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SENA C.T.M.A

Tics

Gestin de Redes de Datos

LA NANOTECNOLOGIA

Preparado porGlen Kennedy Osorio VanegasJuan Camilo Ortiz

Medelln, Colombia2011

INDICE GENERAL

INTRODUCCIN3DEFINICIN DE LA NANOTECNOLOGA4Inicios4Desarrollo de la nanotecnologa4Aplicaciones de la nanotecnologa.6Productos disponibles hoy7EMPRESAS ESPECIALIZADAS EN NANOTECNOLOGA7ASPECTOS DESTACADOS DE LA INVERSIN EN NANOTECNOLOGA8Aplicaciones De Los Nanorobots10APLICACIN DE LA NANOTECNOLOGA EN COLOMBIA13NANOTECNOLOGA EN EL FUTURO14REFERENCIAS ELECTRONICAS15CONCLUSIONES16

INTRODUCCIN

La nanotecnologa es el desarrollo y la aplicacin prctica de estructuras y sistemas en una escala nanomtrica, es decir, elementos de un tamao equivalente a la mil millonsima parte de un metro. Nano es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto; de manera que la nanotecnologa se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja. El significado de la "Nano" es una dimensin 10 elevado a -9, esto es 1 nanmetro = 0,000000001 metros, dicho de otra manera un nanmetro es la mil millonsima parte de un metro, o millonsima parte de un milmetro. Tambin se puede decir que 1 milmetro = 1.000.000 nanmetros. De manera comparativa un tomo es ms pequeo que un nanmetro, pero una molcula puede ser mayor que este. La Nanotecnologa busca presentar al mundo soluciones y avances significativos partiendo de micro molculas de medidas extremadamente pequeas, que puedan ser aplicadas en los campos de la medicina, la construccin, la tecnologa, el deporte, la industria textil, y en general todos aquellos capaces de utilizar esta tecnologa en beneficio de la sociedad. El potencial de la nanotecnologa en la industria es sealado desde hace algunos aos por las voces ms autorizadas de todo el mundo: las universidades, gobiernos, entre otras. La nano-ciencia tiene el potencial de cambiar nuestras economas con sus potencialidades y sus riesgos. Se proclama para el mundo empresarial una segunda revolucin industrial y una dimensin que superara en los mercados el reciente boom de lo que se viene denominando la "nueva economa", asociada a las Tics en la Internet DEFINICIN DE LA NANOTECNOLOGA

La palabra "nanotecnologa" comprende los desarrollos cientficos a escala molcula o nano escala, lo que dicho de otra manera son medidas absolutamente pequeas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus tomos. Estas estructuras nanos permiten la posibilidad de fabricar materiales y mquinas a partir del reordenamiento de tomos y molculas. La nanotecnologa permite la creacin de materiales tiles, funcionales, dispositivos y sistemas mediante el control de la materia en la escala del nanmetro, mediante el aprovechamiento de nuevos fenmenos y propiedades (fsicas, qumicas y biolgicas) a esa escala de longitudes. La nanotecnologa es un campo de las ciencias aplicadas dedicadas al control y manipulacin de la materia a una escala menor, es decir, a nivel de tomos y molculas (nano-materiales). Para hacerse una idea de lo pequeo que puede ser un nanobot, ms o menos un nanobot de 50 nanmetros tiene el tamao de 5 capas de molculas o tomos (depende de qu est hecho el nanobot).

IniciosDesarrollo de la nanotecnologa

1. El ganador del premio Nobel de Fsica (1965), Richard Feynman fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnologa en el clebre discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnolgico de California). 2. En 1981, Gerd Binning y Heinrich Roherer en la IBM (International Business Machine), desarrollaron el microscopio electrnico de efecto tnel de barrido (STM), que hizo posible ver tomos individuales y ms tarde, moverlos.3. En 1985 descubrieron el carbono 60, una molcula de carbono de forma de pelota de football de 0.7 nano-metros, que hoy en da tiene muchos potenciales usos en nanotecnologa.4. En 1990 en IBM, usaron el microscopio de tnel de barrido (STM) para escribir el nombre de la compaa IBM en sus chips, usando 35 tomos de Zenn.5. Despus en 1993, Nano-partculas semiconductoras emiten luz en paquetes cunticos, que se pueden unir a molculas en el cuerpo para ayudar a los mdicos a ubicar enfermedades. Ellas fueron preparadas por qumicos del Massachusetts Institute of Technology. 6. Luego en 1997, los ingenieros de CompanyLucent Technologies en New Jersey, construyen un transistor de silicn de 60 nano-metros de ancho.7. 2000: Investigadores de la Universidad de Cornell, extraen de una clula un motor bio-molecular de 80 nano-metros de ancho y le agregan un rotor de metal para crear un motor nano-mecnico.8. 2001: Investigadores de la IBM en Nueva York y de la Universidad de Delft en Holanda construyen un circuito lgico usando nano-tubos de carbn.

Aplicaciones de la nanotecnologa. Nos hemos centrado aqu en unos pocos productos en los que la nanotecnologa es ya una realidad. Sin embargo, las aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas. Los campos que estn experimentando continuos avances son:1. Energas alternativas, energa del hidrgeno, pilas (clulas) de combustible, dispositivos de ahorro energtico.2. Administracin de medicamentos, especialmente para combatir el cncer y otras enfermedades.3. Computacin cuntica, semiconductores, nuevos chips.4. Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar.5. Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automviles, cosmticos, pinturas, construccin, envasados alimentos, pantallas planas...6. Contaminacin medioambiental.7. Prestaciones aeroespaciales: nuevos materiales, entre otros.8. Fabricacin molecular. Los nanomateriales, que se puede comprar en forma seca en polvo o en dispersiones lquidas, se combinan a menudo con otros materiales para mejorar funcionalidad de determinados productos incrementado la escala de aplicaciones.

Productos disponibles hoy Los productos adicionales, hoy disponible, que benefician de las caractersticas nicas de los nanomateriales, incluyen:1. Pinturas y capas a proteger contra la corrosin, rasguos y la radiacin.2. Protective and glare-reducing coatings for eyeglasses and cars.3. Herramientas para corte de metal.4. Sunscreens y cosmticos.5. Pelotas de tenis ms duraderas.6. Raquetas ms fuertes y ligeras para jugar al tenis.7. Ropa y colchones anti- manchas.8. Vendas para quemaduras y heridas.9. Tinta.10. Convertidores catalticos del automvil.11. Complementos de camionetas.

EMPRESAS ESPECIALIZADAS EN NANOTECNOLOGA

1. AdvanceNanotechInversin y acuerdos comerciales con empresas de nanotecnologa que fabrican materiales, electrnica y productos biofarmaceuticos.

2. AltairNanopartculas, nanocristalinos

3. AtomateReactores CVD para sntesis de nanotubos y nanocables.

4. Cambridge DisplayTechnology, CDTTecnologas PLED (diodos de polmeros emisores de luz)

5. CarbonNanotechnologies Inc.Nanotubos de carbn, Buckytubos.

6. First Nano Sintsisis de nanotubos y nanocables.

7. LucentNanotecnologa y telecomunicaciones

8. LuxteraProductos fotnicos

9. NanomixSensores

10. NanosysProductos basados en una plataforma tecnolgica que incorpora nanoestructuras orgnicas

11. Quantum Dot (qdot)Qdotnanocristales, conjugates

12. Veeco Instruments Instrumentos para medir a nano escala

13. ZyvexManipulador Zybot, Sistema de montaje Rotapod y MNT

ASPECTOS DESTACADOS DE LA INVERSIN EN NANOTECNOLOGA

Con la ligera recesin que ha experimentado la financiacin en nanotecnologa del gobierno estadounidense en el 2011, las estimaciones de Paridad de Poder Adquisitivo (PPA) indican que, por primera vez, China invertir ms que los EE.UU. en financiar la nanotecnologa. En los ltimos 11 aos, los gobiernos de todo el mundo han invertido ms de 67.500 millones de dlares en la financiacin de la nanotecnologa. Cuando se tienen en cuenta la investigacin empresarial y otras formas de financiacin privada, casi un cuarto de billn de dlares se habr invertido en nanotecnologa para el ao 2015. Se cree que la investigacin empresarial y la financiacin privada superaron las cifras de financiacin del gobierno en el 2004. Pero este ao, segn las estimaciones de Cientfica, en trminos de PPA, China invertir 2.250 millones de dlares en investigacin en nanotecnologa, mientras que los EE.UU. gastarn 2.180 millones de dlares. En trminos de dlares reales, ajustados de acuerdo con los tipos de cambio, China est invirtiendo solo 1.300 millones de dlares frente a los 2.180 millones de los EE.UU. Esto parece ser un contratiempo temporal en el dominio de EE.UU. en la financiacin pblica de la nanotecnologa, ya que el prximo ao se volver a posicionar en cabeza, incluso en trminos de PPA, con una inversin de 2.460 millones de dlares, frente a los 2.200 millones que invertir China. El ndice de Cientfica sobre la capacidad de los pases para aprovechar las tecnologas emergentes indica que los EE.UU., Alemania, Taiwn y Japn cuentan con la combinacin de excelencia acadmica, empresas hambrientas de tecnologa, mano de obra cualificada y disponibilidad de capital inicial para asegurar la transferencia efectiva de tecnologa. Cuando se combina con unos niveles de financiacin de la nanotecnologa, EE.UU. sigue siendo el lugar en el que estar, aunque China y Rusia sean cada vez ms atractivas. El Reino Unido y la India combaten en la parte inferior de la liga

Aplicaciones De Los Nanorobots Los diseos de nanorobots son muy variados. En el campo de la medicina se empiezan hacer diseos que mejoren al eritrocito1 (tambin llamadosglbulos rojosohemates), a la mitocondria, a los leucocitos(tambin llamadosglbulos blancos) e incluso pequeos nanorobots que modifiquen las cadenas del ADN. En el campo computacional se prev que esta tecnologa va a ser que los chips sean cada vez ms pequeos y por consiguiente aumenten su capacidad de procesamiento. Tambin se provee que esta tecnologa ofrecer importantes cambios en el mantenimiento del medio ambiente ya que los nanoinventos podrn degradar o utilizar los componentes contaminantes, eliminando as la contaminacin. Estos son algunos de los avances en nanomedicinamas importantes de los ltimos meses. Deteccin temprana del cncer de pulmn: hasta ahora, era prcticamente imposible detectar el cncer de pulmn en sus primeras etapas. La prueba de deteccin del cncer de pulmn, diseada por el patlogo Michael Wang y el ingeniero biomdico Li-QunGu de la Universidad de Missouri, se basa en un diseo simple pero eficaz. El principio tras la prueba es que cuando el cncer empieza a formarse en los pulmones, distorsiona la secuencia de una molcula llamada microARN. Si los cientficos pueden encontrar las irregularidades en la microARN, pueden descubrir si el paciente tiene cncer. La prueba es tan fcil de realizar que los pacientes pueden ser diagnosticados y empezar el tratamiento en la primera visita. Prueba de la gripe con nanopartculas de oro: la mayora de las pruebas de la gripe hoy en da requieren mucho tiempo o son increblemente inexactas. La tcnica ms precisa, denominada PCR, consiste en tomar una muestra y almacenarla durante unos das, a continuacin se replica su ARN y, luego, dos semanas ms tarde, llegan los resultados. Para entonces podra ser demasiado tarde para detener una epidemia. En cambio, con la prueba de nanopartculas de oro, los resultados se pueden obtener de forma inmediata y es posible tratar al paciente inmediatamente, evitando el contagio a ms personas. Creada por un equipo de la Universidad de Georgia dirigido por Ralph A. Tripp, la prueba aprovecha la capacidad de las nanopartculas de oro para dispersar la luz de formas radicalmente diferentes, dependiendo de su geometra. Todo el mdico tiene que hacer es tomar una muestra del lquido y mezclarla con una disolucin de nanopartculas de oro. Si el virus est presente, la disolucin dispersar la luz con un patrn mensurable. La prueba no solo es rpida, sino tambin barata. El oro se utiliza en una cantidad tan pequea que cuesta una centsima de centavo realizar la prueba. Cazadoras del cncer de Sandia: en todo el mundo las personas padecen de tumores. A veces se pueden extirpar quirrgicamente, pero muchas veces las clulas afectadas se encuentran en un rea inaccesible. La quimioterapia es otra opcin, pero la radiacin no es muy selectiva con lo que mata. La protoclula, diseada por Jeff Brinker y su equipo del Laboratorio Nacional de Sandia, en Nuevo Mxico, es un artilugio para transportar nanopartculas llenas de toxinas y silenciadores del ARN a una clula cancerosa. Es una cpsula de dixido de silicio poroso (piensen en: cuarzo) encerrado en una doble capa de lpidos. Cuando se aproxima a la clula cancerosa, las protenas de la protoclula se adhieren a los receptores del tumor, permitiendo que la clula la engulla. Las protoclulas se dirigen hacia las clulas cancerosas; tienen al menos un 99% de afinidad para enlazarse al sobrecrecimiento de los receptores que tiene lugar en la membrana celular de los tumores. Son altamente especializadas y econmicas, ya que slo una protoclula es necesaria silenciar un tumor. Respuesta celular: para poner un nuevo medicamento en el mercado, las compaas farmacuticas suelen pasar por un proceso de unos doce aos y ms de 300 millones de dlares. Pasan por varias etapas de prueba, desde cultivos celulares a experimentos con animales y, finalmente, ensayos en humanos. Sin embargo, hay un paso crucial que no han sido capaces de realizar: probar la respuesta de la clula al frmaco desde el interior. La profesora Karen Martnez, con su equipo de la Universidad de Copenhague, ha hecho un gran avance en biosensores. Insertaron nanocables semiconductores en una celda sin interferir en sus procesos internos o matarla. Colocaron clulas de hgado humano y neuronas de ratas sobre una cama de nanocables de arseniuro de indio y stas fueron capaces de funcionar y vivir durante varios das. Los investigadores midieron entonces los procesos dentro de la clula en tiempo real, incluyendo la respuesta interna a los estmulos y el potencial de la membrana de la clula. Tambin pudieron transportar frmacos por el cable hacia el interior de la clula y comprobar la reaccin desde el interior. Reparacin de la mdula espinal: cuando se produce una lesin en la columna vertebral, se puede formar un quiste, que bloquee la regeneracin del tejido nervioso. Muchos consideran las clulas madre como la solucin a la rehabilitacin de la columna vertebral, pero dos investigadores de Miln han utilizado otro enfoque. Fabrizio Gelain y Angelo Vescovi construyeron nanotubos llenos de pptidos autoensamblables que actan como soporte para la zona daada e imitan la estructura de la columna vertebral. Los expertos evaluaron el procedimiento en ratas e insertaron los nanotubos en su columna daada, donde se estaban formando los quistes. Despus de seis meses, observaron que los quistes haban sido reemplazados por clulas recin formadas que incluan neuronas, vasos sanguneos y clulas seas. Tambin haba neuronas en el interior de los nanotubos en donde se encontraban originalmente los pptidos. Una vez recuperada la zona, los tubos se biodegradan y son ingeridos por microorganismos.

APLICACIN DE LA NANOTECNOLOGA EN COLOMBIA

En Colombia se ha desarrollado en las universidades avances en lo concerniente a este tema, logrando que experiencias desarrolladas en sus campus sean premiados, como el trabajo presentado por el centro y el grupo de nano-ciencia de la Universidad Javeriana al III congreso de Bioingeniera e Ingeniera Biomecnica donde obtuvo el primer puesto dentro de la evaluacin de ponencias orales gracias a su trabajo Citotoxicidad por foto-termlisis asistida con nanotubos de carbono. Adems se han organizado congresos de carcter internacional sobre aplicaciones de la Nanotecnologa, como COLNANOTEC09 que dirigi la Universidad de Cundinamarca en la ciudad de Bogot el pasado mes de Agosto. En esta edicin COLNANOTEC se desarrollo en la modalidad de cursos y conferencias magistrales. En Colombia la Nanotecnologa no se encuentra regulada por la legislacin en cuanto a su manipulacin y utilizacin en proyectos cientficos y tecnolgicos, por lo tanto se hace necesario una regulacin jurdica de la investigacin, el Desarrollo y la comercializacin de la Nanotecnologa.

NANOTECNOLOGA EN EL FUTURO

Para el futurista Eric Drexler, menciona que en poco ms de 7 aos el tejido de la cultura humana se retejara drsticamente por medio de maquinas del tamao de una protena capaces de fabricar, molcula a molcula, cualquier cosa que un ingeniero pueda disear. Al mover los tomos individualmente, los expertos del futuro tendrn en su mano los botones de mando de la naturaleza. En este sentido, pronto se crearan nuevos materiales adaptados a las necesidades de clientes especficos, casi a partir de chatarra. Estos elementos que parte de unos conocimientos previos de varios procesos de investigacin y experimentos cientficos que busca mejorar la vida humana ha presenciado una evolucin enorme que ha permitido crear herramientas que contribuyen a los diferentes cambios tanto tecnolgicos como a la calidad de vida de los seres humanos. La nanotecnologa en el futuro brindara herramientas que hoy en da es y son difciles de creer para la humanidad, pues para muchos eso solo se presenta en pelculas, adems traer consigo grandes beneficios, como la creacin de nuevas maquinarias y otros campos de intervencin como la literatura, lo ambiental, la medicina entre otras. La nanotecnologa entonces ser el recurso en el que muchos pases estn invirtiendo, cada uno con un fin, pero que puede ser importante en la creacin de nuevas herramientas.

CONCLUSIONES

Unas de las diferencias ms importantes que podernos encontrar entre las normas APA y las normas ICONTEC, es que las APA se inclinan ms a como citar correctamente en un trabajo mientras las normas ICONTEC tienden ms a lo estructural del trabajo y la presentacin del mismo.

La nanotecnologa es una ciencia multidisciplinaria que involucra a la Biologa, la Qumica, la Ciencia de Materiales y la Ingeniera, con la Fsica como su eje fundamental, y nos llevar a potenciales aplicaciones tecnolgicas. Sin lugar a dudas, la nanotecnologa ser la ciencia de ahora en adelante y nos traer innumerables desarrollos en la industria electrnica y de la informacin, y en general con importantes aplicaciones mdicas, energticas, industriales y medioambientales.

REFERENCIAS ELECTRONICAS

Buitrago Botero, Diego Martn (20 de 2006) La nanotecnologa y el derecho Anlisis Jurdico de un mundo infinitesimal.Recuperado el 06 de noviembre 2011, de http://www.informatica-juridica.com/trabajos/La_nanotecnologia_y_el_Derecho.asp

Dr. Peihong Zhang, UC Berkeley, EE.UU (2000) Primer portal sobre nanotecnologa y nanociencia.Recuperado el 06 de noviembre 2011, de http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia.htm