NTRODUCCION.

En este trabajo de investigacin presentamos las diferentes aplicaciones de la nanotecnologa tanto como su influencia y la importancia que ahora tiene dentro de nuestra vida cotidiana, se desarrolla el tema con la explicacin de lo antes mencionado, los productos donde encontramos nanomateriales y de qu forma nos ayudan.Se muestran los principales nanomateriales como lo son los nanotubos y las buckybolas, el negocio que estos representan para las empresas, su auge comercial y las formas en que se pueden presentar, las diferentes producciones y algo de la historia con respecto a las cantidades producidas de nanotubos de algunos aos a la fecha.Concluimos con la presentacin de las aplicaciones actuales que encontramos con nanomateriales y las aplicaciones estimadas para el futuro con este tipo de materiales.

Qu es la nanotecnologa?Se destaca a menudo, pero vale la pena decirlo una vez ms, que los materiales nanoscpicos estn en uso desde hace algn tiempo. Retrocediendo en el tiempo varios siglos, el colorante utilizado en algunas piezas de cermica de la edad media y creado ex profeso para hacer vidriera deriva de las propiedades de materiales nanoscpicos.Igualmente, las partculas nanoscpicas que se encuentran en forma natural en ciertas arcillas y lantnidos son utilizadas desde tiempo por algunas industrias de la construccin. (FIG 1.1)FIG 1.1semuestran losprimeros tipos de nanotecnologaen los colorantes dealgunas piezas de cermica.

Loque distinguen a la nanociencia y la nanotecnologa de estas formas tempranas de aplicacin es la comprensin de qu los materiales actan de forma que los hacen debido a propiedades que se manifiestan escala nanoscpicas pero no a escala microscpica o escalas mayores, y el intento sistemtico de predecir, controlar y explotar estas propiedades.En si lananotecnologa 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.(FIG 1.2)

FIG 1.2 Nanotecnologael estudio,diseo, creacin, sntesis,manipulacin y aplicacin demateriales.

A todos los efectos, reconoce la derrota de la definicin de Drexlerbasada en el visionario documento fundacional de la nanotecnologa, una conferencia pronunciada en 1959 por el premio nobel Richard Feynman. Para Drexler, a la visin de Feynman prev el desarrollo de nanomquinas capacesde construir nanomquinas y otros productos controlando los tomos de uno en uno . Algo muy parecido a esta definicin estaba implcito en la forma de pensar del gobierno norte americanocuando el presidente Clinton puso en marcha el instituto Nacional de Nanotecnologa, segn Drexler. (FIG 1.3)

FIG 1.3Richard Feynman defendi y propuso el estudio y practica de nanotecnologa

Desde entonces el termino ha sido inapropiadamente utilizado y tergiversado debido a que, por inters comercial, se ha malinterpretado al conceptotratando de aprovechar el prestigio que da y se lo ha despojado del hecho desagradable de que sus promesas lo son a lo largo del trmino y de los peligros y temores que genera. Escribe Drexler: El Doctor Samuel I. Strupp, de la Northwestern University, da como ejemplos de la nanotecnologa: pigmentos de las pinturas; herramientas cortantes y recubrimientos resistentes a la erosin; frmacos y medicamentos; partculas nanoscopicas y componentes delgadsimos en dispositivos electrnicos; pulimentos para joyera, cristales pticos y semiconductores. Cualquier conexin de esta miscelnea de tecnologas y un programa de investigacin inspirado en la visin de Feynman es casi imperceptible.(FIG 1.4)

FIG 1.4 pigmentos de las pinturas, frmacos y medicamentos, cristales pticos. Cualquier conexinde esta miscelnea de Nanotecnologa

DESARROLLO DE LA NANOTECNOLOGAEl Problema de la definicin no es meramente semntico. Acuar y mantener una definicin de nanotecnologa ampliamente aceptada tendra importantes consecuencias en su comercializacin. Si bien hubo movimientos en este sentido, en el momento de redactar este ensayo no exista una calcificacin omnicomprensiva de la nanotecnologa en las importantes oficinasde patentes del mundo. Tampoco existen la categora nanotecnologa en clasificaciones mercantiles como las que utilizan los ndices burstiles del FTSE. Ello es importante porque sugieren que no hay una industria o sector nanotecnolgico identificable como tal, sino ms bien un amasijode aplicaciones reales o potenciales que abarcan muchas otras industrias y sectores.

Hayindicios de que las aplicaciones e la nanociencia tiene cierta coherencia, especialmente si tenemos en cuenta que el uso de los trminos Nanociencia y Nanotecnologa est bastanteextendido, y de que hay una batalla sobre el empleo de los mismos. Otro indicio aun ms concreto es el hecho de que la comunidad financiera est tratando de definirel sector para despus seguirle la pistaMerril Lynch tiene un ndice Nanotecnolgico de veinticinco compaas involucradas en la produccin de semiconductores, instrumentaciones, sensores, diagnostica y una amplia gama de otras actividades, y los beneficios futuros de las cuales se considera que dependen estrechamente del proceso de la nanotecnologa. Otro indicio es la emergencia de ncleos geogrficos de expertos, posibles precursores de un Silicon Valley del siglo XXI.(FIG 1.5)

FIG 1.5 se observa los grandes cambios que puede hacer lananotecnologa en estasramas de la ciencia

Los ingenieros que actualmente estn descubriendo que necesitan saber algo del trabajo a escala nanoscpicas aun siguen vindose a s mismo como trabajadores de la industria militar, qumica, automovilstica y electrnica- y no de la industria nanotecnologa.(FIG1.6)

FIG 1.6 Ingeniero electromecnico

Aplicaciones de la NanotecnologaLos primeros frutos de la aplicacin deliberada de la nanotecnologa llevan ya algn tiempo en los estantes de las tiendas, y es muy probable que la introduccin de nuevas aplicaciones comerciales no se haga esperar mucho. De hecho ha sido la introduccin sin debate de nanomateriales en productos de consumo lo que hasta la fecha ha suscitado la mayor preocupacin respecto a la falta de regulacin. La campaa para el etiquetaje de los alimentos genticamente modificados o que contenan ingredientes genticamente modificados fue muy vocinglera y pronto lleg a los estamentos ms altos de la diplomacia comercial. De momento no se ha producido nada parecido con respecto a los nanomateriales. (FIG 2)

FIG 2Aplicaciones de laNanotecnologa

En el ao 2004 la pgina web del grupo ETC reprodujo un documento de unas ocho pginas de la Agencia Norteamericana de Proteccin Medioambiental con un listado de aplicaciones de nanomateriales ya existentes o a punto de salir al mercado, por compaa, nombre del producto y funcin. La gama de estas aplicaciones cubra un amplio espectro, desde tratamientos para tejidos hasta equipos de laboratorio, desde material deportivo hasta blindajes ligeros, tintas de inyeccin o administracin de frmacos.En el estudio ms arriba citado la Royal Society and Royal Academy of Engineering listaba un nmero de aplicaciones de nanomateriales que ya forman parte de las vidas de los consumidores en las sociedades econmicamente ms desarrolladas que se espera que lo hagan en un periodo inferior a cinco aos. Entre ellas destacan:1.- Lociones solares y cosmticos: El dixido de Titanio y el xido de Zinc a escala nanoscpica son transparentes a la luz visible pero en cambio absorben o reflejan la luz ultravioleta que daa la piel de los baistas. Estas dos cualidades hacen posible que empresas como Johnson&Johnson o LOreal fabriquen crema solar invisible y crema cosmtica antiarrugas destinadas a complacer an ms la vanidad de los consumidores. El xido de Hierro a escala nanoscpica se usa para fabricar pigmento para lpices de labios.(FIG 2.1)

FIG 2.1 Nanotubos

2.- Los tejidos utilizados para fabricar vestidos, colchones, tapices y muecos de peluches se tratan cada vez ms con capas de materiales nanoscpicos. La posibilidad de controlar la porosidad a escala nanoscpica significa que los tejidos pueden hacerse resistentes al agua, a las manchas o al sudor mantenido al mismo tiempo la transpirabilidad. Marcas tan conocidas como Nike, Dockers, Savane, DKNY, Benetton y Levis utilizan esos nuevos materiales en algunos productos al igual que los fabricantes de camas Sleepmaker y Dreamland. Un fabricante britnico de productos qumicos y la casa Woolmark han creado una sociedad conjunta llamada Sensory Perception Technology, cuya filosofa comercial expresan del siguiente modo:Vivimos en un mundo en el que el sentido dominante es la vista y a menudo desatendemos a nuestros otros sentidos como el tacto o el olfato.Pero imaginemos un mundo sensorialmente ms rico en el que en el que la ropa deportiva nos refresque mientras hacemos deporte, que nuestra camisa rechace el olor a tabaco o repela a los mosquitos. Un mundo en el que, al sentarnos en nuestro sof, nos invada un perfume a flores del campo o en el que percibamos el olor a xito en una sala de reuniones o una nota extica al cruzar el vestbulo de un hotel de lujo.Bayer, el gigante de la industria alemana, ha desarrollado una tcnica para rociar tejidos y pieles con unas gotitas de perfume microscpicas encapsuladas en unas burbujas con una superficie de un grosor nanomtrico. (FIG 2.2)

2.2 Aplicaciones mdicas dela nanotecnologa

3.- Los fabricantes de vidrio y de sanitarios estn ya comercializando lunas de cristal y espejos para cuartos de bao autolimpiantes. Tambin el dixido de Titanio a escala nanoscpica es importante en estas aplicaciones de autolimpieza por su capacidad de repelar la humedad y por sus propiedades bactericidas. El fabricante de vidrio britnico Pilkington afirma que su producto fue el primero de este tipo en salir al mercado, pero otros fabricantes, como St Gobain por ejemplo, tambin tienen productos similares.

4.- Las herramientas cortantes nanocristalinas de carburo de tungsteno, carburo de tantalio y carburo de titanio han encontrado ya aplicacin en reas especializadas como la perforacin de tarjetas de circuitos.

5.- Los fabricantes de pinturas sern seguramente los principales usuarios de nanomateriales a corto plazo, y una interesante aplicacin en este campo empez su fase experimental en Europa financiada por la unin Europea en 2004. La empresa Millenium Chemical ha desarrollado una pintura que utiliza la misma propiedad del dixido de Titanio nanoscpico que se emplea para absorber la luz ultravioleta en los bronceadores, y que capta cantidades de energa suficientes como para convertir el xido de Nitrgeno contaminante del aire en cido Ntrico que puede eliminarse o convertirse de forma natural en otras sustancias inocuas. La idea es que la pintura neutralice algunas de las emisiones de los automviles. Tambin desde hace tiempo disponemos de pinturas anti grafitti y de pinturas resistentes a las grietas en cuya fabricacin se usan nanomateriales.6.- En 2002, la General Motors, el mayor fabricante de automviles del mundo, introdujo por vez primera un nanoconglomerado en la carrocera de uno de los vehculos que comercializa. Se trata de una arcilla con unas propiedades nanoscpicas muy tiles que se dispersa por el interior de una resina plstica formando un material relativamente poco costoso que reduce el peso de la carrocera (y que por tanto permita el ahorro de combustible) siendo al mismo tiempo muy resistente y, segn la compaa, reciclable. Dos aos ms tarde este nanoconglomerado se utiliz en el Impala, el modelo de mayor cubicaje de General Motors. Con un total de 540,000 libras al ao, la General Motors es el principal usuario de estos nanocompuestos en todo el mundo.7.- Desde finales de la dcada de 1960, las propiedades catalticas a escala nanoscpica de determinadas sustancias han sido explotadas por las refineras de petrleo y las industrias petroqumicas para aumentar la cantidad de productos derivados obtenidos. Los slidos cristalinos porosos conocidos como zeolitos son particularmente tiles. Se calcula que la eficiencia derivada del uso de zeolitos en las refineras norteamericanas present un ahorro, en 1998, de entre ocho mil y diecisis mil millones de dlares en importacin de petrleo.8.- El sector de la tecnologa de la informacin es uno de los sectores en los que se espera que la nanotecnologa tenga un mayor impacto. La produccin de componentes informticos pertenece ya a la nanoesfera debido a que los fabricantes ya hace tiempo tratan de introducir cada vez ms memoria y ms potencia de procesamiento en espacios cada vez ms pequeos.En 2003 IBM present una nueva generacin de discos duros para ordenadores personales hechos con una especie de bocadillo de materiales de pocos tomos de grosor y con unas propiedades magnticas especiales que permiten cuadruplicar su capacidad en el almacenamiento de datos. En 2004 los chips de ordenador incluan componentes de unos 130 nanmetros de grosor ligeramente por encima de los 100 nanmetros que se considera el umbral definitorio de la escala nanoscpica, pero pronto iban a cruzar este umbral gracias a la introduccin de nuevas tcnicas litogrficas. Efectivamente en Agosto de 2004, mientras la empresa Advanced Micro Devices anunciaba que haba empezado a producir microprocesadores hechos usando componentes de 90 nanmetros.9.- Nanopartculas de Fosfato de Calcio y protena se usan ya como el medio ms eficaz de taponar los diminutos canales de las muelas que tanto dolor producen cuando la muela entra en contacto con alimentos fros. La apatita artificial se comporta exactamente igual que el esmalte dental. (FIG 2.3)

FIG 2.3 Aplicaciones a la salud.

En Diciembre de 2004 una revista especializada public la lista de los diez productos nanotecnolgicos del ao. La mayora de ellos, segn especificaba la revista, haban sido comercializados por el sector de materiales deportivos. En esta lista de productos corrientes haba desde calentadores hasta colchonetas lavables pasando por pelotas de golf indeformables y adhesivos para dentaduras postizas.La produccin de nanomateriales y herramientas nanoscpicas se ha convertido ya en una industria de un tamao considerable. En 2003, el grupo ETC citaba estimaciones segn las cuales unas 140 compaas en todo el mundo estaban produciendo Nanopartculas.A medida que las tcnicas han ido mejorando y la produccin se ha incrementado, el precio de los nanotubos de carbono y de las buckybolas, considerados como los componentes bsicos de la nanociencia, se ha reducido considerablemente. En 1999, el costo de las buckybolas era de 600 dlares el gramo. Tres aos ms tarde era de 30 dlares. A finales de 2004, la corporacin Rosetter Holdings, con base en Chipre, anunciaba nanotubos a 20-25 dlares el gramo y declaraba tener una capacidad de produccin de unos 30 gramos por hora. En Estados Unidos la empresa de Richard Smalley Carbon Nanotubes esperaba producir unas mil libras al da en 2005.A principios de 2003 cincuenta y cinco empresas estaban fabricando nanotubos de carbono y al menos veinte proyectaban vender cantidades industriales, cientos de toneladas, de buckybolas.(FIG 2.4)

FIG 2.4 Nmero de transistores por ao.Aplicaciones actualesNanotecnologa aplicada al envasado de alimentosUna de las aplicaciones de la nanotecnologa en el campo de envases para alimentacin es la aplicacin de materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades mecnicas, trmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un recorrido tortuoso para la difusin de las molculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo as los costos asociados a los materiales.(FIG 2.5)

FIG 2.5 nanoarcillas creanun recorrido tortuoso para la difusin de las molculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo as los costos asociados a los materiales

Los procesos de incorporacin de las nanopartculas se pueden realizar mediante extrusin o por recubrimiento, y los parmetros a controlar en el proceso de aditivacin de los materiales son: la dispersin nanopartculas, la interaccin de las nanopartculas con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartculas y la cantidad de nanopartculas incorporada.

Almina nanoporosa

Conjuntos de nanoporos de 150 nm de dimetro creados mediante anodizacin electroqumica de superficies de almina. Posibles aplicaciones como filtros para aire y lquidos, celdas de combustible, almacenamiento de hidrgeno, etc.

Capas de nanobarras semiconductoras

Estas nanobarras de xido de cinc (ZnO), con dimetros de 100 nm y longitudes de 1.5 micras, podran utilizarse como sensores moleculares, antenas para deteccin de radiacin electromagntica o dispositivos optoelectrnicos.(FIG 2.6)

FIG 2.6nanobarras de ZnO, con dimetrosde 100 nm y longitudes de 1.5 micras

Clulas solares ms eficientes basadas en nanotubos.

Estos nanotubos de xido de Titanio (TiO2) son fciles y baratos de preparar mediante procedimientos electroqumicos, y mejoran la eficiencia en el transporte de carga elctrica generada a partir de energa solar.(FIG 2.7)

FIG 2.7Nanotubos de xido de TitanioTrabajando en industriaFuturas aplicacioneshttp://giovanni-quimica-ensayonano.blogspot.com/