los riesgos y beneficios de la nanotecnología en la humanidad
DESCRIPTION
Documento sobre la nanotecnología.TRANSCRIPT
Fundamentos de investigacion.
Facebook.com
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Materia: Fundamentos de investigacion.
Unidad 3:
“Gestionar la información para la investigación documental”
Actividad -1:
Protocolo de investigacion:
“Los riesgos y Beneficios de la nanotecnologia en la humanidad”
Nombre del alumno: Ricardo Rojo De La Llave.
Fecha: 17/11/2015
1
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
INDICE
Contenido:
Unidad 3:
Introduccion............................................................................................................................3
Planteamiento del problema...................................................................................................4
Justificacion............................................................................................................................5
Objetivo general y especifico..................................................................................................6
Capitulo 1 “¿Que es la nanotecnologia?”...............................................................................7
Capitulo 2 “ Historia de la nanotecnologia”.............................................................................8
Capitulo 3 “¿Cuál es la situación actual de la nanociencia y la nanotecnología?”.................9
Capitulo 4“ Beneficios que conlleva la nanotecnologia y efectos perjudiciales”....................10
4.1.Efectos perjudiciales........................................................................................................104.2.Beneficios de la nanotecnologia......................................................................................11
Capitulo 5 “Avances de la nanotecnologia en la actualidad”.................................................12
5.1.Impresión 3D de Grafeno para aplicaciones biomédicas................................................125.2.Diagnóstico de Cáncer en etapas tempranas a través de examen de sangre utilizando Nanopartículas de Oro...........................................................................................................135.3.-Diagnóstico de Tuberculosis en examen de orina basado en Nanotecnología..............14
2
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
INTRODUCCION:
La nanotecnológica es el estudio, diseño, creación,síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la misma.
La nanotecnología está enfocada en la fabricación molecular que permitirá trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos, y esta nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas
El camino de la nanotecnología tendría un impacto enorme todo el mundo, de una u otra manera en cada individuo de la sociedad en un futuro cercano.
Ya existen avances prácticos en algunos campos, como por ejemplo: las nanopartículas y los nanotubos, cuando se manipula la materia a escala tan pequeña de átomos y moléculas, de muestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas, por lo que científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
los humanos hemos ido generando necesidades las cuales han sido planteadas en cada época, el contexto histórico que conocemos es un indicador de la evolución tecnología que se a venido desencadenado por etapas a raíz de que cada vez queremos que esos instrumentos los cuales utilizamos a diario sean más pequeños, practico y útiles que permitan trabajar y manipular aquellas cosas que por ahora nos resulta con bastante dificultad a la hora de resolver algún problema, es por esto que la ciencia a querido ir mas afondo de lo que hoy conocemos como tecnología.
Los científicos en 1959 han descubierto algo que llamamos nanotecnología, el desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas del físico Richard Feynman.
Cita aclaratoria:“En la introduccion me apoye en la informacion sobre la definicion y la de historia de la nanotecnologia de la siguiente pagina de internet http://www.nanotecnologia.cl/que-es-nanotecnologia/”
3
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La nanotecnología a sido un tema que la sociedad aún desconoce su existencia no porque no se allá aplicado sino porque esta es una ciencia que por ahora es aplicada en las empresas más grandes del mundo, con el objetivo de satisfacer a la humanidad, La nanotecnología se considera una plataforma tecnológica sobre la cual se puede transformar drásticamente el actual estado de la materia de casi todos los sectores industriales, incluyendo alimentación, agricultura, medicina, electrónica, informática, materiales y manufacturas, que los científicos han venido explorando sus ventajas y sus desventajas, esta es una ciencia que se desenvuelve en una escala extremadamente pequeña, puesto que se refiere a tamaños relativos a la llamada nano escala, que se sitúa aproximadamente entre 1 y 100 nanómetros, es decir, entre 1 y 100 mil millonésimas de metro esto quiere decir que son milésimas de masa con moléculas y átomos que pretende mejorar y solucionar tantos problemas que la sociedad ha venido desarrollando, como enfermedades que es uno de los temas que la nanotecnología ha querido resolver.
4
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
JUSTIFICACIÓN
El motivo por el cual desarrollo la investigación es porque podemos darnos cuenta de lo útil que puede llegar a ser la nanotecnologia en la humanidad.
La nanotecnología, nació como ciencia hace muy poco tiempo. Uno de los más importantes descubrimientos para la humanidad, una nueva forma de ver las cosas. Ya que de ello trata, de ver de una distinta manera las cosas que no vemos y que participaran de manera continua en el desarrollo de nuestra vida.La nanotecnología nace con el fin de ayudar a la humanidad para su mejor desarrollo. Es así que este trabajo esta dedicado a una explicación de la nueva ciencia y de que es lo que deberíamos saber sobre ella, para poder afrontar todo una nueva era, la era de la nanotecnología.
5
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
OBJETIVO GENERAL:
Dar a conocer a las personas de esta nueva tecnologia e informarlas sobre las aplicaciones, ventajas y desventajas que trae la nanotecnología al mundo.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
-mostrar una breve historia de la nanotecnologia, sus comienzos, y creadores
-definir el concepto de nanotecnologia para obtener un idea de esta.
-dar a conocer los diferentes usos que tiene la nanotecnologia en diferentes campos como la medicina,industria entre otras.
-reconocer los usos buenos que puede traer esta para la sociedad y el mundo como tambien reconocer las cosas malas que puede traer.
6
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
CONTENIDO:
Capitulo 1 “¿Que es la nanotecnologia?”
Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica, “nano” es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9, que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 Nanómetros aprox. hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos, que se rigen bajo las leyes de la Mecánica Cuántica, estas
nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales (nanomateriales) o dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la Nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud (nanomedicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas.La siguiente imagen muestra la unidad de medida de diversos sistemas, y la escala a la que pertenecen (Nano o Micro).1
Citas de parafrasis:“Es el estudio y desarrollo de objetos y sistemas en escala nanometrica, nano proviene de el grigo νάνοςque significa enano, y corresponde a un factor 10^-9, que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro”
7
1 https://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
Capitulo 2 “ Historia de la nanotecnologia”
Uno de lo pioneros en el campo de la Nanotecnología es el Físico estadounidense Richard Feynman, que en el año 1959 en un congreso de la sociedad americana de Física en Calltech, pronunció el discurso “There’s Plenty of Room at the Bottom” (Hay mucho espacio ahí abajo) en el que describe un proceso que permitiría manipular átomos y moléculas en forma individual, a través de instrumentos de gran precisión, de esta forma se podrían diseñar y construir sistemas en la nanoescala átomo por átomo, en este discurso Feynman también advierte que
propiedades de estos sistemas nanométricos, serían distintas a las presentes en la macroescala.2
En 1981 el Ingeniero estadounidense Eric Drexler, inspirado en el discurso de Feynman, publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, el artículo “Molecular engineering: An approach to the development of general capabilities for molecular manipulation” en donde describe mas en detalle lo descrito años anteriores por Feynman. El término “Nanotecnología” fue aplicado por primera vez por Drexler en el año 1986, en su libro “Motores de la creación : la próxima era de la Nanotecnología” en la que describe una máquina nanotecnológica con capacidad de autoreplicarse, en este contexto propuso el término de “plaga gris” para referirse a lo que sucedería si
un nanobot autoreplicante fuera liberado al ambiente.3
Cita textual:“ Uno de lo pioneros en el campo de la Nanotecnología es el Físico estadounidense Richard
Feynman, en el que describe un proceso que permitiría manipular átomos y moléculas en forma individual, a
través de instrumentos de gran precisión, de esta forma se podrían diseñar y construir sistemas en la
nanoescala átomo”.
8
2 http://definicion.de/nanotecnologia/3 http://www.nanotecnologia.cl/que-es-nanotecnologia/
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
Capitulo 3 “¿Cuál es la situación actual de la nanociencia y la nanotecnología?”
Los conocimientos actuales sobre la nanociencia provienen de avances en los campos de la química, física, ciencias de la vida, medicina e ingeniería. Existen diversas áreas en las que la nanotecnología está en proceso de desarrollo o incluso en fase de aplicación práctica.En la ciencia de los materiales, las nanopartículas permiten la fabricación de productos con propiedades mecánicas nuevas, incluso en términos de superficie de rozamiento, de resistencia al desgaste y de adherencia.
En biología y medicina, los nanomateriales se emplean en la mejora del diseño de fármacos y su administración dirigida. También se trabaja en el desarrollo de nanomateriales para instrumental y equipos analíticos.Productos de consumo tales como cosméticos, protectores solares, fibras, textiles, tintes y pinturas ya incorporan nanopartículas.En el campo de la ingeniería electrónica, las nanotecnologías se emplean, por ejemplo, en el diseño de dispositivos de almacenamiento de datos de menor tamaño, más rápidos y con un menor consumo de energía.Los instrumentos ópticos, tales como los microscopios, también se han beneficiado de los avances de la nanotecnología.4
1.1.nanochip.
Cita de conocimiento general:“Los conocimientos actuales sobre la nanociencia provienen de avances en los campos de la química, física, ciencias de la vida, medicina e ingeniería.En biología y medicina, los nanomateriales se emplean en la mejora del diseño de fármacos y su administración dirigida. También se trabaja en el desarrollo de nanomateriales para instrumental y equipos analíticos.”
94 http://copublications.greenfacts.org/es/nanotecnologias/
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
Capitulo 4 “ Beneficios que conlleva la nanotecnologia y efectos perjudiciales”
4.1.Efectos perjudiciales.-Algunas nanopartículas tienen las mismas dimensiones que determinadas moléculas biológicas y pueden interactuar con ellas. Pueden moverse dentro del cuerpo humano y de otros organismos, pasar a la sangre y entrar en órganos como el hígado o el corazón, y podrían también atravesar membranas celulares. Preocupan especialmente las nanopartículas insolubles, ya que pueden permanecer en el cuerpo durante largos periodos de tiempo.
Los parámetros que influyen sobre los efectos de las nanopartículas para la salud son su tamaño (las partículas de menor tamaño pueden comportar un peligro mayor), la composición química, las características de su superficie y su forma.
Cuando se inhalan, las nanopartículas pueden depositarse en los pulmones y desplazarse hasta otros órganos como el cerebro, el hígado y el bazo; es posible que puedan llegar al feto en el caso de mujeres embarazadas. Algunos materiales podrían volverse tóxicos si se inhalan en forma de nanopartículas. Además, las nanopartículas inhaladas podrían provocarinflamaciones pulmonares y problemas cardíacos.
Las nanopartículas se emplean como vehículo para que los fármacos lleguen en mayor cantidad a las células deseadas, para disminuir los efectos secundarios del fármaco en otros órganos o para ambas cosas. Sin embargo, en ocasiones no es fácil diferenciar la toxicidad del fármaco de la toxicidad de la nanopartícula.
Existe muy poca información sobre el comportamiento de las nanopartículas en el cuerpo, con la salvedad de las partículas en suspensión que llegan a los pulmones. A la hora de evaluar los efectos de las nanopartículas sobre la salud debería tenerse en cuenta que la edad, los problemas respiratorios y la confluencia de otros contaminantes pueden influir en algunos de los efectos sobre la salud.Se sabe muy poco de los efectos de las nanopartículas sobre el medio ambiente. Sin embargo, es probable que muchas de las conclusiones de los estudios con seres humanos puedan extrapolarse a otras especies. En cualquier caso, es necesario seguir investigando.5
Cita de comentario personal:“La nanotecnologia asi como tiene ventajas, tambien tienes desventajas en el cual la nanoparticulas pueden entrar en tu cuerpo y permanecer ahi por mucho tiempo , por lo tantro creo que primero es que se conozcan bien es decir como es el comportamiento para una mejor manipulacion” 10
5 http://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S1853-35232012000400010&script=sci_arttext
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
4.2.Beneficios de la nanotecnologia.-
La escasez de agua es un problema serio y creciente. La mayor parte del consumo del agua se utiliza en los sistemas de producción y agricultura, algo que la fabricación de productos mediante la fabricación molecular podría transformar.
Las enfermedades infecciosas causan problemas en muchas partes del mundo. Productos sencillos como tubos, filtros y redes de mosquitos podrían reducir este problema.
La información y la comunicación son herramientas útiles, pero en muchos casos ni siquiera existen. Con la nanotecnología, los ordenadores serían extremadamente baratos.
Muchos sitios todavía carecen de energía eléctrica. Pero la construcción eficiente y barata de estructuras ligeras y fuertes, equipos eléctricos y aparatos para almacener la energía permitirían el uso de energía termal solar como fuente primaria y abundante de energía.
El desgaste medioambiental es un serio problema en todo el mundo. Nuevos productos tecnológocos permitirían que las personas viviesen con un impacto medioambiental mucho menor.
Muchas zonas del mundo no pueden montar de forma rápida una infraestructura de fabricación a nivel de los países más desarrollados. La fabricación molecular puede ser auto-contenida y limpia: una sola caja o una sola maleta podría contener todo lo necesario para llevar a cabo la revolución industrial a nivel de pueblo.
La nanotecnológica molecular podría fabricar equipos baratos y avanzados para la investigación médica y la sanidad, haciendo mucho mayor la disponibilidad de medicinas más avanzados.
Muchos problemas sociales se derivan de la pobreza material, los problemas sanitarios y de la ignorancia. La nanotecnología molecular podrían contribuir a reducir en grandes medidas a todos estos problemas y al sufrimiento humano asociado con ellos6
11
6 http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_responsable/nanotecnologia_beneficios.htm
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
Capitulo 5 “Avances de la nanotecnologia en la actualidad”
5.1.Impresión 3D de Grafeno para aplicaciones biomédicas.-
El Grafeno es un material constituido por solo una capa de átomos de Carbono dispuestos en un arreglo hexagonal,que posee extraordinarias propiedades como una alta conductividad térmica y eléctrica, alta resistencia, gran flexibilidad, además de ser transparente, esto lo hace un material muy interesante para aplicaciones de todo tipo, entre ellas en el área biomédica.
El desarrollo nanoestructuras de grafeno en 3D actualmente es un desafío, ya que hasta ahora había sido posible solo con un bajo porcentaje (aprox. 20%) de grafeno, sin embargo, en un reciente estudio realizado por investigadores de la Universidad Northwestern, han logrado desarrollar una tinta de grafeno (3DG) que combina elastomeros biocompatibles con una suspensión de grafeno que contiene hasta un 60% de Grafeno, y que puede ser impreso a través de impresión 3D, reteniendo así en mayor medida las propiedades del Grafeno, logrando así desarrollar nanobiomateriales con una gran variedad de formas, en los que se ha demostrado que pueden ser útiles por ejemplo en diferenciación celular de células madres neuronales, sin la necesidad de factores de crecimiento neurogénicos o estímulos externos, esto es importante ya que podría ser aplicado en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, para la regeneración de tejidos dañados como tejido nervioso, óseo y muscular, además tiene potencial aplicación en el desarrollo de biosensores implantables.7
1.2.Aplicacion Biomedica.
12
7 http://www.nanotecnologia.cl/impresion-3d-de-grafeno-para-aplicaciones-biomedicas/
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
5.2.Diagnóstico de Cáncer en etapas tempranas a través de examen de sangre utilizando Nanopartículas de Oro.-
La detección precoz del cáncer es fundamental para el éxito de terapias contra el cáncer, hoy en día las biopsias permiten la detección precoz en etapas tempranas, sin embargo, existen marcadores biológicos que aparecen meses, incluso años antes de poder realizar el diagnóstico clínico, entre estos marcadores están los autoanticuerpos es decir anticuerpos contra un antígeno del propio individuo, en este caso contra proteínas pertenecientes a las células tumorales, además de estos marcadores en el cáncer se elevan los niveles de inmunoglobulina G (IgG) que también puede ser detectada.
En una reciente investigación han logrado detectar autoanticuerpos utilizando nanopartículas de oro, gracias a sus propiedades ópticas únicas, caracterizadas por una fuerte dispersión de la luz en la región visible del espectro, esta propiedad es aprovechada en la técnica Dispersión de luz dinámica (DLS), las nanopartículas de oro previamente recubiertas de especies dianas (proteínas o sondas de ADN), interaccionan con el analito en este caso con los autoanticuerpos, lo que produce una aglomeración de las sondas de nanopartículas de oro, lo que se traduce en un incremento del tamaño de partícula promedio en la solución, este aumento puede ser detectado fácilmente con DLS. Si bien esta técnica no permite detectar el tipo específico de cáncer, puede servir como test universal para detectar las primeras respuestas inmunes asociadas a un amplio espectro de tipos de cáncer, esta prueba tiene la gran ventaja de tener un costo de materiales muy bajo por lo que podría ser implementada masivamente.8
1.3.Nanoparticulas de oro.
13
8 http://www.nanotecnologia.cl/tag/cancer/
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
5.3.-Diagnóstico de Tuberculosis en examen de orina basado en Nanotecnología.-
La Tuberculosis (TBC o TB) es una enfermedad infecciosa de origen bacteriano causado por la bacteria Mycobacterium Tuberculosis (o bacilo de Koch) y afecta principalmente a los pulmones,sin embargo, puede afectar a cualquier otra parte del cuerpo. La Tuberculosis es uno de los principales problemas de salud pública a nivel mundial, anualmente se registran alrededor de 9 millones de nuevos casos de la enfermedad activa, y provoca la muerte de aproximadamente 2 millones de personas, con una alta prevalencia en países subdesarrollados, y pacientes con inmunosupresión como los infectados por VIH, siendo en estos, la principal causa de muerte, se calcula que un tercio de la población mundial esta infectada por el bacilo, sin embargo, solo entre un 5-10% desarrolla la enfermedad en su forma activa. Dada la alta prevalencia,mortalidad y necesidad de un diagnóstico temprano,se hace importante el desarrollo de nuevos test de diagnósticos que sean baratos y fiables. En este contexto investigadores europeos han desarrollado un test de orina basado en Nanosensores ópticos de nitruro de silicio, en los que se encuentran anticuerpos inmobilizados específicos contra las proteínas (antígeno) de membrana del bacilo, de tal forma que estos antígenos al adherirse a los anticuerpos, modifican una señal óptica, que es detectada por un sensor de luz, el cual la convierte en señal eléctrica que puede ser leída. Este test tiene la ventaja de ser barato y preciso, por lo que se espera que se utilice sobre todo en los países mas pobres. 9
14
9 http://www.nanotecnologia.cl/
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
CONCLUSION:
La nanotecnología traerá grandes adelantos como los que ya se mencionaron, quizás traerá la cura del cáncer o la protección contra diferentes infecciones causadas por bacterias u otros microorganismos o más aun la cura de la enfermedad que hoy en día existe demasiado: el SIDA.
La nanotecnología es la ciencia del futuro, en donde esta nos permite la manipulación de la materia dándole diferentes aplicaciones, y se prevee dichas manipulaciones nos permitirá obtener grandes resultados en diferentes campos.
Se prevee que la nanotecnología sea la solución de muchos problemas y que sea un gran beneficio en la sociedad, siempre y cuando esté bien viabilizado, para objetivos que beneficie a la sociedad.
En la electrónica, la utilización de nanopartículas permitirá que dichos los elementos sean cada vez mas pequeños y sus costos no sean tan altos.
La utilización de las nanopartículas para producir energías alternativas, será el mejor avance que se puede producir, ya que ayudara a que podamos reducir notablemente la contaminación.
Cita aclaratoria: “En esta conclusion me baso en mi opinion personal sobre el tema tratado uniendo en lo que beneficia la nanotecnologia para la carrera de la ingenieria electronica”
15
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
Referencias:A) libros : El nanomundo en tus manos, Jose Angel Martin-Gago,Carlos Briones
B)articulos
C)revistas
D)Url:
1 http://www.nanotecnologia.cl/que-es-nanotecnologia/
2 http://copublications.greenfacts.org/es/nanotecnologias/
3http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_responsable/nanotecnologia_beneficios.htm
4 http://www.nanotecnologia.cl/
5 http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm
6 http://lageografiaweb.blogspot.com/2011/11/nanociencia-y-nanotecnologia-para.html
7 www.tagu.com.ar/ver-post.php?p_id=10451&informacion=NANOTECNOLOGIA
8 https://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa
9 http://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S1853-35232012000400010&script=sci_arttext
10 http://www.nanotecnologia.cl/tag/cancer/
11 http://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-nanochip-detecta-cancer-en-etapas-tempranas
12 http://www.utel.edu.mx/blog/10-consejos-para/nano-depot-nanotecnologia/
13 https://nanotecnologia121.wikispaces.com/VENTAJAS+Y+DESVENTAJAS+DE+LA+NANOTECNOLOGIA
14 http://naukas.com/2010/11/22/la-nanotecnologia-y-sus-riesgos-para-la-salud-laboral/
16
Instituto Tecnologico de Orizaba.
Fundamentos de investigacion.
Instituto Tecnologico de Orizaba.