en estas condiciones los materiales adquieren propiedades extraas. Por ejemplo, cuando un vapor de cientos de miles de tomos de rubidio se enfra a un millonsimo de grado por encima del cero absoluto (-273 C) y se concentra mediante un campo magntico, los tomos se agrupan formando un condensado Bose-Einstein, en el que los tomos forman una sola unidad, como soldados en un desfile. Los cientficos cunticos de Mnich pueden estructurar este bloque en una red tridimensional de ondas de lser y manipularlo, por ejemplo haciendo las trampas de luz tan fuertes que la unidad del bloque se rompe formando un condensado de Mott. Este trabajo fue recompensado con el Premio Nobel de Fsica en 2001. Por qu? Porque, este tipo de investigacin da vida a la teora cuntica, y eso es lo decisivo en el nanocosmos. Quien lo comprenda exactamente podra, por ejemplo, preparar normas ms exactas de medicin del tiempo. A su vez, unos relojes ms exactos podran acelerar el intercambio de datos en Internet, con lo cual esta investigacin, al parecer esotrica, saldra al final muy a cuenta.

El lser de rayos X XFEL una luz esplendorosa para la nanotecnologaSi todo va segn lo previsto, unos miles de millones de electrones van a experimentar algo muy excitante en 2012. Partiendo de las instalaciones del DESY en Hamburgo-Bahrenfeld, estos electrones sern acelerados a una energa muy alta por un acelerador de electrones superconductor, y luego sern sistemticamente desviados por imanes 3,3 kilmetros ms abajo. De este modo se generar una radiacin de rayos X de onda corta de un tipo muy especial: una radiacin de lser. Esta radiacin ser la ms valiosa que jams hayan obtenido los cientficos. De golpe, se podr determinar la estructura de una biomolcula determinada. Las fuentes de radiacin de rayos X actualmente disponibles necesitan cristales bien formados de una biomolcula, lo cual no siempre es factible.

Las emisiones de rayos X son tan cortas que las diversas etapas del movimiento de una molcula podrn filmarse correctamente: lo que apareca como un torbellino borroso con otros mtodos toma forma reconocible con la ayuda del lser de rayos X.

As podrn descifrarse los secretos de la friccin. Lo que crea la friccin, y cmo, ser determinado a partir de agrupaciones nanomtricas de apenas cientos de tomos.

Las propiedades de los distintos clusters, agrupaciones de apenas cientos de tomos, pueden tambin investigarse mejor con el XFEL que con cualquier otro instrumento. En resumen: se dar a la ciencia y la tecnologa un impulso potente con el proyecto ms importante de Europa en el campo de la nanotecnologa. Muy probablemente, se demostrar que los costes globales previstos de 684 millones de euros (situacin a 2003), son ms que rentables, no slo en cuanto a la adquisicin de conocimientos puros, sino tambin en dinero contante y sonante.

Diseo de materiales a escala nanomtrica

Procesos de sol-gel para nuevos materialesLa salsa bearnesa se cre en honor de Enrique IV, rey de Francia, y se llam as porque proceda de Barn. Esta salsa, representa un ejemplo muy bonito (y muy sabroso) de un sistema coloidal. Se entiende por coloide una sustancia en la cual una multitud de partculas muy finas se encuentra en suspensin estable en otra sustancia estable. En el caso de la salsa bearnesa, se trata de gotitas de vinagre suspendidas en mantequilla derretida. Las cremas y las pinturas son tambin coloides. Con la tecnologa de sol-gel, los coloides se sitan directamente en el campo de la alta tecnologa.

Con esta tecnologa se produce un sol (generalmente coloidal) de compuestos solubles como los de silicio, donde las gotitas que contienen silicio se suspenden en una solucin portadora. Cuando estos se rocan sobre una placa y se calientan, la solucin portadora se evapora y las gotitas de silicio se ordenan en una red y forman un gel. Luego, esta red gelificada se solidifica y forma una capa cermica dura. La placa queda, de esta manera, protegida contra la corrosin y el rayado.

La tecnologa de sol-gel ofrece centenares de variaciones para numerosos materiales. Los soles gelificados pueden tambin formar hilos, que cuando se calientan se convierten en fibras cermicas.Tambin se utilizan para producir polvos nanomtricos, que pueden sinterizarse mucho ms fcilmente y a temperaturas ms bajas que los polvos convencionales, y que pueden soportar las ms altas presiones y temperaturas.

Esta tecnologa tambin sirve para la fabricacin de componentes pticos sofisticados como los cables de fibra ptica, los dobladores de frecuencia, y los campos de microlentes. Este tipo de nanotecnologa nos promete nada menos que una revolucin en las tecnologas de los materiales.El solvente de un gel puede tambin bajo ciertas circunstancias retirarse de tal manera que el gel mantenga su volumen original, producindose as un material de alta porosidad y de densidad muy baja, un aerogel.AerogelesLos aerogeles son sustancias que encontramos en nuestra vida cotidiana, por ejemplo el merengue que preparan los pasteleros desde tiempos inmemoriales. Este dulce se hace con clara de huevo, que se azucara, se bate y se cuece. Si lo tocamos notaremos calor en los dedos. Eso se debe a que el aire en el merengue est atrapado dentro de millones de burbujas microscpicamente pequeas. Por eso, no puede circular o no intercambia el calor, de tal manera que el merengue se convierte en un excelente aislador de calor, igual que el polietileno. Los aerogeles a base de vidrio tipo espuma construidos de forma similar tambin resultan aisladores de primera clase.

La clara de huevo es incolora, pero el merengue sale blanco. Eso se debe a la compartimentacin de la clara de huevo batida en burbujas micromtricas. En estructuras de este tamao tan minsculo, la luz se refracta en todos los colores del arco iris, pero el resultado global es blanco. En cambio, los poros de tamao nanomtrico ya no refractan la luz. Por eso, la espuma de vidrio con poros nanomtricos es casi tan clara y transparente como el vidrio normal de una ventana. El doble cristal rellenado de esta espuma resulta un buen vidrio de ventana con un aislamiento trmico excepcional.

Como tales espumas estn compuestas casi exclusivamente de aire, se denominan aerogeles. La denominacin gel viene del proceso de produccin. Para producir un gel, se aade un catalizador a una solucin acuosa de un material adecuado, as se crean minsculas cavidades de paredes muy delgadas, que se unen para crear primero cadenas y luego grupos de cadenas, formando un gel, que, al secarse, se convierte en un aerogel superligero.

El aerogel ms viajero ha sido el utilizado en el analizador de polvo CIDA de Hoerner y SulgerGmbH, que en enero de 2004, despus de viajar durante cinco aos y recorrer una distancia de 3.220 millones de kilmetros, recogi polvo del cometa Wild 2.

Un material constituido de un gran nmero de burbujas tiene una gran superficie interna. La mayor superficie interna posible, es decir, infinito, es la de la esponja Menger, por ello su volumen es cero. La esponja existe solamente en las mentes de los matemticos. La superficie interna real de los aerogeles es, en cualquier caso, bastante grande para producir algunos efectos asombrosos. Un trozo de aerogel a base de carbono del tamao de un azucarillo puede tener una superficie interna de 2.000 metros cuadrados. Esta y otras propiedades proporcionan a los aerogeles de carbono un lugar seguro en la tecnologa energtica del futuro. Por ejemplo, pueden utilizarse para construir condensadores con una capacidad de hasta 2.500 faradios, que sirven de acumuladores para los picos de consumo de energa, como los que se dan en un coche elctrico. Esta espuma genial tambin permitir fabricar mejores bateras de litio, nuevos tipos de pilas de combustible, etc. Pocas veces algo de tan poca sustancia ha mostrado un potencial semejante.Tpico de la nanotecnologa!

Beneficios nanotecnolgicos para la sociedad

La nanoelectrnica

Del ordenador porttil en un estudio a los estudios en un ordenador porttil. Estado de la tcnica cuando un guionista de radio tiene que hacer un programa de cuatro minutos y medio sobre el primer vuelo de los hermanos Wright, con unas pinceladas de ambiente. Qu es lo que hace, si se lo toma con inters y dispone de un ordenador porttil?Primero echa una ojeada al escenario en el que ocurrieron los hechos. En el globo virtual puede ver la localidad de Kittyhawk situada en una franja de tierra de unos kilmetros de ancho a orillas del Atlntico Norte y en los linderos de las Devil Hills, donde seguramente los Wright podan or el retumbar de las olas. Ese ruido de fondo puede obtenerse de los archivos de sonido, junto con la fuerte brisa que soplaba durante el primer vuelo, segn describe la Enciclopedia Britnica, y el siseo de la hierba en las dunas.El motor funcionaba a 1.200 pm., y en los archivos de sonido encontramos un Chrysler de la poca, que zumba profunda y agradablemente.El analizador de espectro del programa de sonido muestra frecuencias plausibles; por ahora, todo va bien. El primer vuelo dur doce segundos, por eso se selecciona un fragmento en que el sonido cae al final, a causa del efecto Doppler cuando el avin pasa el micrfono. Todo ello se pone en el programa de sonido, superpuesto en diferentes pistas. El avin vuela de izquierda a derecha, lo cual puede mostrarse con curvas panormicas. El ronroneo del motor sube y baja, cosa que puede conseguirse con curvas de volumen. Y entonces se ve a Orville Wright, volando de manera muy convincente con el Flyer One sobre las Devil Hills, al igual que el 17 de diciembre de 1903, con el ruido de la resaca y el siseo de la hierba en las dunas de fondo todo ello en el ordenador porttil. (Otros pioneros de la aviacin, como el alemn Gustav Weisskopf, haban volado ya en 1901, aunque no pudieron transformar sus inventos en aplicaciones prcticas.)

Hace veinte aos, esta tarea habra tenido un coste inasequible para una sola persona, y habra requerido toneladas de equipo: hoy, todo lo que se necesita es un ordenador porttil, un pequeo escritorio y algunas horas de tiempo. La enciclopedia se ha puesto en un DVD, que sustituye a 30 pesados tomos y es mucho ms cmoda para una bsqueda rpida que el papel.El programa de sonido viene tambin en forma no tangible en el disco duro y sus numerosas estanteras virtuales ofrecen una gama infinita de efectos. El desarrollo del ordenador moderno ha puesto en marcha una oleada de desmaterializacin, que tambin dar lugar a una reduccin del consumo de energa. La disminucin de los precios del equipo y los programas informticos ha puesto tambin instrumentos maravillosos al alcance de la gente creativa con pocos recursos.

En el futuro, la biblioteca de pulsera no ser nada raro, de la misma manera que no lo sern las comunicaciones mviles interactivas.

Paso a la nanotecnologa!Los prximos aosLa tecnologa de transistores utilizada hoy en los procesadores de los ordenador se llama CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) y se desarroll, entre otras cosas, para los primeros relojes de pulsera electrnicos, porque consuma mucha menos electricidad que los sistemas antecesores. Desde los aos 70, los expertos repiten una y otra vez que la tecnologa alcanzar sus lmites en el plazo de 10 a 15 aos. Es cierto que esta vez la industria electrnica tiene una razn de peso para admitir que se ha roto la tendencia a la continua miniaturizacin de sus componentes: en el avance en el conocimiento del microcosmos, los elementos constituyentes de la materia, es decir su estructura atmica, se van haciendo visibles. Las envolturas electrnicas de los, tomos son, sin embargo, los componentes ms, pequeos que pueden unirse en condiciones normales para formar estructuras tcnicas duraderas. Por tanto, nos encontramos ante un lmite fundamental a la vista: un circuito no puede ser ms delgado que un tomo.

La tecnologa CMOS est ya desde hace tiempo sujeta a lmites, a veces muy curiosos. Los circuitos que conectan los transistores de un microprocesador son ya tan finos que los tomos de aluminio seran inestables en tal aplicacin ya que seran arrastrados por el flujo de electrones como los guijarros en un torrente, fenmeno que los especialistas denominan electromigracin. La respuesta a este problema son los circuitos de cobre, que son incluso mejores conductores y aceleran el flujo de seales en un chip.Actualmente los circuitos se han juntado de tal manera que se crea una capacidad perceptible, como en un condensador. Si no se tuviera en cuenta este efecto en el diseo del chip, ste podra desincronizarse.

Algunos componentes de transistores de chips se estn reduciendo poco a poco a un tamao de menos de 20 nanmetros, con lo cual nos situamos en el mbito de la teora cuntica, donde empieza a entrar en juego el efecto de tnel. Este efecto consiste en que se producen corrientes en los transistores ms grandes donde no debera haber corriente alguna, porque en el sistema de puertas electrnicas se dan fugas. Aunque las corrientes sean minsculas, al haber millones de transistores, se producen considerables prdidas y el procesador se calienta.Adems, estas cargas errticas causan errores lgicos, que pueden ser fatales.

En las estructuras muy finas, el carcter ondulatorio del electrn, descrito por la teora cuntica, empieza a hacerse visible. Muchos cientficos ven esta situacin como una oportunidad de desarrollar un tipo completamente nuevo de electrnica: podra producirse un ordenador cuntico que abrira un universo matemtico totalmente nuevo.

La ley de Moore alcanza su lmiteYa en 1965, Gordon Moore, cofundador de la empresa Intel, encontr que la capacidad de los microprocesadores se duplicaba aproximadamente cada18 meses. Esta ley se est cuestionando actualmente a causa de un problema muy humano. Mientras que se est logrando cerca del 50 por ciento de crecimiento anual en el nmero de transistores de un microprocesador, los analistas se quejan de que la productividad del diseo de chips solamente ha aumentado en un 20 por ciento al ao. La industria ha intentado contrarrestar esta tendencia continuamente aumentando el tamao de los equipos de diseo, que ahora estn compuestos de 250 a 300 personas, llegndose as a una cantidad lmite que ya no se puede gestionar.

Al crecimiento permanente se opone la segunda ley de Moore, segn la cual la disminucin del tamao de las estructuras lleva aparejado un aumento del coste de las instalaciones de produccin. Hasta que estas restricciones limiten de manera duradera el desarrollo futuro, la nanotecnologa continuar desempeando un papel cada vez ms importante en el campo de la nanoelectrnica. De hecho, se fabrican ya CPU actuales con estructuras de menos de 100nm y con ms de 100 millones de transistores. Si est en lo cierto la hoja de ruta de la industria de los semiconductores, cuyos pronsticos se basan, en gran medida, en avances tcnicos realistas, se podrn conseguir estructuras de 45nm en unos aos (2010), lo cual supone ms de mil millones de transistores por microprocesador y abre posibilidades con las que hoy slo podemos soar.

Memoria RAM de cambio de faseLos dispositivos actuales de almacenamiento de datos se basan en diversas tecnologas que tienen sus ventajas y desventajas. Los discos duros magneto-mecnicos tienen una densidad de memoria muy alta y almacenan datos sin necesidad de una fuente constante de corriente elctrica, pero son muy lentos. En cambio, las memorias DRAM (Dynamic Random Access Memory, Memoria dinmica de acceso aleatorio) son rpidas pero necesitan refrescar constantemente los datos utilizando impulsos de corriente elctrica. Las memorias Flash, que se encuentran, por ejemplo, en los lectores de MP3, los telfonos mviles y las cmaras digitales conservan los datos sin un suministro constante de corriente, pero no son tan rpidas como las DRAM y slo pueden usarse aproximadamente 1 milln de veces. Los futuros conceptos nanotecnolgicos de almacenamiento de datos son segn las previsiones actuales las MRAM (Magnetic Random Access Memory, Memoria magntica de acceso aleatorio) y la memoria RAM de cambio de fase, aqu descrita. Estos nuevos conceptos combinarn las ventajas previamente mencionadas: alta densidad de memoria, velocidad, retencin de datos sin suministro de corriente y larga vida til.

La materia slida puede presentarse en dos formas extremas: en estado cristalino, donde los tomos se disponen ordenadamente como los pinos en una explotacin forestal, o en estado amorfo, donde se sitan irregularmente. Entre los slidos amorfos comunes se incluyen ciertos tipos de vidrio, como el vidrio de cuarzo. La misma sustancia, el dixido de silicio, puede encontrarse en su forma cristalina en el comercio de minerales, donde se la conoce como cristal de roca. De estas dos formas, la amorfa y la cristalina, se oir hablar mucho ms en adelante, porque sern probablemente la gran memoria del futuro. Algunos slidos se prestan mejor que otros a pasar del estado amorfo al cristalino y viceversa; este cambio de fase, que se logra generalmente mediante el calor, ha encontrado una amplia aplicacin en los sistemas de almacenamiento ptico. Por ejemplo, cuando se graba un DVD regrabable, una capa especial en el DVD cambia su fase a nivel local de cristalina a amorfa mediante el choque trmico de un impulso de lser, modificando as sus propiedades de reflexin, para poder escribir una configuracin de bits legible. Una exposicin ms larga y ms fuerte al lser transforma de nuevo las partes amorfas en cristalinas para poder volver a escribir el DVD.

Los materiales de cambio de fase, sin duda alguna, tienen por delante una larga carrera en el campo de las memorias RAM de cambio de fase. En stas no se efecta el cambio de fase por un procedimiento ptico sino electrnico. Mediante impulsos elctricos cortos se consigue un material amorfo con alta resistencia elctrica, y con impulsos ms largos, el material se vuelve cristalino con una resistencia baja.La informacin se interpreta en funcin de la resistencia, alta o baja, de los elementos de memoria.

Con las memorias RAM de cambio de fase deberan conseguirse densidades de almacenamiento que permitiran almacenar un terabit en una superficie del tamao de un sello diez horas de vdeo sin comprimir de la mejor calidad. Los ordenadores porttiles que tengan esta tecnologa comenzaran simplemente de nuevo donde su dueo se hubiese parado y ya no sera necesario iniciarlos de nuevo.

Adelante con las tres dimensiones.Los chips crecen en alturaLos rascacielos fueron la solucin econmica dada la escasez de suelo en Manhattan cuando hubo que construir nuevas oficina y viviendas.Naturalmente, la idea de la tercera dimensin tambin se les haba ocurrido a los diseadores de microprocesadores, pero los intentos en este sentido fracasaron debido a toda una serie de problemas.

Sin embargo, ahora parece que la empresa Infineon AG de Mnich ha encontrado un camino hacia la tercera dimensin porque ha logrado producir nanotubos de carbono (CNT, Carbon Nanotubes) sobre obleas (placas de silicio pulidas en las que se colocan los chips). Los nanotubos de carbono son conductores de primera clase y, por ello, producen poco calor residual. Tambin pueden utilizarse como conexiones (VIA), que pueden tambin soportar tensiones mecnicas, entre los diversos niveles de los circuitos de un microprocesador. A largo plazo, los investigadores de Infineon consideran posible desarrollar una autntica tecnologa tridimensional para los microprocesadores con la ayuda de los CNT, sobre todo porque los CNT, al ser excelentes conductores de calor, podran tambin disipar el calor del interior de los chips tridimensionales.

La espintrnica: computar con el spin de los electrones

Los componentes espintrnicos podran provocar una autntica revolucin, que relegara la ley de Moore a un futuro bastante lejano. Estos componentes, adems de las propiedades elctricas del electrn, tambin hacen uso de sus caractersticas magnticas, su spin.El spin de los electrones se manifiesta como un momento magntico diminuto, que reacciona de una manera compleja en presencia de otras condiciones magnticas, y puede as utilizarse para funciones electrnicas. Una aplicacin de la espintrnica o magnetoelectrnica forma ya parte de nuestra vida cotidiana: los nuevos discos duros tienen cabezales lectores de capa fina a base de vlvulas de spin, que gracias a la magnetorresistencia gigante descubren mbitos magnticos muy pequeos, permitiendo densidades muy altas de almacenamiento.

En las MRAM, los chips con memorias magnticas, la informacin se almacena en el spin de las capas magnticas. Este avance es de gran inters para la memoria central permanente y podra llevar a largo plazo a la sustitucin de los discos duros, que funcionan mecnicamente.

Tambin se estn estudiando las posibilidades de aplicar la tecnologa espintrnica a los ordenadores cunticos, por ejemplo, en la Universidad de Wrzburg.

Nanotecnologa para la vida cotidiana y del futuroPara que la nanotecnologa entre a formar parte de nuestra vida cotidiana, nada externo debe cambiar radicalmente. A la gente le seguir gustando sentarse en la terraza de un caf, incluso ms que ahora, si cabe, porque al rugido de los motores de combustin interna suceder un zumbido y un siseo discretos, como el de las mamparas de la nave espacial Enterprise cuando se cierran. El hedor de la gasolina quemada habr sido sustituido por un olorcillo ocasional, apenas perceptible, de metanol, el carburante de las pilas de combustible. El servicio ser muy rpido: la introduccin del pedido en la carta electrnica pondr en movimiento directamente la cocina. La factura se pagar de manera muy simple: tocando con una tarjeta de pago el smbolo euro impreso en un ngulo de la carta. Las propinas an se darn en metlico porque el tintineo suena muy bien, pero las monedas sern mucho ms higinicas porque estarn recubiertas de nanopartculas antibacterianas. Las ventanas de los cafs se habrn convertido en algo muy costoso porque cumplirn muchas funciones, con lo cual resultar que, al final, saldrn baratas ya que sern resistentes a la suciedad y al rayado, se oscurecern cuando haya demasiada luz, convertirn automticamente la luz en electricidad y se transformarn en una gigantesca pantalla cuando haga falta (ser divertido sentarse en un caf o delante de l con otra gente para ver el campeonato del mundo).

Con la nanoelectrnica madura son concebibles dispositivos de una elegancia seductora, como un autntico PDA (ayudante digital personal) en un formato de tarjeta de crdito (no es porque no pueda fabricarse en un tamao ms pequeo, por supuesto, sino porque las manos humanas necesitan algo manejable).

El aparato podra ser un monolito negro mate sin estructuras reconocibles, su superficie negra recogera la luz solar y la convertira en electricidad; sera a prueba de rasguos y estara cubierto con una capa finsima de diamante, debajo llevara una fina capa piezo-cermica que convertira el sonido en electricidad y viceversa para permitir la comunicacin oral. Naturalmente, tambin sera capaz de transferir datos por ondas de luz y de radio.

Este aparato tambin podra ver mediante una lente plana y un microprocesador convertidor de imagen de alta resolucin, se iluminara a voluntad como pantalla de visualizacin, y podra convertirse en grabadora, cmara, lector de vdeo, aparato de televisin, telfono mvil, y, mediante el GPS, en sistema de orientacin, todo en uno. Adems, si se le pidiese, sera capaz de leer, traducir y explicar el men en un caf de Pars, luego encargara en francs coloquial y finalmente pagara la factura.

Naturalmente, el aparato reconocera las voces y huellas digitales de las personas autorizadas para usarlo, protegindolas as de cualquier uso malintencionado.

Movilidad

La nanotecnologa aplicada al automvilHoy en da pueden hacerse parabrisas resistentes al rayado con recubrimientos a base de partculas duras nanomtricas producidas mediante las tcnicas de sol-gel. Estos recubrimientos son completamente transparentes porque las nanopartculas son tan pequeas que no dispersan la luz. El principio se aplica ya a las gafas, aunque todava no se ha perfeccionado. A la capa de recubrimiento podra drsele una estructura de hoja de loto que facilita el auto limpiado de la suciedad.

Los parabrisas con recubrimientos de nanopartculas podran tambin ayudar a la climatizacin del coche reflejando la radiacin trmica y luminosa en mayor o menor medida mediante un control electrnico. Aplicada a las oficinas, esta tecnologa contribuira a ahorrar enormes cantidades de energa.

La iluminacin necesaria en los coche se genera hoy ya en buena medida a base de nanotecnologa: como todo diodo emisor de luz (LED), los diodos de alto rendimiento para luces de freno cuentan con sistemas de capa nanomtricos muy precisos que convierten la electricidad en luz con gran eficacia. Otro ventaja es que los LED convierten la electricidad en luz visible al ojo humano casi inmediatamente, mientras que las luces de freno convencionales con bombillas necesitan un poco ms de tiempo. La diferencia puede significar varios metros de distancia de frenado de ms o de menos. La luminosidad de los LED es tan grande actualmente que, agrupados, pueden servir para las luces de cruce.

La pintura podra tambin disearse nanotecnolgicamente de manera que actuase como un conjunto de clulas solares (una opcin que todava no se ha desarrollado). La corriente as generada se utilizara para recargar la batera cuando se aparca el vehculo, cosa que ya se puede hacer con las clulas solares convencionales, o para mantener el interior fresco utilizando una bomba de extraccin de calor. La bomba podra a su vez consistir en un sistema de capas semiconductoras de tipo nanotecnolgico sin ninguna parte mvil. Si se hace al revs y el considerable calor residual del motor de combustin se hace pasar por este semiconductor, este calor se convierte de nuevo en electricidad

Catalizadores de oroLa nanotecnologa puede tambin ayudar al oro a emprender una nueva carrera. Mientras que el oro en su estado natural es muy inferior al platino como catalizador, el oro en nanopartculas sobre un material poroso portador constituye un catalizador muy prctico para coches, que, incluso durante el arranque en fro, convierte los xidos nitrosos y el monxido de carbono en sustancias inofensivas. El oro en nanopartculas tambin es muy prometedor como posible catalizador para las pilas de combustible. Todos estos progresos naturalmente tambin beneficiarn a otros medios de transporte que no tienen nada que ver con el coche. Las bicicletas por ejemplo se prestan muy bien a las aplicaciones de la nanotecnologa, especialmente las pilas de combustible y las clulas solares. As se podra crear un mvil eterno, que viajara silenciosamente propulsado slo por la luz, el aire y el agua, tan ligero como una pluma gracias a su cuadro de nano-fibra de carbono, sus luces LED y otros inventos.

Oro contra el mal olorLos catalizadores a base de nanopartculas de oro tambin se estn probando actualmente para combatir los malos olores. En pequeos sistemas de aire acondicionado como los de los coches, pueden evitar los olores producidos por las bacterias del sistema. En Japn estos sistemas estn ya en servicio en los retretes.

Nanotecnologa en la gasolineraLos conductores pueden encontrar ya esta tecnologa de microsistemas en las gasolineras de las autopistas. Los orinales de los lavabos ms avanzados estn equipados con sensores que sealan cualquier aumento de temperatura a un sistema electrnico, lo cual provoca una descarga de la cisterna. La corriente elctrica requerida la suministra una miniturbina movida por el chorro de agua de la descarga. A diferencia de los dispositivos con sensores infrarrojos, este sistema no puede bloquearse con un simple chicle.

Los orinales nanotecnolgicos funcionan, de una manera ms simple y, a la vez, ms compleja que los aparatos con sensores infrarrojos. Gracias al efecto de loto en las paredes del orinal, el lquido se escurre fcilmente, luego se filtra a travs de una capa fluida anti-olor y desaparece, se supone, sin dejar ningn rastro; aunque, habr que ver en la prctica hasta qu punto es as. Naturalmente, esta tecnologa tambin es adecuada para las viviendas.

Las pilas de combustible: un dispositivo con mil aplicacionesLas pilas de combustible son semejantes a las bateras: generan electricidad. Sin embargo, mientras que los ingredientes qumicos de una batera se agotan tarde o temprano, la pila de combustible se carga constantemente de una sustancia qu genera energa.Esta sustancia puede ser hidrgeno puro u otro gas o lquido que contenga hidrgeno, como gas natural o aceite de colza. En los ltimos dos casos, hay que separar el hidrgeno en un reformador antes de que pase a la pila de combustible. Cuando el hidrgeno y el oxgeno se combinan, se transfieren electrones del hidrgeno al oxgeno. En la pila de combustible, estos electrones se desvan a un circuito exterior, accionando as un motor u otro dispositivo. El producto de reaccin que se obtiene no es ms que agua pura.

Las pilas de combustible ofrecen un alto nivel de rendimiento, que, segn el tipo, es en gran parte independiente del tamao. Se fabrican en muchas variantes diversas. Las aportaciones de la nanotecnologa a estos sistemas pueden ser muchas, por ejemplo: pelculas cermicas, superficies nanotexturadas y catalizadores de nanopartculas.

En los ltimos aos se han dedicado alrededor de seis a ocho mil millones de dlares al desarrollo de la tecnologa de las pilas de combustible en todo el mundo, y no hay razn alguna para poner en duda que esta tecnologa dar buenos resultados. Estos callados suministradores de electricidad pueden fabricarse en tamaos que van de un sello a un contenedor y su utilizacin no se limita, ni muchos menos, al automvil. Para los pequeos consumidores, podra utilizarse una mezcla no inflamable de metanol y agua como fuente de hidrgeno, que se cargara en los supermercados.

La pila de combustible ayudar al motor elctrico a recuperar su posicin de vanguardia como el mejor de todos los motores posibles (el primer coche elctrico circul ya en Pars en 1881). Slo el motor elctrico puede trabajar con un rendimiento de ms del 90%, y slo l puede funcionar como generador y, al mismo tiempo, convertir la energa cintica en energa elctrica, por ejemplo cuando frena el coche. Naturalmente, los materiales magnticos de gran calidad de los nuevos motores y generadores elctricos estn tambin compuestos por nano-cristales.

La saludConsecuencias de un desayuno en el 2020:Hay ms caf? Por supuesto. Y zumo de naranja? Naturalmente. Pero podra haber algo muy especial en el envase, como una lengua electrnica en su interior, que probase el zumo para comprobar que no se haya estropeado.O un sensor en el exterior, que determinara cualquier posible falta de calcio u de otra sustancia a partir del sudor de los dedos que sostienen el envase, falta que podra tratarse mediante comida funcional: O un queso de cabra convencional la etiqueta OLED (diodo orgnico emisor de luz) del envase recomendara el ms indicado.

El espejo del cuarto de bao puede estar equipado con tecnologa nanoelectrnica, de manera que d al usuario la informacin que se le pida, aunque, probablemente, se mostrara bastante reservado sobre el zumo de naranja, porque est azucarado, y ya se sabe que el azcar provoca caries. Otra aplicacin de la nanotecnologa al cuarto de bao: una crema dental (ya disponible) que contiene partculas nanomtricas de apatita y protena, el material natural de los dientes, que ayuda a repararlos.

Existe tambin ya una crema de da que contiene nanopartculas de xido de zinc para combatir las radiaciones ultravioleta dainas. Al ser nanopartculas, son completamente invisibles, por eso la crema no es blanca, sino completamente transparente.

Espas en la yema del dedoCon la nanotecnologa, la nanoelectrnica y la tecnologa de microsistemas se obtendrn aparatos de anlisis complejos que sern asequibles para los particulares. En adelante, bastar con un pinchazo minsculo en el dedo para hacerse un anlisis de sangre. Est bien el nivel de colesterol? Se sita el nivel de azcar dentro de lo normal? Los resultados se enviaran por correo electrnico al centro nanomdico ms cercano, al que podra pedirse un anlisis ms exacto y donde, si es necesario, podra prepararse una medicacin completamente individual en micro-reactores. En el cuerpo, la medicacin transportara nanopartculas recubiertas de tal manera que nicamente actuasen contra el foco de la enfermedad, consiguiendo as una precisin total en la administracin del medicamento.Los mdicos siguen este tema con gran inters.

Pastillas supramolecularesLa administracin de los medicamentos puede ser extremadamente sofisticada. Estaran transportados en molculas huecas supramoleculares (que se estn desarrollando), es decir, en contenedores a escala nanomtrica con antenas a las cuales se adhieren protenas sensoras similares a anticuerpos. Cuando entran en contacto con estructuras tpicas del agente que provoca la enfermedad, por ejemplo, la superficie de clulas cancergenas o bacterias, se acoplan a stas y envan una seal a la molcula hueca, que entonces se abre y libera su contenido. Con tal nanotecnologa, podran administrarse los medicamentos en altas dosis directamente al foco de la enfermedad, sin perjudicar al resto del organismo.

Partculas magnticas para la terapia del cncerCon trucos similares pueden dirigirse tambin partculas magnticas de tamao nanoscpico a los focos cancerosos, que luego se calentaran mediante un campo electromagntico alterno destruyendo as el tumor. Las nanopartculas son tambin capaces de traspasar el filtro denominado barrera sangre-cerebro, por lo cual pueden emplearse contra los tumores cerebrales. Esta tcnica, denominada hipertermia mediante fluido magntico fue desarrollada por un grupo de trabajo bajo la direccin del bilogo Andreas Jordania. Los ensayos clnicos estn comenzando ahora.

Torniquetes en un chipLa tecnologa de microsistemas y la nanotecnologa, cuyos lmites son borrosos, sern de gran provecho en el sector mdico, ya que servirn para miniaturizar y abaratar las tcnicas existentes, a veces por un factor de cien mil o ms.Tendremos as, entre otras cosas, mquinas muy complejas que podran analizar millones de clulas, como las clulas sanguneas, clasificndolas vivas segn determinadas caractersticas a una velocidad de miles por segundo. El procedimiento sera el siguiente: se aaden anticuerpos a la sangre, que se adhieren a las clulas que interesa, y slo a stas; estos anticuerpos llevan un tinte, que se ilumina o se hace fluorescente bajo la luz de un lser. En el clasificador de clulas, stas, encerradas en gotitas, pasan bajo el lser y, cuando se enciende la seal fluorescente, un campo elctrico dirige la gotita y con ella las clulas a un receptculo (esta tcnica se ha tomado en parte de la impresora de chorro de tinta).Los clasificadores de clulas son dispositivos muy sofisticados que, combinan la micromecnica, la ptica y la electrnica ms refinada, y, por ello, son muy caros. La nanotecnologa reducir estos clasificadores de clulas del tamao de un torniquete a las dimensiones de un sello, llegando, quizs, a hacerlos incluso desechables. De esta manera, se acelerar notablemente el progreso mdico.

Todava se prevn nanotecnologas ms complejas para el laboratorio-en-un-chip.Segn los investigadores ms destacados, se podran manejar millones de nanodispositivos que se coordinaran para hacer su trabajo. Los chips tendran varios centmetros cuadrados de superficie, gigantescos en comparacin con las nanomquinas que alojaran, debido a que los lquidos, que en el nanocosmos se hacen tan viscosos como la miel, tendran que circular dentro de ellos, y por tanto necesitaran espacio para fluir. El laboratorio-en-un chip revolucionar la biologa, si se puede utilizar el nanolaboratorio para seguir paso a paso lo que ocurre en cada clula. Al final, se reconstruira una especie de vdeo: un vdeo de la vida. Y no bastara con la simple observacin de la clula, sino que se podra incluso pincharla para ver cmo reacciona, descifrando as el misterio de la vida.

NeuroprtesisActualmente se est probando una aplicacin muy exigente de las tecnologas de microsistemas y la nanotecnologa, el injerto de retina adaptativo. Esta tcnica tiene por objeto recuperar la visin parcial en casos de ceguera causados por la retinitis pigmentosa. El sistema consiste en una cmara minscula colocada en la montura de unas gafas, que transmite imgenes a un procesador de seales especial de tipo adaptativo. El procesador transmite estos datos sin hilos al interior del ojo enfermo, donde se ha colocado una pelcula flexible con electrodos miniaturizados. Estos electrodos estn en contacto con la retina y le transmiten el estmulo. Si estas pruebas tienen xito, ste ser el primer interfaz hombre-mquina mundial para la vista. Hace tiempo ya que la sordera se viene tratando mediante injertos en el caracol del odo interno. Con la nanotecnologa, podrn mejorarse constantemente los injertos de este tipo.

Asistencia a domicilioUna mejor nutricin y una asistencia mdica cada vez ms completa estn prologando la longevidad de la poblacin. Sin embargo, esta evolucin, muy deseable en s misma, tiene tambin sus desventajas puesto que cada vez habr ms gente que necesitar algn tipo de ayuda. L nanoelectrnica puede aportar esta ayuda, para ello se estn estudiando ideas como sensores y miniordenadores entretejidos en la ropa que permitiran la supervisin continua del estado de salud de las personas mayores (pulso, respiracin y metabolismo). Si hay un problema, un aparato, denominado MediVest, informa automticamente al mdico de cabecera o a la familia. Tambin puede localizarse al paciente mediante un mdulo GPS o Galileo (Galileo es el futuro sistema europeo de localizacin), igualmente integrado.

Enfermeras automticasLa vieja Europa todava tiene una actitud bastante reservada respecto a la asistencia mediante mquinas; en cambio, en Japn los robots mviles se estn acercando a la etapa industrial de produccin en serie. Es muy posible que esto permita desarrollar sistemas automticos de asistencia para nuestra vida cotidiana; en todo caso, se est trabajando en ello. La robtica podr incorporar sin ningn problema el constante aumento del rendimiento de la capacidad de computacin de la nanoelectrnica.

Energa y medio ambiente

La nanotecnologa est insuflando nueva vida en muchas viejas ideas que haban fracasado debido a la ineficiencia de los materiales disponibles. Una de ellas es la idea de la generacin de electricidad por procedimientos termoelctricos: Electricidad a partir del calor, calor a partir de la electricidad: la termoelectricidad

En Europa, alrededor del 10 por ciento de la corriente elctrica producida se utiliza para la iluminacin. Los LED (diodos emisores de luz) pueden producir actualmente luz blanca y, por eso, pueden sustituir a la tecnologa convencional. Esta sustitucin dara lugar a un ahorro considerable, porque estos diodos slo necesitan alrededor del 50 por ciento de la energa que consume una bombilla normal para producir la misma cantidad de luz. La Agencia Federal del Medio Ambiente alemana (Umweltbundsamt) ha calculado que, en el sector de la iluminacin, existe un potencial de ahorro de energa del 77%.

En los hogares europeos hay millones de televisores de tubos de rayos catdico que pronto sern sustituidos por aparatos con la tecnologa LCD (pantalla de cristal lquido) y, a ms largo plazo, tambin la tecnologa OLED (diodo orgnico emisor de luz). Ambas tecnologas tienen un potencial de reduccin del consumo de energa del 90 por ciento. Los LED y los OLED se producen con la ayuda de la nanotecnologa. Si millones de hogares ahorran algunos kilovatios cada uno, el resultado se mide en gigavatios: la capacidad de varias centrales elctricas.

Las prestaciones de las pilas de combustible pueden regularse rpidamente y fcilmente. Se estn utilizando ya en las viviendas los primeros calentadores de gas natural equipados con pilas de combustible, que generan tanto el calor como la electricidad de manera regulable. Cuando estos calentadores estn instalados en millones de hogares, podrn combinarse a travs de la red elctrica e Internet constituyendo as centrales elctricas virtuales con una capacidad mxima terica de centenares de gigavatios. A largo plazo, el gas natural podra sustituirse por hidrgeno obtenido de fuentes renovables. La nanotecnologa puede contribuir a estos avances con nuevos materiales y catalizadores.

Las membranas cermicas con poros nanoscpicos son cada vez ms importantes en el tratamiento de lquidos y tambin para el suministro de agua potable.Con estas membranas pueden filtrarse las bacterias y los virus de manera muy simple.

La nanotecnologa convertir la energa solar en lucrativa. Los semiconductores de indio, galio y nitrgeno han demostrado ya que permiten construir clulas solares con una eficiencia del 50%. Sin embargo, la eficiencia es slo un criterio, la nanotecnologa tambin permitir abaratar de manera drstica el coste de los colectores de luz mediante la tecnologa de capa fina o de partculas. Las muestras de laboratorio de pelculas de clula solar, producidas con tcnicas de capa similares a las utilizadas para los LED y OLED, ofrecen a un rendimiento de 100 vatios por 30 gramos de material. Esta radical disminucin del consumo de materias primas en la produccin energtica la ha conseguido en Leipzig la empresa Solarion.

Los investigadores de Siemens afirman que las clulas solares orgnicas ms recientes, que pueden imprimirse sobre pelculas de plstico y son muy baratas, dan un rendimiento del cinco por ciento. La capa fotoactiva tiene un grosor de slo 100 nanmetros y actualmente se ha conseguido ya una duracin de varios miles de horas de luz solar.

Hay una amplia gama de efectos fsicos conocidos, de los que el pblico en general apenas es consciente, que se han aprovechado con xito modesto en algunos segmentos de mercado.Por ejemplo, la bolsa refrigeradora para coches, que enfra conectndose con el sistema de alimentacin de corriente del vehculo. Dentro de la bolsa, invisible, est la herencia que nos ha legado Jean Charles Athanase Peltier, un sabio francs que en 1834 descubri el efecto que ahora lleva su nombre: un flujo de corriente a travs del punto de contacto entre dos metales diferentes produce calor en un lado del contacto y fro en el otro. Trece aos antes, el alemn Thomas Johann Seebeck haba descubierto el efecto inverso, por el que un flujo de calor a travs del punto de contacto entre dos metales distintos genera una corriente.Estos dos ilustres varones reverdecen hoy sus laureles gracias a la nanotecnologa, que, por fin, hace posible desarrollar nuevos materiales con los cuales se aprovechan ambos efectos con buenos niveles de eficiencia.

Para la produccin de tales materiales se emplean mquinas como las utilizadas para fabricar los LED. Estas mquinas aplican una capa de cinco nanmetros de telururo de antimonio sobre una capa de un nanmetro de telururo de bismuto y van repitiendo esta operacin hasta que se crea una pelcula semiconductora que habra hecho las delicias de Peltier y Seebeck: cuando la electricidad pasa a travs de estas capas, un lado se calienta y el otro se enfra. La pelcula puede estructurarse con mucha precisin, por lo que resulta muy adecuada para enfriar chips de manera muy precisa o hacer funcionar minsculos reactores en un laboratorio- en-un-chip, en el que se reproduce DNA mediante un cambio rpido de temperatura. Es perfectamente concebible que, dados los grandes aumentos de eficiencia que se estn consiguiendo, los elementos Peltier se conviertan en la opcin tecnolgica de toda la industria del fro. Por otra parte, el que disponga de fuentes baratas de calor, como el calor geotrmico, puede producir electricidad a precios muy rentables con estas capas termoelctricas. Islandia podra convertirse en un potentado de la energa, gracias al hidrgeno generado por procedimientos electrolticos.

En la industria qumica, estas tcnicas podran transformar cantidades enormes de calor residual en electricidad, de manera silenciosa, eficiente y casi invisible, en definitiva, pura nanotecnologa!

Energa termofotovoltaicaLa tcnica termoelctrica no es el nico medio de convertir elegantemente el calor residual en electricidad. El procedimiento termofotovoltaico (TPV) utiliza la radiacin trmica, la radiacin infrarroja de los objetos calientes, que es invisible. La nanotecnologa se aplica a las estructuras de los emisores, que adaptan el espectro de la fuente de calor a la sensibilidad espectral de las clulas termofotovoltaicas.

Nanotecnologa para el deporte y el ocioEl refinamiento continuo de la tecnologa, que alcanza hoy en da la escala nanomtrica, est dando nueva vida a viejas ideas que haban fracasado anteriormente. Entre ellas la de aprovechar la energa solar para volar.

En junio de 1979, Bryan Allen atraves el Canal de La Mancha pedaleando un planeador, el Gossamer Albatros. Los nuevos materiales haban permitido al constructor del aparato, Paul MacCready, construir la ligersima estructura del Gossarmer Albatros. En 1981, se logr tambin hacer un vuelo de larga distancia impulsado slo por energa solar, aunque el avin, el Solar Challenger, fuera terriblemente frgil.

Un premio que da alas a la innovacin: Al principio de los aos 90, en memoria del infortunado pionero de la aviacin Albrecht Ludwig Berblinger (el sastre de Ulm ), el ayuntamiento de Ulm organiz un concurso para desarrollar un avin solar de tipo prctico. En julio de 1996, se alz claramente con el premio el planeador de motor caro II, construido por la Universidad de Stuttgart.

La NASA ha diseado como sustituto de los satlites un avin solar experimental, el HELIOS, que vuela durante el da mediante la energa solar y por la noche gracias a un conjunto recargable de pilas de combustible. La altitud mxima alcanzada ha sido de casi 30.000 metros.

En 2003, se reunieron en Suiza expertos en termodinmica, aerodinmica, sistemas elctricos, materiales compuestos, energa fotovoltaica, conversin de energa y simulacin por ordenador campos todos ellos en los que se aplica la nanotecnologa a fin de discutir un proyecto destinado a lograr el despegue de las nuevas tecnologas para asegurar un futuro compatible con el medio ambiente, despegue en el sentido literal de la palabra: aproximadamente para el 2009, este ambicioso proyecto aspira a llevar a Bertrand Piccard y Brian Jones, que ya dieron una vuelta al mundo en globo en 1999, de nuevo alrededor de la Tierra, pero esta vez en un avin propulsado nicamente por energa solar y sin paradas!

El proyecto podra ganar para estas nuevas tecnologas el respeto que merecen, y tambin dar lugar a toda una gama de nuevos vehculos, como aviones propulsados por la energa solar y guiados por ordenadores, por sensores y por GALILEO. Estos aparatos podran volar silenciosamente y sin emitir gases, pilotados incluso por legos en el arte de la aviacin. La libertad de movimiento no tendra lmites en los cielos. En los lagos, como el de Mecklenburgo, quizs se deslizarn tambin un da los catamaranes solares. Los pedelecs, bicicletas asistidas por un motor elctrico, ayudarn a las personas mayores, que, sin esa ayuda, tendran dificultades para desplazarse en bicicleta. En muchos lugares, se estn impulsando los pequeos vehculos elctricos para impedir que las ciudades de zonas de rpida industrializacin desaparezcan bajo una nube de humos de escape.

Oportunidades y riesgosEl potencial de la nanotecnologa para hacer el bien o, al menos, para obtener beneficios es sin duda inmenso. Debido a las innovaciones en muchos campos de aplicacin, se piensa que esta tecnologa tiene un potencial comercial enorme.Existen ya varios centenares de empresas en Europa que se dedican a aplicaciones comerciales de la nanotecnologa, dando trabajo a decenas de miles de empleados, generalmente muy cualificados. A este respecto, los cientficos y los hombres de negocios son unnimes: la nanotecnologa es mucho ms que una nueva moda publicitaria.

Demasiado bueno para ser verdad? La idea de una super-plaga, posible al menos en teora, ha hecho ya su entrada en la literatura: ste es el tema del bestseller Presa de Michael Crichton. En esta novela, las nanopartculas inteligentes se unen en enjambres creando seres semiinteligentes que se apoderan de sus creadores. Otra visin sombra es la del nano-profeta americano Eric Drexler, que considera el mundo amenazado por la llamada plaga gris (gray goo), una nube gris de nano-robots descontrolados.

Eric Drexler considera posible construir robots de millonsimas de milmetro, programables y capaces de crear sustancias nuevas y de mayor tamao a partir de las materias primas y sostiene que, si este proceso se descontrolara, creara, en vez de algo maravilloso, esta pasta gris (la grey goo), que podra ser contagiosa y peligrosa tanto para el hombre como para las mquinas.

La mayor parte de los expertos no se toman en serio esta idea. Por ejemplo, Richard Smalley, el ganador del Premio Nobel de Qumica de 1996, destaca que la especificidad de los enlaces qumicos impide que todos los tomos o molculas se combinen entre s.

Slo eso hara la idea de un nano-robot, es decir, de un robot nanoscpico o montador, muy poco probable. Pero es que, adems, si este montador quisiera crear materia uniendo tomos, tendra que utilizar unos dedos, que, a su vez, consistiran en tomos y tendran que tener necesariamente un grosor mnimo.

Pero no slo habra que agarrar el tomo seleccionado, durante el montaje habra que controlar todos los tomos de un nanmetro cbico y entonces aqu el problema de los dedos gordos. A ste hay que aadir el problema de los dedos pegajosos: los tomos agarrados, segn su tipo, no podran cogerse y depositarse sin ms, sino que empezara, a formar enlaces, fenmeno bien conocido en nuestra vida cotidiana: no es tan fcil coger de nuevo una bolita que se pega a un dedo. Y stas son objeciones fundamentales que no pueden eludirse fcilmente. Los nano-robots mecnicos son, por tanto, imposibles. Richard Smalley tiene razn. El temor a que ejrcitos de nano-mquinas descontroladas puedan asolar el mundo transformndolo en un mejunje gris carece de fundamento.

Lo que s parece ms plausible es que las nanopartculas puedan provocar efectos no deseados en el medio ambiente y las personas. Por ejemplo, las nanopartculas podran ser dainas para la salud debido a su minsculo tamao, que incluso les permite penetrar en las clulas del cuerpo humano y hasta saltar las barreras biolgicas (como la barrera sangre-cerebro). Dado que las nanopartculas, al igual que otros polvos ultrafinos, como el holln del gasleo de los coches, son sustancias con efectos desconocidos, hay que llevar a cabo primero investigaciones cientficas para cerciorarse de que sean seguras. Hasta ahora, se sabe muy poco sobre la seguridad de los nanopartculas, por eso losnano-investigadores y los toxiclogos tienen que a cabo los experimentos necesarios para encontrar respuesta lo antes posible a los problemas planteados.Sin embargo, los riesgos parecen ser controlables, puesto que las nanopartculas que se encuentran en la naturaleza son sumamente pegajosas: se agrupan muy rpidamente en grumos de mayor tamao, de los que el cuerpo puede librarse muy fcilmente.Sabemos ya que algunas nanopartculas no son dainas para la salud. Por eso se utilizan en las cremas de proteccin solar como factor de proteccin contra la luz o se mezclan con otros materiales a los que van enlazadas de manera que el usuario ni siquiera entra en contacto con ellas. La industria tambin est aplicando las medidas de seguridad adecuadas para evitar cualquier riesgo sanitario a sus clientes o empleados.

Mientras que las visiones sobre los nano-robots son hipotticas, las promesas de los especialistas en materiales que trabajan a escala nanoscpica parecen muy reales. Los primeros productos estn ya ah, como los cabezales lectores de disco duro, de alta sensibilidad, a base de capas finas de veinte nanmetros de grueso o menos. La nanoelectrnica forma parte ya de todos los ordenadores porttiles.Como tecnologa potente que es, la nanotecnologa tendr tambin naturalmente efectos secundarios, haciendo superfluas muchas tareas simples. En su lugar surgirn nuevos sectores de actividad, como la formacin continua, por ejemplo, que cada vez es ms importante y que, con la ayuda de la nanotecnologa, incluso puede ser divertida.

Conclusiones

La nanotecnologa es el estudio, diseo, creacin, sntesis, manipulacin y aplicacin de materiales, aparatos y sistemas funcionales a travs del control de la materia a nano escala.

La nanotecnologa en sntesis nos llevara a la posibilidad de fabricar materiales y mquinas a partir del reordenamiento de tomos y molculas.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minscula de tomos y molculas, demuestra fenmenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, cientficos utilizan la nanotecnologa para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades nicas.

La nanotecnologa puede resolver muchos problemas humanos: con esto nos referimos a que la nanotecnologa permitira a las personas pudiesen vivir en alojamientos ms dignos con sistemas mejores de alcantarillados para una mejor salud.

La nanotecnologa es muy beneficioso para la humanidad ya que se puede resolver varios problemas y los ms importante que se pueden combatir puede ser el tratamiento contra las enfermedades

Las herramientas de la medicina numerosos pequeos sensores, ordenadores y diversos aparatos implantables de bajo coste permitirn un control continuo sobre la salud de pacientes as como tratamiento automtico.

Un nuevo avance tecnolgico podra ayudar a eliminar aquellos tumores que caracterizan el cncer de pecho, prstata y pulmn. La nanotecnologa se sumara as a otros tratamientos contra los cnceres ms convencionales como la quimioterapia y la radioterapia.

Referencias

http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_responsable http://www.monografias.com/trabajos90/sobre-nanotecnologia/sobre-nanotecnologia.shtml#ixzz308pri3vj

GlosarioPila de combustible: Dispositivo en que el hidrgeno y el oxgeno (generalmente del aire) reaccionan sin combustin formando agua y produciendo energa elctrica con un alto grado de rendimiento.Filamentos del biso: Hilos tcnicamente muy complejos creados por los mejillones para fijarse a las superficies. Son tan elsticos como el caucho en un extremo y tan rgidos como el niln en el otro.NTC: Nanotubos de carbonoCluster: Agrupacin de partculas minsculas, en este caso tomos. Los clusters generalmente tienen propiedades diferentes de las que ofrece la forma slida del mismo material, entre otras cosas porque contienen una mayor proporcin de tomos superficiales.Diatomeas: Organismos unicelulares minsculos que viven en agua dulce y salada, con un esqueleto muy complejo de cido silcico (dixido de silicio ms agua). Las diatomeas realizan la fotosntesis y por tanto tienen tambin estructuras conductoras de la luz.DNA: cido desoxirribonucleico. Molcula gigante en forma de doble hlice que contiene informacin para la construccin de un organismo y frmulas para multitud de protenas.ESEM: Microscopio electrnico de barrido medioambiental, microscopio electrnico de barrido especial que permite la entrada de aire y humedad en el soporte de la muestra. Con este microscopio, no hay que tratar especialmente las muestras, por ejemplo, con vapor de oro.Forisomas: fitoprotenas as denominadas a partir de la palabra latina que significa hoja de puerta, estas protenas se estn investigando como posibles msculos artificiales nanoscpicos.Lser de electrones libres: Aparato que genera luz de lser mediante un haz de electrones acelerado a lo largo de un tubo de vaco.Doblador de frecuencia: Aqu, material que duplica la frecuencia de la luz, por ejemplo convirtiendo la luz infrarroja en luz verde.Semiconductor: Material cuyas propiedades elctricas pueden variarse de manera que funcione como aislador o como conductor. Los semiconductores se han convertido en uno de los componentes ms importantes de productos industriales modernos como los ordenadores y los telfonos mviles.Laboratorio en un chip: Microprocesadores muy complejos, actualmente en su fase final de desarrollo, que con la ayuda de la micromecnica, los microfluidos, los nano-sensores y la nanoelectrnica pueden llevar a cabo anlisis complejos de clulas para los que todava hoy se requieren los recursos de un instituto de investigacin completo. El nombre tambin se utiliza para portadores de objetos microscpicamente impresos relativamente simples.Leucocitos: Clulas sanguneas blancas que defienden el organismo absorbiendo cuerpos extraos en la sangre como virus y bacterias, as como restos de clulas y clulas cancergenas, o que, como linfocitos, producen anticuerpos. Los anticuerpos son molculas adhesivas muy especficas.Hilo de fibra ptica: Hilo que conduce la luz a distancias largas mediante un material sumamente transparente, generalmente para la trasmisin de datos, pero cada vez ms, tambin, para la transmisin de energa.Litografa: Se usa aqu en el sentido de tcnica de produccin de estructuras microscpicas, generalmente mediante una capa fotorreactiva, que se marca con haces de luz o electrones y se revela, ocultando o dejando expuestas, segn se desee, partes de la superficie para el grabado y y otros procesos.Mscara: Especie de plantilla con las estructuras de un chip que se transfiere mediante tcnicas litogrficas a una oblea.Campos de microlentes: Elementos micropticos, que son importantes, por ejemplo, para la transmisin de informacin mediante la luz.Micelas: Estructuras esfricas minsculas que se utilizan en la naturaleza, en este caso por los mejillones, como contenedores.Fase: Se usa aqu en el sentido de situacin o estado, como ordenado/aleatorio o cristalino/amorfo Fotosntesis: Las plantas verdes, las algas y las cianobacterias (algas azules) obtienen su energa de la fotosntesis. Con la ayuda de la luz del sol, convierten el dixido de carbono y el agua en azcares y oxgeno.La fotosntesis funciona con un rendimiento energtico primario asombroso: ms del 80 por ciento.Cristales piezoelctricos: Los elementos piezoelctricos generan electricidad cuando se comprimen o se estiran, produciendo, por ejemplo, chispas en encendedores electrnicos. Inversamente, un cristal piezoelctrico puede ser conformado por una corriente elctrica a una escala de fraccin del dimetro de un tomo.Protenas: Molculas de grandes dimensiones producidas por los ribosomas de la clula a partir de aminocidos. Estas molculas actan en las clulas en parte como herramientas nanoscpicas y en parte como armazn de todos los tejidos, desde las lentes del ojo a las uas. Actualmente se trabaja en descifrar, la suma de todas las protenas y sus interacciones en una clula. Estos trabajos estn todava en una fase inicial.Ordenador cuntico: Ordenador que utiliza las reglas propias de la mecnica cuntica para solucionar problemas, como la codificacin de informacin, que son prcticamente irresolubles con ordenadores convencionales. Se encuentra todava en la etapa terica.Reflectinas: Protenas especiales utilizadas por los organismos para crear estructuras que reflejen la luz.Ribosomas: Nanomquinas que pueden producir multitud de protenas y estn controladas por una tira de ADN que lleva la informacin gentica.Radiacin de rayos X: Radiacin electromagntica de onda corta, utilizada entre otras cosas en el anlisis de estructuras de cristal para determinar la forma nanoscpica de las molculas.Corriente de tnel: Corriente que tericamente no debera fluir porque atraviesa un espacio aislante, pero que se produce en el nanocosmos, aunque entonces depende mucho del tamao del espacio. Este efecto ha hecho posible el microscopio de barrido de efecto tnel.Radiacin ultravioleta: Radiacin de onda corta que permite la produccin de estructuras de microprocesador muy finas.Enlace Van der Waals: Enlace qumico dbil entre molculas, cuya causa ltima son las propiedades de los espacios vacos de las molculas. Los enlaces Van der Waals tambin determinan las propiedades del agua y, por tanto, de todos los procesos vitales.

Anexos

El profesor Berndt de Kiel ha utilizado tomos de manganeso para