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Son materiales producidos intencionadamente, que presentan una o ms dimensiones en la nano escala (que va de 0.2 nanmetros a 100 nanmetros). Los materiales pueden presentar caractersticas nuevas realzadas como la flexibilidad, fortaleza, conductividad, tensin superficial e inclusive el color.LOS NANOMATERIALES

Los materiales a nanoescala tienen una mayor rea superficial en relacin con los volmenes similares de materiales a mayor escala lo que significa que tienen mayor superficie disponible para interaccionar con los materiales que los rodean.Qu hay de especial en la nano escala?

Existen dos tipos de mtodos de fabricacin o enfoques:

Top-down, Reduccin del tamao. Logra la miniaturizacin de estructuras a escala nanomtrica. Permite la produccin de gran variedad de microsistemas o micro mquinas, la mayora de estos mtodos de fabricacin provienen de la industria microelectrnica. Es el tipo de nanotecnologa mas frecuente en la actualidad.Bottom-up, Auto ensamblado. Parte de una estructura nanomtrica y comienza un proceso de montaje que crea un mecanismo mayor. Comnmente, se conoce este auto ensamblado como nanotecnologa molecular.

CLASIFICACION DE LOS NANOMATERIALESSEGN LA ISO/TS 80004-1:2010.

SEGN LA AGENCIA DEL MEDIO AMBIENTE (EPA) DE EUA.Basados en carbono, estn compuestos mayoritariamente por carbono y suelen adoptar formas como esferas huecas, elipsoides o tubos. Los nanomateriales de carbono con forma elipsoidal o esfrica se conocen como fullerenos, mientras que los cilndricos reciben el nombre de nanotubos. Estas partculas tienen muchas aplicaciones posibles, incluido el desarrollo de recubrimientos y pelculas mejoradas, materiales mas ligeros y resistentes y diversas aplicaciones en el campo de la electrnica.

Basados en metales, estos nanomateriales incluyen puntos cunticos, nanoparticulas de oro y plata y xidos metlicos como el dixido de titanio.

Dendrmeros, son polmeros de tamao nanomtrico construidos a partir de unidades ramificadas. La superficie de un dendrmero tiene numerosos extremos de cadena, que se pueden adaptar para desempear funciones qumicas especificas. Esta propiedad se podra utilizar tambin para la catlisis. Adems, debido a que los Dendrmeros tridimensionales contienen cavidades interiores en las que pueden introducir otras molculas pueden ser tiles para la administracin de frmacos.

Compuestos, combinan las nanoparticulas con otras nanoparticulas o con materiales de mayor tamao. Las nanoparticulas, como arcilla a nanoescala, ya se estn aadiendo a numerosos productos, desde piezas de automviles a materiales de empaquetados, para mejorar sus propiedades mecnicas, trmicas, protectoras, etc.

APLICACIONES TECNOLOGICAS DE LOS NANOMATERIALESFULLERENOSLos fullerenos son la tercera forma mas estable del carbono, tras el diamante y el grafito. Se presentan en forma de esferas, elipsoides o cilindros, los esfricos reciben a menudo el nombre de buckyesferas y los cilndricos el de buckytubos o nanotubos. Son muy reactivos debido a la estabilidad de los enlaces, y son tambin muy poco solubles en la mayora de disolventes. Ejemplos de fullerenos se incluye:Buckyball fullerenos: C26, C36, C50, C70, C72, C76, C80, C82, C84 y C60.Nanotubos.Mega tubos.Polmeros.Nano Cebollas.Vinculados bola y cadena dmeros.Anillos fullerenos.Grafeno.

Una aplicacin actual es el uso del fullereno C60 en la fabricacin del aceite TECHNOS C60 5W40. Una pelcula de lubricante, una zona de molculas polares mas la molculas fullereno C60 como mecanismo de proteccin total.Acta de la manera siguiente:

La formula POLAR PLUS forma una pelcula molecular lubricante.La molcula FULLERENCE C60 acta como nanorodamientos interponindose entre las partes metlicas, reduciendo friccin y aumentado la potencia del motorEl FULLERENCE C60 adicionado a la FORMULA POLAR PLUS asegura prestaciones netamente superiores respecto a los lubricantes convencionales

NANOTUBOSEn qumica se denominan nanotubos a estructuras tubulares cuyo dimetro es del orden del nanmetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro, pero generalmente el termino se aplica a los nanotubos de carbono o CNTs. Es la primera sustancia conocida capaz de sustentar indefinidamente su propio peso, una condicin necesaria para la construccin de un ascensor espacial.

PUNTOS CUANTICOSLos puntos cunticos o tomos artificiales son nanoestructuras creadas en el laboratorio que miden millonsimas de milmetros. Son construidos en el laboratorio partiendo de unos pocos tomos, con tcnicas que manipulan la materia a escalas de nanmetros. A esas dimensiones el material se convierte en una matriz sobre la que han crecido estructuras, como pirmides o montaas, formadas por un poco o cientos de miles de tomos.

Los puntos cunticos que tienen mas o menos el tamao de las protenas, se les puede pegar anticuerpos capaces de reconocer compuestos, clulas o virus. Muchos investigadores planean usarlos como marcadores de clulas cancerosas. Tambin han sido usados en plantas, adheridos a una protena que a su vez se pega al polen.

APLICACIONES DE LOS PUNTOS CUANTICOS:

Optoelectrnica: con los puntos cunticos de materiales semiconductores, como arseniuro de indio o fosfuro de indio, se fabrican diodos de laser emisores de luz mas eficientes que los usados en lectores de CD, de cdigos de barras y dems. As que se esperaba que acaben sustituyndolos a corto plazo.

Biomedicina: en este caso, los puntos cunticos no estn integrados en una matriz sino que son cristales independientes, pero su fundamento y sus propiedades fsicas son las mismas. Los puntos cunticos emiten luz brillante y muy estable. Con ellos se obtienen imgenes de mucho contraste usando lseres menos potentes, y no existen el temor de que se apaguen. Adems, la longitud de onda tan especifica a las que brillan evita las superposiciones, y permite teir a la vez muchas mas estructuras que con los mtodos de tincin tradicionales.

Paneles solares experimentales: su fabricacin es mas barata y pueden hacer su trabajo en combinacin con materiales como conductores polmeros, que tambin son de produccin barata. Un punto polmero cuntico funcionando podra colocar, eventualmente, a la electricidad solar en una posicin econmica igual a la electricidad del carbn. DENDRIMEROSUn dendrmero es una macromolcula tridimensional de construccin arborescente. Entre las propiedades mas importantes se encuentran las siguientes: a) Baja temperatura de transicin vtrea. b) Baja viscosidad intrnseca. c) Alta solubilidad. d) Capacidad de formar complejos huesped-anfitrion. Existe una gran cantidad de dendrmeros sintetizados: poliamidas, polipropil-1-amina, polieteres, polisteres, polialcanos, polifenilenos, polifenilacetilenos, polisilanos,etc.

Las principales aplicaciones y usos potenciales de los dendrmeros son: revestimiento, agente activador de superficies, catalizadores, modificador de viscosidad, sensor al responder a estmulos, termoplstico, nuevos materiales elctricos, aplicacin en medicina farmacia y agente descontaminante.

APLICACIONES MEDICAS:

Los dendrmeros pueden ser utilizados como agentes teraputicos, antivirales, antibacterianos. Adems de su actividad microbicida, tambin tiene actividad antiinflamatoria, haciendo que mejore sus propiedades profilcticas de infeccin frente al VIH aumentan significativamente en presencia de procesos inflamatorios.

NANOCOMPOSITOSLos materiales compuestos se forman bsicamente por la unin de dos o mas materiales con el fin de conseguir con la combinacin de propiedad mecnicas y de conduccin ideales (por ejemplo mayor rigidez o dureza, resistencia mecnica, resistencia a la corrosin, menos peso, alto poder ablasivo, ser un buen conductor trmico, lumnico o acstico), que no es posible con los materiales originales. Pueden clasificarse de la siguiente manera:Nanocompositos de matriz cermica.Nanocompositos de matriz metlica.Nanocompositos de matriz polmero.

APLICACIONES DE LOS NANOCOMPOSITOS:

Naturalnano, en rochester, N.Y, se encuentran en el proceso de comercializar sus masterbatches de nanotubos de Pleximer, empleados para incrementar la resistencia y flexibilidad de aplicaciones de nylon y polipropileno, a la vez que reducen el peso y los costos necesarios de capital. Son nanotubos de arcilla del tipo halloysita, funcionalizados, concentrados, y mezclados con varios materiales polimricos.

Solvin, esta empresa lanzo el nanocompuesto NanoVin, que combina PVC y nanoparticulas de arcilla para mejorar las propiedades de viscosidad, flujo y plasticidad de material. De acuerdo con la empresa el NanoVin es un material inteligente pues su viscosidad se reduce cuando se aplica un esfuerzo cortante e incrementa cuando el esfuerzo se remueve. Estas propiedades son interesantes para aplicaciones en contacto con el cuerpo humano en cojinera o tapicera de la industria automotriz, o en aplicaciones de imitacin de cuero.

Toyota, ha sido una de las automotrices mas adelantadas con la experimentacin con nanotecnologa. Hace mas de una dcada introdujo en la industria automotriz un compuesto de nylon con nanoarcillas en las bandas de engranaje de distribucin, logrando mayor estabilidad y resistencia al calor.

LOS NANOMATERIALES Y EL MEDIO AMBIENTEAPLICACIONES UTILES EN EL MEDIO AMBIENTEMembranas mejoradas con porosidad, morfologa y superficie para el tratamiento del agua.Nanoparticulas de dixido de titanio y nanotubos de carbono actuando con contaminantes en agua con fines de adsorcin (es un proceso en el cual un contaminante soluble es eliminado del agua por contacto con una superficie solida) y agregacin.Uso de dixido de titanio en la purificacin de agua y aire.Empleo de hierro a nanoescala para adsorcin y destruccin de contaminantes orgnicos en agua.Uso de nanotubos de carbn para remover plomo en agua, y ensayos respecto a otros metales.

PROCUPACIONES MEDIOAMBIENTALESToxicidades de partculas y fibras provenientes de nanomateriales.El ciclo de vida de los nanomateriales.El destino de material contaminante por adsorcin desde el agua.Biodegradabilidad y persistencia de nanomateriales basados en polmeros.Relanzamiento de nanomateriales txicos al ambiente.La efectividad de los mtodos de remocin de nanomateriales txicos del ambiente.Uso mal intencionado de los nanomateriales.Se ignora hasta el presente el impacto nano sobre la salud; la clula es un mbito nano, a nivel del ncleo, de las mitocondrias del retculo endoplasmatico, donde estos materiales pueden actuar.Los estudios toxicolgicos revelan resultados preocupantes, especialmente por las reacciones inflamatorias en los tejidos pulmonares sometidos a nanoparticulas de carbono.

METODOLOGIAS PARA LA EVALUACION DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LAS NPSEn relacin a los efectos ambientales, uno de los retos a los que se enfrentan los investigadores es el conocimiento en detalle de los efectos de estas partculas sobre el medio ambiente as como su implicacin en la cuantificacin del impacto ambiental.

ANALISIS DEL CILCO DE VIDA (ACV), es la metodologa mas comnmente utilizada para la evaluacin del impacto ambiental de los productos, procesos, servicios o actividades. De hecho, se trata de un mtodo cuyos requisitos se recogen en normas internacionales ISO.

EVUALUACION DE RIESGOS QUIMICOS (RA), es posible identificar la ecotoxicidad de una sustancia.

La tendencia actual es la integracin de esta evaluacin en el mtodo de ACV para evaluar el impacto ambiental de un nanomaterial.PRINCIPIOS PARA LA SUPERVISION DE NANOTECNOLOGIA Y NANOMATERIALES

RIESGOS PARA LA SALUDLos estudios experimentales en animales demuestran que la respuesta biolgica a ciertas NPs es mayor que para las mismas en tamaos convencionales, debido al aumento del rea superficial, adems por su solubilidad, forma, carga, superficie qumica, propiedades catalticas, contaminantes adsorbidos y grado de aglomeracin.Las vas respiratorias constituyen la principal va de entrada de las nanoparticulas en el organismo, depositndose en los diferentes compartimientos del sistema respiratorio.La penetracin transcutanea de nano objetos es todava una hiptesis objeto de estudio, aunque se puede pensar que las NPs penetraran con mayor facilidad.Las NPs atraviesan las barreras biolgicas (nasal, alveolar) mediante un proceso conocido como translocacin, pudiendo pasar a la sangre y linfa y migrar por todo el organismo.

NANOMATERIALES USADOS COMUNMENTETipo de productoNombre, producto y fabricanteNano-contenidoPropsitoSuplemento NutricionalPolvo nano-farmacutico,Microhidrin, RBC lifesciences.Jaulas moleculares de 1 a 5 nm, hechos de complejo hbrido-slice mineral.Microhidrin de tamao nano, tiene potencia incrementada y biodisponibilidad. Exposicin a humedad libera iones H y acta como un poderoso antioxidante.Bebida nutricionalChocolate oat, mezcla para bebida nutricional, Toddler Health.Partculas de hierro de 300 nm.Partculas de hierro de tamao nano han incrementado la reactividad y la biodisponibilidad.Material en contacto con alimentos (equipo de cocina)Tabla de corte de nano, plata, A-Do global.Nano partculas de plata.Han incrementado propiedades antibacteriales.Material en contacto con alimentos (vajilla)

Mug para bebe de nano, plata, Baby DreamNano partculas de plata.Han incrementado propiedades antibacteriales.Empaque de comidaAdhesivo para contenedores de hamburguesa, McDonald.Nano esferas de almidn de 50 nm a 150 nm.Requieren menos agua y por lo tanto menos tiempo y energa de secado.Empaque de comidaEmpaque plstico Duretham, BayerNano partculas de slice en un nano compuesto basado en polmero.Previene la penetracin de oxigeno y gas al empaque, extendiendo la vida del producto sobre el mostrador.CONCLUSIONESPodemos hablar de los efectos positivos debido al uso intencionado de ciertos nanomateriales en el medio ambiente. Estos efectos positivos intencionados, serian ejemplo la descontaminacin de suelos mediante el uso de nanoparticulas, especialmente diseadas para degradar ciertos productos txicos, luego estaran los efectos positivos secundarios, o sea aquellos que los nanomateriales pueden producir sin haber sido diseados para ello.

Podemos reconocer que en estos momentos, los reglamentos y leyes estn orientados a facilitar el desarrollo de la nanotecnologa y de sus aplicaciones en productos de consumo. Esto deber generar enormes avances tecnolgicos y beneficios econmicos, aunque tambin podra generar en el futuro severos problemas ambientales y de salud. Esperemos que la legislacin y reglamentos pertinentes se desarrollen a tiempo.