Nanotecnología

Intel ha anunciado que comienza la producción de los nuevos microprocesadores basados en tecnología de 45nm. Los nuevos microprocesadores suponen un avance considerable respecto de sus predecesores ( Intel Core 2 Duo e Intel Extreme ), no sólo en lo que a la tecnología de fabricación respecta sino que además presentan velocidades de núcleo de 3.3 GHz de frecuencia y memoria cache L2 que alcanza la friolera de 12MB. El nuevo procesador ha sido presentado en el "Foro Intel Beijin 2007". Los expertos pronostican que la aparición de este nuevo procesador supondrá una nueva batalla entre los gigantes del sector. Pero acompañando a esta noticia, Intel ha dejado caer que ya cuenta con los primeros prototipos de tecnología de 32nm para los próximos años. ¿Veremos el final? Según un experto en la materia como es Paolo A Gargini, la famosa Ley de Moore, de la cual ya hemos tenido la oportunidad de hablar en este foro, se cumplirá durante 10-15 años más.

Soy una alumna de Ciencias Empresariales y aunque la conferencia respecto a la nanotecnologia me pareció muy interesante, hubo conceptos que me eran más difíciles de comprender. Aún así, tengo que agradecer a los cientifícos y profesores su explicación sencilla y entendible y por eso pude seguir con interés toda la jornada. Hubo ejemplos muy sencillos y claros como el del científco Ignacio Cirac de Alemania, que me ayudó a entender como las nanopartículas pueden transmitirse de un lado a otro y como también pueden suceder cosas a la vez, como el ejemplo de que un animal pueda estar vivo o muerto al mismo tiempo; era una manera de explicar los mundos paralelos. Pude observar todo lo que llega a abarcar la nanotecnología y ver que su objetivo es manipular de manera controlada materiales, sustancias y dispositivos pero de muy reducidas dimensiones y me hacía entender el por qué de tanto interés por parte de una gran variedad de ramas del conocimiento científico sobre estos materiales y sustancias, es por su posible aplicación en la sociedad.

(more…)

La ciencia en la actualidad, en gran medida, gira en torno al mundo de la nanotecnología y eso hace que todas las áreas convergan también en esta nueva rama de la ciencia, una de ellas es la Nanomedicina.
Universidades y empresas luchan continuamente por buscar soluciones para erradicar el mal que nos acosa en el siglo XXI, el cáncer, pero gracias al desarrollo de la nanotecnología se están logrando grandes resultados.
Un equipo de científicos de la Universidad de Stanford (EEUU) ha logrado destruir células enfermas mientras que los tejidos corporales sanos quedan intactos, ¿cómo lo lograron?… pues con la ayuda de nanotubos de carbono. Insertaron éstos tubos sintéticos de la mitad del ancho de una célula de ADN, por tanto caben miles de ellos dentro de una célula, y los introdujeron en el interior de las células cancerígenas, ¿pero cómo se logra insertar selectivamente estos nanotubos en las células dañadas y no en las sanas? Las células cancerígenas están recubiertas con receptores de una vitamina conocida como folate. Ahora lo más importante del hallazgo, ¿qué misión tienen los nanotubos una vez están en el interior de las células cancerígenas?, al irradiar nuestro cuerpo con luz IR (radiación infrarroja), ésta simplemente pasa a través del cuerpo humano pero al irradiar a los nanotubos se calientan a 70º y al desprender este calor tiene como consecuencia la destrucción de la célula donde se encuentran alojados… ¡simplemente asombroso!
Células cancerígenas en cuyo interior se encuentran alojados los nanotubos que, al irradiarse con radiación IR, debido al calentamiento térmico que sufren, destruyen las células como se puede apreciar en la imagen. (more…)

Estuve hace poco en un maratón científico sobre nanotecnología. Me resultó interesante lo que afirmó un conferenciante: los virus son nanomáquinas naturales.Las partículas víricas, a pesar de tener una organización estructural relativamente sencilla, son capaces de autoensamblarse , están dotadas de extraordinarias propiedades físicas y químicas, y realizan funciones complejas biológicas. También, sabemos que las propiedades de las partículas víricas pueden modificarse mediante técnicas de ingeniería genética y proteínas.

El problema que existe hoy en día, según nos contaron, es que todavía no se ha conseguido que las partículas víricas funcionen como lo que son, pequeñas nanomáquinas, sin evitar que éstas modifiquen la actividad genética de las células que tienen alrededor… Si llegáramos a conseguir que los 'virus' continuaran con todas sus funciones, excepto la de causar enfermedades, sería el primer paso para aproximarnos a un mundo complejo, el de las nanomáquinas, y a la vez, sencillo, ya que si pensamos un poco, un virus tiene pocas funciones y es un organismo sencillo.

Los virus no tienen capacidad de autoreproducirse, por eso, 'penetran' en las células de los organismos, causando a su paso grandes trastornos en las células, que dependiendo del tipo de virus, tendrán o no cura.

Si consiguiéramos dotar a los virus de capacidad reproductora, ya no tendrían que infectar a las células, porque serían completamente autosuficientes.

Desde el punto de vista de la Nanotecnología, las propiedades y funciones de las partículas víricas sirven para fabricar nuevos nanodispositivos.

Los sistemas biológicos están constituidos por máquinas moleculares ( ver ) que actúan con una eficiencia con la que las máquinas diseñadas por los hombres apenas pueden soñar…

Por ello, debemos emplear todos nuestros esfuerzos en 'aprovechar' las características de estas nanomáquinas naturales, con el fin de avanzar en nuestros conocimientos científicos todo lo que podamos, porque… hay mucho por descubrir.

No se trata de comer poquito para así mostrar una silueta envidiable en verano, como en el caso de la consabida "operación bikini" tan en boga últimamente.

Con nanoalimentación me refiero, lógicamente, a las aplicaciones de la nanotecnología que se están llevando a cabo desde hace años en el campo de los productos alimenticios, siendo el ejemplo más patente la dieta de los astronautas. Y es que hasta ahí ha llegado también la revolución tecnológica.

En un artículo online del 2005 podía leerse el siguiente título (traduciendo del inglés):
"¿Cultivar nuggets sin el pollo? Un artículo dice que puede producirse carne comestible en el laboratorio".

Y claro, la primera impresión es pensar que se trata de algo repulsivo que ninguno de nosotros haría jamás, pero: ¿Y si tenemos en cuenta las necesidades alimenticias en viajes espaciales de larga duración?

En un artículo divulgativo del 29 de junio de 2005 de la Tissue Engineering un equipo de investigadores (entre los que se encontraba Jason Matheny, postdoc de la University of Maryland y actual director de New Harvest), se proponían dos técnicas de ingeniería de tejidos que podrían llevar algún día a la producción in vitro de carne para consumo humano de manera rentable (actualmente su precio es de 100 $/kg). Un primer paso para la producción industrial en laboratorio de carne cultivada.Según Matheny esta carne podría presentar muchas ventajas frente a la natural. Por ejemplo: podría sustituirse el ácido Omega 6 en que es rico en la carne y que produce altos niveles de colesterol así como otros problemas de salud, por Omega 3, una grasa saludable. Además se evitaría la contaminación derivada de la cría de ganado y las drogas utilizadas en ganadería no serían necesarias.

La idea es cultivar un producto comestible con el sabor de piezas de ternera, pollo, cerdo, cordero o pescado con los nutrientes y textura de la carne.

Es sabido que una sola célula muscular de vaca o pollo puede aislarse y ser dividida en miles de nuevas células musculares. Experimentos llevados a cabo con tejido de pescado han dado lugar a pequeñas cantidades de carne in vitro en las investigaciones de la NASA sobre productos alimenticios potenciales para viajes espaciales de larga duración en los que el almacenamiento es un problema.
Sin embargo, es necesaria una aproximación diferente la producción a escala industrial.
El equipo de Matheny ha desarrollado ideas para dos técnicas con potencial para la producción a gran escala.
Una de ellas consiste en cultivar células en grandes láminas planas o finas membranas. Estas láminas de carne se cultivarían y estirarían, posteriormente se retirarían y de las membranas y apilarían unas sobre otras para incrementar su espesor.

Ejemplo de cultivo de carne de rata llevado a cabo con la misma técnica que permitiría el cultivo de carne de otras especies para consumo humano. (more…)

Drexler acuñó el término nanotecnología en su obra "Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology".
La nanotecnología implica investigación y desarrollo tecnológico a nivel atómico, molecular, en la escala de longitudes de 1 a 100nm, con el objeto de proporcionar una compensación fundamental de los fenómenos y materiales a escala, y de usar y manipular estructuras, diapositivos, y sistemas que presentan nuevas propiedades y funciones debido a sus pequeños tamaños. Así mismo, se está introduciendo en diversos campos; uno muy importante en el que se quieren realizar grandes adelantos, es en el campo de la salud y la medicina.
Se pretenden crear nuevas herramientas para la exploración de la nanomateria con el fin de poder manipularla, y fabricar nanodispositivos y nanopartículas, mientras que la medicina, con la ayuda y la introducción de la nanotecnología, pretende detener enfermedades, realizar tratamientos, llevar a cabo seguimientos del paciente e intentar aumentar la calidad de vida.

Actualmente se utilizan:
- Nanopartículas magnéticas para agentes de contraste en resonancia magnética nuclear (MIR).
- Nanopartículas magnéticas para cuantificar reconocimientos biológicos ( test de embarazo).
- Nanopartículas magnéticas para suministros locales de fármacos e hipertermia (utilizados contra tumores sólidos sin producir efectos hacia el resto del organismo).
- Medicina regenerativa (células madre pluripotenciales para reemplazar tejidos destruidos por diabetes o Alzehimer).
- Ingeniería de tejidos ( los componentes más los biomateriales es igual al constructo celulares)

Nanomateriales magnéticos (more…)

Hace poco leí un artículo publicado hace ya un tiempo sobre 'nanosensores de campos magnéticos', que me resultó bastante interesante. Como muchos de los descubrimientos científicos, un grupo de científicos lo descubrió por casualidad.

Se estaba estudiando las propiedades de una microestructura electrónica, una 'superred semiconductora'. En particular, investigaban la influencia del grosor de las capas de esta estructura en que la superred se comportase como un metal, de baja resistencia eléctrica, o como un aislante, con mucha resistencia. Se colocaba la superred en un campo magnético, así se podían estudiar los procesos dinámicos en los que participaban los electrones de la superred. Se descubrió que la resistencia de la superred aumentaba extraordinariamente cuando aumentábamos el campo magnético. Se habría esperado que ocurriera eso en un material magnético, pero no en la superred, carente de materiales magnéticos.

El campo magnético curva la trayectoria de los electrones, convirtiéndolas incluso en hélices si el campo es suficientemente intenso. Debido a que los electrones describen trayectorias más largas y sinuosas, su movimiento global de un extremo del material al otro se ralentiza. De esta manera se reduce la corriente; la resistencia aumenta.

Me interesaba destacar que se descubrió en 1998 , una variante de este efecto, llamada 'magnetorresistencia extraordinaria' depende de la geometría 'fina' de un dispositivo formado por un material conductor y otro semiconductor. (more…)

Los avances de la tecnología desde la prehistoria han ido siempre ligados a los de la humanidad causando los consiguientes cambios sociales y económicos. Nuestra especie ha pasado de ser nómada a sedentaria basada en la agricultura, a formar grandes civilizaciones, a conquistar y a conocer mejor los medios que no rodean. Economías basadas en el trueque que con los fenicios da lugar al comercio, la Revolución industrial que da lugar a la economía industrial, la electrónica que dio las claves para la era económica en la que nos encontramos: "la e-economy" y el "e- business" donde el mundo de internet ha revolucionado las formas de relación entre los agentes económicos . Posiblemente se la llamada "g-economy" basada en la biología y la genética el siguiente peldaño de un camino en el cual la nanotecnología tendrá un papel fundamental.
El ansia del ser humano de abrir nuevos horizontes ha provocado que sean muchas las preguntas de ciencia ficción planteadas a la ciencia, la cual no es capaz de contestar todavía… tal y como dijo el filósofo francés Voltaire "la ignorancia afirma o niega rotundamente, la ciencia duda".
¿Seremos inmortales?, ¿podremos viajar en el tiempo?, ¿los chips nos quitaran la libertad?, ¿nos comunicaremos con las máquinas? Son cuestiones llamativas pero quizá sean otras preguntas, las relacionadas con los avances, las que deban gozar de mayor interés.
Los campos que hoy en día abarca y en los que se centra la nanotecnología son muy diversos (more…)

Una de las áreas más punteras en la investigación y que probablemente revolucione más nuestra vida actual tal y como la conocemos hoy por hoy dentro del área de la nanotecnología es la Computación Cuántica, esta disciplina va a aprovechar las propiedades del mundo cuántico para aumentar la eficacia y la eficiencia de los ordenadores (en cuanto a computación se refiere), hoy por hoy los protocolos de seguridad de la información digital se aprovechan de la facilidad que tienen las computadoras actuales para realizar multiplicaciones y dificultad para realizar factorizaciones , por eso en cuanto se consiguiera realizar el computador cuántico todos los sistemas de seguridad informática actuales quedarían obsoletos, pero esto no significa el fin de la seguridad en la informática, gracias a las propiedades cuánticas de estos nuevos computadores serían completamente seguros, la Computación Cuántica consiste en la transmisión de estados cuánticos y el entrelazamiento cuántico, ambos fenómenos cuánticos permiten que la comunicación cuántica sea posible (en teoría se puede), en la jornada de nanotecnología del día 26 de Abril, el Premio Príncipe de Asturias del 2006, el Doctor Juan Ignacio Cirac nos comunicó que en la actualidad se han conseguido hacer sistemas cuánticos simples con los que se han realizado operaciones matemáticas simples y con los que se ha conseguido transmisión de información a distancias considerables; lo cuál da una alentadora esperanza de que estos dispositivos se lleguen a fabricar algún día.
La Computación Cuántica no solo mejorará la seguridad de la información, sino que el tamaño de los ordenadores será muchísimo menor al del actual, se podrían resolver una cantidad mayor de problemas nuevos gracias a una mayor capacidad de computación. Aunque todo esto queda un poco lejos dadas las dificultades técnicas, se ha conseguido hacer trampas de iones de unos cuantos átomos en los que se han almacenado unos cuantos qubits (un qubit es la extensión cuántica de un bit, es decir en una computadora tradicional, el código es binario, 0 ó 1, pero dado el carácter cuántico de los átomos, además de los estados 0 y 1 de un átomo existirían estados mezcla, es decir una superposición de los estados 0 y 1), se está trabajando en el campo de los semiconductores para conseguir meter más iones en las trampas cuánticas. (more…)

La jornada por la mañana "Nanotecnologia:¿Revolución científica y social?", empezó con la conferencia de D.Ignacio Cirac que nos expuso de forma magistral lo que el entendía por nanotecnología y nos emplazó mediante un símil de factorización y multiplicación de números al problema de computación tan tremendo que tienen los actuales ordenadores y la computación que les rodea, de allí, mediante unos símiles literarios y cinéfilos nos expuso la herramienta básica para sus investigaciones, es decir la mecánica cuántica y finalmente nos narró su trabajo en el Max-Planck Institut y pudimos ver claramente cuales son los limites de la nanotecnología actualmente y a que nos enfrentamos todos los que queramos dedicarnos a alguna faceta relacionada con ella.
Sobre la definición de nanotecnologia adjunto el siguiente enlace y la siguiente imagen que me pareció muy interesante y representativa:

Nanotecnología

(more…)