miércoles, 13 de julio de 2016

Nanotecnología Nanociencias

Nanotecnología

¿Qué es la Nanotecnología?

La palabra "Nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología - historia de la nanotecnología).

Nanotecnología. Concepto.

 
La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: 
La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala. 

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc.

Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.

La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler , se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of Creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute. 





1. NANOTECNOLOGÍA
  1. ¿QUÉ ES LA NANOTECNOLOGÍA? • La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican a un nivel de nana escala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis, nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología
  2. TIPOS DE NANOTECNOLOGÍA • NANOTECNOLOGÍA HUMEDA • NANOTECNOLOGÍA SECA • NANOTECNOLOGÍA SECA Y HÚMEDA • NANOTECNOLOGÍA BUTTON UP • NANOTECNOLOGÍA TOP DOWN
  3. NANOTECNOLOGÍA HUMEDA • La nanotecnología húmeda va dirigida al desarrollo de sistemas biológicos para la manipulación de material genético, membranas, enzimas y componentes celulares, y todo sistemas que necesite un medio acuoso. También se basan en organismos vivientes cuyas formas, funciones y evolución, son gobernados por las interacciones de estructuras de escalas nanométricas.
  4. NANOTECNOLOGÍA SECA • Derivada de la ciencia de superficies y química física, la nanotecnología seca se centra en la fabricación de estructuras de carbón (por ejemplo fullerees y nanotubos), silicio y otros materiales inorgánicos. Permite el uso de metales y semiconductores, que poseen electrones que proporcionan las propiedades físicas que resultan interesantes para aparatos electrónicos, magnéticos y ópticos. En le lenguaje de difusión, "Nanotecnología seca" se emplea frecuentemente al referirse al diseño de dispositivos mecánicos diminutos pero tradicionales con pequeñas cantidades de átomos.
  5. NANOTECNOLOGÍA SECA Y HÚMEDA • Las últimas propuestas tienden a usar una combinación de la nanotecnología húmeda y la nanotecnología seca • Una cadena de ADN se programa para forzar moléculas en áreas muy específicas dejando que uniones covalentes se formen sólo en áreas muy específicas. • Las formas resultantes se pueden manipular para permitir el control posicional y la fabricación de nano estructuras. 
  6. NANOTECNOLOGÍA BUTTON UP • Nanotecnología molecular, se centra en la construcción de estructuras y objetos a partir de sus componentes atómicos y moleculares; este tipo de nanotecnología es acogida como el enfoque principal de la nanotecnología ya que ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera precisa
  7. NANOTECNOLOGÍA TOP DOWN • Se trata de diseñar y miniaturizar el tamaño de estructuras para obtener a nano escala sistemas funcionales, algunas de sus aplicaciones se presentan de forma clara en la producción de nano electrónica (miniaturización de sistemas electrónicos a nano escala).
  8. NANOTECNOLOGÍA BENEFICIOS: MEDICINA • Las nanotecnologías moleculares tendrán muchos impactos sobre el sector de la medicina en general. • El mundo de la medicina es muy complejo, por lo que todos los beneficios de la nanotecnología para medicina tardarán en hacerse evidentes. No obstante, otros beneficios llegarán de forma inmediata. • Las herramientas de la investigación y la práctica de la medicina serán menos costosos y más potentes. Investigación y diagnóstica serán más eficaces, lo que permitirá una capacidad de respuesta más rápida para tratar nuevas enfermedades. • Numerosos pequeños sensores, ordenadores y diversos aparatos implantables de bajo coste permitirán un control continuo sobre la salud de pacientes así como tratamiento automático. Serán posibles diversos tipos nuevo de tratamiento. • Y mientras los costes de la medicina bajan y el tratamiento de enfermedades más seguro, así sus beneficios serán experimentados por muchas más personas en todo el mundo.
  9. LA NANOTECNOLOGÍA Y EL CÁNCER • La nanotecnología tiene numerosos usos posibles en la investigación del cáncer. En particular, esta tecnología puede facilitar la investigación y mejorar el estudio de imágenes moleculares, la detección temprana, la prevención y el tratamiento del cáncer. • Facilita la investigación: La nanotecnología ofrece una variedad de herramientas capaces de observar células individuales y rastrear el movimiento de células—e incluso el demoléculas individuales—dentro de su entorno. El uso de dichas herramientas permitirá que los investigadores puedan estudiar, observar y alterar los múltiples sistemas que fallan en el proceso de aparición del cáncer.
ESTUDIO MOLECULAR CON IMÁGENES Y DETECCIÓN TEMPRANA • La nanotecnología tiene la posibilidad de ayudar a los facultativos a detectar el cáncer en su estadio inicial. La detección de marcadores biológicos con el uso de nanotecnología podría permitir que los médicos vean células y moléculas que no son detectables a través de métodos convencionales de estudios por imágenes. Además, las nanopartículas fotoluminiscentes podrían ayudar a los oncólogos a distinguir visualmente entre células cancerosas y células sanas.
  •   PREVENCIÓN Y CONTROL • : Los avances impulsados por las iniciativas del Instituto Nacional del Cáncer (NCI) en proteinómica y bioinformática permitirán que los investigadores identifiquen marcadores de predisposición al cáncer y lesiones precancerosas. • La nanotecnología puede entonces utilizarse para crear dispositivos capaces de señalar cuándo dichos marcadores aparecen en el cuerpo y administrar sustancias para revertir cambios precancerosos o destruir aquellas células que podrían convertirse en cáncer.
  • TERAPÉUTICA • Debido a su capacidad multifuncional, los nanodispositivos pueden contener tanto sustancias dirigidas como cargas terapéuticas para producir altas concentraciones de un fármaco anticanceroso determinado en el sitio donde se encuentra el tumor. Estas altas concentraciones locales tienen la posibilidad de incrementar la eficacia delmedicamento quimioterapéutico para combatir el cáncer y lograr una reducción del tumor con dosis menores. Los nanodispositivos ofrecen también la oportunidad de crear nuevas modalidades terapéuticas, combinar una sustancia de diagnóstico o marcadora de imágenes con un fármaco y determinar si el fármaco actuó en su objetivo predeterminado. Es posible que la nanoterapia “inteligente” pueda facilitar a los médicos la capacidad de calcular cuánto "tiempo" toma la liberación de un fármaco anticanceroso o administrar múltiples fármacos en secuencia a intervalos regulados o a distintas zonas del cuerpo. 
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    Avances en Nanociencia y Nanotecnología beneficiarán a la Industria venezolana

    La Nanotecnología es la manipulación de la materia a una escala muy pequeña para poder inferir en lo grande. En Venezuela los avances en Nanociencia y Nanotecnología permitirán apalancar el proceso de industrialización para darle valor agregado a la materia prima

    Este lunes 27 de octubre inició el Foro 2014 nanoSUR, el cual se llevará a cabo hasta el 31 de este mes  en los salones del Hotel Gran Meliá de Caracas, el  evento  es organizado por el Ministerio del Poder Popular para Educación Universitaria, Ciencia y Tecnología (Mppeuct), a través del Observatorio Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Oncti) con el apoyo del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (Ivic) y la Fundación Instituto de Estudios Avanzados (Idea), la actividad cuenta con la participación de representantes nacionales e internacionales, especialistas en la materia, quienes realizan diferentes ponencias.
    Como parte de las actividades -que se tienen previstas realizar en el marco del evento-, está el Taller de la Comunidad Nanosur, el III Seminario Internacional de Nanotecnología y Sociedad de América Latina, El Congreso Venezolano de Nanociencia y Nanotecnología y el Concurso Nanoarte.
    El presidente del Oncti, Anwar Hasmy,  agradeció la presencia de las diferentes autoridades de la Nanotecnología, tanto de países latinoamericanos así como de Asia, África y Europa. "Esperamos que este encuentro sea una semilla entre las distintas sociedades de Nanotecnología para la promoción de un conocimiento emergente que puede ofrecer oportunidades y desafíos que debemos abordar".
    En este sentido explicó que, el tema será abordado desde diferentes enfoques. "Es importante que entendamos que para dar pasos en este conocimiento es necesario entender y promover la cooperación como mecanismo para acelerar los desarrollos en esta materia, por esto es importante propiciar estos espacios de intercambio como una estrategia beneficiosa".
    Hasmy recordó que este foro surge de una propuesta realizada en la reunión de Ciencia y Tecnología del Mercosur, realizada en Caracas, donde se planteó la posibilidad de crear una comunidad de Nanotecnología, una red de redes, que permitiera dar sostenibilidad a las redes existentes para el intercambio de los países de Latinoamérica y otras partes del Mundo.
    El Taller Comunidad Nanosur tiene como objetivo presentar las fortalezas y avances de las instituciones y redes de Nanociencia y Nanotecnología. Asimismo, la realización del Primer Congreso que ofrecerá sesiones científicas, el III Seminario abarcará regulaciones e implicaciones sociales de la Nanotecnología para tenerla de manera responsable y sostenible.
    Entre algunos de los ponentes internacionales que asisten al Foro 2014 nanoSUR están Sara Aldabe, de Uba-Conicet y Guillermo Venturuzzi, de la FAN, Argentina; Juan Rodríguez, de la UNI de Perú; Pedro Serena, de Csic, España; Édgar González, de la Red Nanocolombia; Saúl Cabrera, Red Materiales de Bolivia; Victor Guerrero, EPN de Ecuador, entre otros.
    La Nanociencia y la Nanotecnología es un conocimiento emergente que surge de la fusión de varias disciplinas que permite explicar problemas complejos de la sociedad que abarca distintos sectores Salud, Ambiente, Energía, Comunicaciones. En Venezuela los avances en esta materia permitirán apalancar el proceso de industrialización para darle valor agregado a la materia prima.

    Nanotecnología beneficios: Medicina

    La Nanotecnología molecular tendrán muchos impactos sobre el sector de la medicina en general.
    El mundo de la medicina es muy complejo, por lo que todos los beneficios de la nanotecnología para medicina tardarán en hacerse evidentes. No obstante, otros beneficios llegarán de forma inmediata.
    Las herramientas de la investigación y la práctica de la medicina serán menos costosos y más potentes. Investigación y diagnóstica serán más eficaces, lo que permitirá una capacidad de respuesta más rápida para tratar nuevas enfermedades.
    Numerosos pequeños sensores, ordenadores y diversos aparatos implantables de bajo coste permitirán un control continuo sobre la salud de pacientes así como tratamiento automático. Serán posibles diversos tipos nuevo de tratamiento.
    Y mientras los costes de la medicina bajan y el tratamiento de enfermedades más seguro, así sus beneficios serán experimentados por muchas más personas en todo el mundo. 


    Beneficios de la Nanotecnología: agua

    Unos cuantos problemas básicos crean grandes sufrimientos y tragedia. Según este el Banco Mundial, el agua es una de las grandes preocupaciones de las Naciones Unidas. Casi la mitad de la población mundial no tiene acceso a un sistema básico de sanidad, y casi 1,5 billones de personas no tienen acceso a agua limpio, agua potable.
    De todo el agua consumido en el mundo, el 67% se utiliza para la agricultura y el 19% para la industria. El uso doméstico cuenta por menos del 9%.

    La fabricación molecular podría reemplazar a un gran porcentaje de la producción industrial. Se podría trasladar gran parte de la agricultura a invernaderos. El agua de uso doméstico se puede tratar y reciclar.
    Si se adoptasen estos pasos, se podría reducir el consumo del agua por al menos un cincuenta por cien y, probablemente, hasta por un noventa por cien.
    Enfermedades relacionadas con el agua suponen la causa de la muerte de miles, tal vez decenas de miles de niños cada día. Todo esto se podría prevenir con tecnología básica, tecnología que se puede fabricar de forma muy económica si las fábricas son económicas y portátiles.
    La nanotecnología molecular puede ofrecer oportunidades similares en muchos otros ámbitos.
    Hoy en día mucho agua se desperdicia porque es casi, pero no cien por cien, puro. Tecnologías de tratamiento eléctrico mecánicos sencillas y fiables pueden recuperar agua contaminada para uso del sector agrícolo o incluso para el uso doméstico. Estas tecnologías solo requieren fabricación inicial además de una fuente modesta de energía. Filtros físicos con poros de una escala nanométrica pueden eliminar el 100% de bacterías, virus y hasta prions. Una tecnología de separación eléctrica que atrae a los inoes a láminas supercapacitor pueden eliminar sales y metales pesados.
    La capacidad de reciclar el agua de cualquier fuente para cualquier uso podría ahorrar enormes cantidades de agua y permitir el uso de recursos de agua hasta ahora no aprovechables. Esto también podría eliminar el tipo de contaminación "rio abajo"; es decir que un filtro de agua totalmente eficaz es capaz de asumir la regeneración de aguas "sucias" de actividades agrícolas e industriales. Siempre y cuando se controlan los residuos, el agua se puede filtrar, conentrar y hasta purificar y utilizarse de forma rentable.




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