Nanotecnología Nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control del mecanismo a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
Estas nuevas estructuras con exactitud 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 discernimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.
Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), 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 administración molecular. Actualmente
Nanotecnología Nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control del mecanismo a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
Estas nuevas estructuras con exactitud 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 discernimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.
Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), 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 administración molecular. Actualmente
preside el Foresight Institute. El padre de la "nanociencia", es respetado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.
La nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT). Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicosque cambiarán el mundo.
FUNDAMENTOS BASICOS SOBRE LA NANOTECNOLOGIA 1.
nanotecnología: es la ciencias aplicada dedicado al control y la
manipulación de la materia a un nivel menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nano materiales). Lo más frecuente es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. El termino nano ciertas empresas tien en el término “nano” en su nombre, no obstante hay insuficientes productos en el mercado.
Nanotecnología, de ciencia-ficción
2.
nanómetro: es la unidad de longitud que equivale a una milmillonésima
parte de un metro. „Nano‟ significa una milmillonésima parte. Comúnmente se
manipula para medir la longitud de onda de la radiación ultravioleta, radiación infrarroja y la luz. Últimamente la unidad ha cobrado reputación en el estudio de
la nanotecnología, área que estudia materiales que poseen dimensiones de unos pocos nanómetros. El símbolo del nanómetro es nm.
3.
molécula: es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades
físicas y químicas de una sustancia. Las moléculas se encuentran formadas por dos o más átomos. Los átomos que forman las moléculas pueden ser iguales (por ejemplo, la molécula de oxígeno, que calcula con dos átomos de oxígeno) o distintos (la molécula de agua, que tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno).
4.
átomo: es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que
mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se
concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros.
5.
partícula: Cuerpo muy pequeño; En particular, una partícula es más
pequeña en que puede dividirse una sustancia sin alterar sus propiedades físicas y químicas; Cuerpo cualquiera, considerado como carente de dimensiones a efectos de simplificar un cálculo o problema; Vocablo, normalmente invariable, que no.
6.
nanoparticulas: es (nanopolvo, nanoracimo, o nanocristal) es una partícula
microscópica con por lo menos una dimensión menor que 100 nm. Actualmente las nanopartículas son un área de intensa investigación científica, debido a una
amplia variedad de aplicaciones potenciales en los campos de biomédicos, ópticos, y electrónicos.
7.
importancia de la nanotecnología: Almacenamiento,
producción y conversión de energía.
Armamento
y sistemas de defensa.
Producción
rural.
Tratamiento
y remediación de aguas.
Diagnóstico
y clivaje de enfermedades.
Sistemas
de administración de fármacos.
Procesamiento
de
alimentos” .
8.
el impacto de la tecnología en miniatura: La nanotecnología y sus
aplicaciones están cada vez más presentes en nuestra vida cotidiana, aunque hasta hace bien poco se consideraban ciencia ficción. La medicina, la ingeniería, la informática, la mecánica, la física o la química son sólo algunas de las disciplinas que ya se están favoreciendo o pronto lo harán de las posibilidades que ofrece la nanotecnología, Para entender más fácilmente las dimensiones de estas microscópicas medidas, dividamos un milímetro entre un millón y así nos situaremos en el mundo en que trabaja la nanotecnología. en la informática (la eficacia de los ordenadores ha aumentado y lo seguirá haciendo cada vez más pequeño), la alimentación (suministro de energía), la construcción de edificios (cementos, pinturas especiales), los cosméticos, tejidos textiles y sistemas para purificación y desalinización de agua. Para algunos científicos, la nanotecnología es "comparable al nacimiento de los semiconductores electrónicos en la década de los 50, o al del láser, en los 60", y sus ventajas, innumerables.
9.
beneficios de la nanotecnología: 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.
10.
riesgos de la nanotecnología: La nanotecnología molecular es un
avance tan importante que su impacto podría llegar a ser comparable con la Revolución Industrial pero con una diferencia destacable - que en el caso de la nanotecnología el enorme impacto se notará en cuestión de unos pocos años, con el peligro de la humanidad desprevenida ante los riesgos que tal impacto conlleva.
11.
ventajas y preocupaciones de la nanotecnología en la humanidad :
Adentro de este grandioso y prometedor campo de aplicaciones y beneficios que diseñan las tecnologías nanoescalares, este apartado centrará su atenciones parcialmente en el campo de la nanobiotecnologia, En un futuro no muy distante se pronostica que el avance de las ciencias del cuidado de la salud humana habrán avanzado a niveles de detección que permitirían aplicaciones nano biotecnológicas se postulan entonces como la solución que resolverá muchos de los problemas actuales que corresponden a la vida y la salud del ser humano.
12.
avances recientes de en nanotecnología: Poder escribir en un ordenador
cuyo procesador ocupe unos pocos milímetros cuadrados y tenga una capacidad mil veces superior a los actuales será una realidad en un futuro muy próximo. Esto será posible gracias a la Nanotecnología, una nueva ciencia nacida hace una década. Los últimos avances en materiales moleculares. Como el grafeno es una molécula con un número de anillos aromáticos fusionados y con el grosor de sólo un átomo de carbono. Además tiene unas interesantes propiedades eléctricas rigidez y transparencia. En este evento anunciarán medio centenar de científicos de Estados Unidos, Italia y España.
13.
nanotecnología y medicina : el enfoque de la nanotecnología en el acto
científico en los últimos años ha afectado a casi todos los ámbitos de la investigación científica, en especial la medicina. No cabe duda que el campo de la nanotecnología ha madurado y ahora está en la evolución de la investigación médica.
14.
beneficios de la nanotecnología en la medicina: La nanotecnología
molecular tendrán muchos impactos cubierta 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. Los materiales de
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. Seguro, así sus beneficios serán experimentados por muchas más personas en todo el mundo.
15.
aplicaciones
médicas
de
la
nanotecnología :
las
tecnologías
nanoescalares tienen la virtud de revolucionar el cuidado de la salud al brindar poderosas equipos para diagnosticar y tratar las enfermedades desde un nivel molecular. Sin embargo, el actuar en pos de métodos potenciados a nivel nanométrico puede desviar el desarrollo de la medicina y a servicios esenciales de salud, disminuyendo los recursos directos destinados a los aspectos no médicos de la salud y el bienestar comunitarios. Aunque se proclama que la medicina nanológica es una solución a las urgentes necesidades de salud en el Sur global, en realidad surge del Norte y la diseñan primordialmente para los mercados ricos.
16.
principales aplicaciones de la nanotecnología: Sin confiscación, las
aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas. Los campos que están experimentando continuos avances son:
Energías alternativas, energía del hidrógeno, pilas de combustible, dispositivos de ahorro energético.
Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.
Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.
Seguridad. Micro sensores de altas prestaciones. Industria militar.
Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...
Contaminación medioambiental.
Prestaciones aeroespaciales: nuevos materiales, etc.
Fabricación molecular.
17. avances recientes de la nanomedicina: Se considera que la reparación de
tejidos, control de la evolución de las enfermedades, defensa y mejora del sistema biológico humano; diagnóstico, tratamiento y prevención, alivio del dolor, prevención de la salud, administración de medicamentos a las células, etc. etc. Todos ellos constituirían nuevos avances tecnológicos en la medicina que la posicionarían en una nueva era científica y asistencial. Por ejemplo, los pacientes diabéticos podrían verse favorecidos al recibir insulina encapsulada en células artificiales, que la dejen salir cuando aumente la glucosa en la sangre. Esto también permite realizar exámenes en forma muy sencilla, incluso en la casa para un autodiagnóstico. “Los biosensores se han utilizado para muchas
aplicaciones, por ejemplo, para detectar la presencia de ántrax (...) La silicona
porosa también puede utilizarse como sistema de administración de medicamentos inteligentes. A diferencia de la tradicional, es incompatible y no tiene efectos tóxicos. La característica de porosa fue creada con nanotecnología. Además con ella se pueden hacer injertos. “Es una plataforma espectacular, muy útil y además la silicona es barata”, afirma Ford.... Otros vehículos son los
dendrómetros que consisten en polímeros con ramificaciones. Cada cabo puede tener distintas propiedades. Los dendrómetros podrían tragarse y realizar diferentes funciones bastante complicadas, como buscar daños dentro del organismo y repararlos. (Recogido en Clínica Alemana). El objetivo del Instituto Nacional de Cáncer de los Estados Unidos es utilizar la nanotecnología, para eliminar, antes de 2015, las muertes y el sufrimiento causados por el cáncer. Las investigaciones actuales se centran en cómo utilizar la nanotecnología para cambiar de forma radical la capacidad de la medicina para diagnosticar, comprender y tratar el cáncer (Ver: Avances Tecnológicos: Nanotecnología y cáncer). La Nasa impulsa actualmente programas para el diseño de un prototipo de célula artificial. La nanomedicina se convierte así en una rama fundamental de las prometedoras aplicaciones de la nanociencia. Probablemente una de las de mayor alcance para el ser humano. No son pocos los que alertan de riesgos no despreciables que pueden estar ligados a estos avances.
18.
nanobiotecnologia: La
nanobiotecnología es una rama de la
nanotecnología con aplicaciones o usos biológicos y bioquímicos. A menudo la nanobiotecnología estudia elementos existentes en la naturaleza para fabricar nuevos dispositivos.1 El término bionanotecnología es usado a menudo como sinónimo de nanobiotecnología, aunque a veces se hace una distinción entre ambas. Si hacemos la distinción entre ambas, la nanobiotecnología se refiere a usar la nanotecnología para alcanzar las metas de la biotecnología, mientras que la bionanotecnología puede referirse a cualquier superposición entre la biología y la nanotecnología, incluyendo el uso de biomoléculas como parte o inspiración de dispositivos nanotecnológicos.
19. nanociencia: La nanociencia es el estudio de los sistemas cuyo tamaño es
de unos pocos (10-100) nanometros. Un nanómetro (nm) es 10 -9 metros, alrededor de 10 átomos de hidrógeno. Un leucocito tiene alrededor de 100.000 nm de diámetro. La nanociencia trata de comprender qué pasa a estas escalas, y la nanotecnología busca manipularlo y controlarlo. Lo que lleva a que la nanotecnología sea un gran avance en diversos campos de la ciencia. La Nanociencia es un área emergente de la ciencia que se ocupa del estudio de los materiales de muy pequeñas dimensiones. No puede denominarse química,
física o biología dado que los científicos de este campo están estudiando un campo dimensional muy pequeño para una mejor comprensión del mundo que nos rodea.
20. nanobiochips: En este proyecto nuevo que permite micro / nano / bio-
tecnologías hacia el desarrollo de todo-en-chip de los sistemas on-line de vigilancia biológica se han explorado para aplicaciones en: el diagnóstico, el tratamiento de los pacientes, cultivos celulares y el monitoreo ambiental. El proyecto consta de tres tareas principales de investigación: Nano-Bio películas para aplicaciones en células madre de monitoreo, Nano-Bio películas para la detección de drogas, y las ideas innovadoras en el diseño VLSI para los bioaplicaciones.
21.
nanohilos: Un
nanohilo (nanowire en
inglés) es un alambre con un diámetro del orden de un nanómetro (10-9 metros). Alternativamente, los nanohilos pueden ser definidos como estructuras que tienen un tamaño lateral restringido a diez o menos nanómetros y de una longitud libre. A estas escalas, los efectos de la mecánica cuántica son importantes - por lo tanto estos alambres, también son conocidos como "hilos cuánticos" (quantum wires). Existen muchos tipos diferentes de nanohilos, incluyendo hilos metálicos (ej., Ni, Pt, au), semiconductores (ej., Si, InP, GaN, etc.), y aisladores (ej., SiO2,TiO2). Los nanohilos moleculares están compuestos de unidades de moleculares repetitivas ya sean orgánicas (ej. ADN) o inorgánicas (ej. Mo6S9-xIx). Se ha especulado con el uso de nanohilos para ligar minúsculos componentes en circuitos
extremadamente
pequeños.
Usando
la
nanotecnología,
tales
componentes pueden ser creados a partir de compuestos químicos.
22. nano-robots: En un futuro no muy lejano pequeñísimos “nanorobots”,
capaces de manipular moléculas o estructuras atómicas del tamaño de una millonésima de milímetro, podrán habitar el interior del cuerpo humano y estar siempre atentos a enfrentar cualquier virus o enfermedad que pudiera aparecer. En la NASA, que anunció una estación orbital permanente en la Luna y que
sueña con una misión tripulada a Marte, están entusiasmadísimos con la idea: esta sería la fórmula para prolongar la vida de sus astronautas en el espacio. La nanotecnología dará vida a microscópicos “médicos” capaces de adentrarse
en el interior de una célula para diagnosticar o atajar un mal. De este modo, podría convertirse en la llave que permita a los astronautas sobrevivir a la radiación cósmica y a la falta de gravedad durante viajes prolongados. Una misión
a
Marte
duraría unos tres años
(http://marsrovers.jpl.nasa.gov/home/index.html). Ocho meses en el viaje de ida, un año y medio de permanencia, y el regreso, que recién se produce cuando la Tierra y el planeta rojo están alineados. Con todos estos inconvenientes, hoy es imposible una misión tripulada a Marte. Por eso la NASA apuesta por la nanotecnología: si logra prevenir y controlar los posibles problemas de salud de los astronautas, la colonización sería casi un hecho. Dentro de algunos años, los nanotecnólogos podrán crear pequeñísimas máquinas de funcionamiento real, dotadas de minúsculos "brazos" capaces de manipular moléculas y cerebros electrónicos que les dirán cómo hacer las cosas. Equipado con el software apropiado, un “nanorobot” podría construir casi cualquier cosa. Un dispositivo
que circule por el torrente sanguíneo humano para detectar, por ejemplo, depósitos de colesterol en los vasos y disolverlos, o encontrar virus y destruirlos.
23. nanobot: La nanorrobótica es la fabricación de máquinas, o robots, de
dimensiones nanométricas. De una forma más específica, la nanorrobótica se refiere a la ingeniería nanotecnológica del diseño y construcción de robots, se postula como la tecnología del futuro y la que tendrá diferentes usos en la ciencia, entre los más importantes por ejemplo en la medicina, informática y peligrosamente en materias militares o bélicas. Otra definición, usada algunas veces, es la de una máquina capaz de operar de forma precisa con objetos de escala nanométrica; aunque en los últimos tiempos se han desarrollado algunos prototipos no tan eficientes en Japón que no son totalmente robóticos, sino que tienen partes biológicas constituidas por las bacterias H y F. hyrwe.
24. nanoalimentos: La
definición oficial de un nanoalimento es cuando
nanopartículas, técnicas o herramientas nanotecnológicas son usadas durante el cultivo, producción, procesamiento, o empacado de un alimento. La definiciónnoincluye
a
los
alimentos
modificados
atómicamente
(la
ya
establecidacocina atómica) o alimentos producidos por nanomáquinas. La
definiciónde un alimento es de acuerdo al reporte Nanotecnología en Agricultura y Alimentos (Nanotechnology in Agriculture and Food) .El mundo de los nanoalimentos nos permitiría la posibilidad de poder comer un helado que tenga la misma cantidad de grasa que una zanahoria, comer una hamburguesa que reduzca el colesterol. Un mundo en el cual empacado inteligente pueda literalmente oler, detectar y destruir microorganismos que puedan hacer que el alimento se malogre o sepa mal. Los nanoalimentos prometen la habilidad de modificar los alimentos de acuerdo al gusto y las necesidades nutricionales del consumidor. Por ejemplo, actualmente se utilizan nanoalimentos para aumentar el tiempo de vida del producto, alertar al consumidor si el alimento está contaminado y reparar los envases dañados. Más aún los productores de nanoalimentos prometen acabar con el hambre ofreciendo productos más baratos y seguros. Este es el mundo de los nanoalimentos en el que cualquier cosa es posible, ya que se hace un restructuramiento de los alimentos al nivel atómico o molecular dejando alimentos que sean tan deliciosos, frescos y seguros. Por tal motivo, los nanoalimentos se definen como nanopartículas producidas por la nanotecnología con el objetivo de mejorar la seguridad alimentaria, realzar la nutrición y el sabor de los alimentos y abaratar costos. Sin embargo, después de la controversia que los alimentos y organismos genéticamente modificados (OGMs) han causado, los nanoalimentos parecen ser el siguiente campo de batalla en términos de seguridad y de regulación en todo el Mundo. Estudios iniciales indican por ejemplo que en Alemania los consumidores estarían en contra del uso de nanotecnología en alimentos Mientras que en Austria los consumidores mostraron menos preocupación por el uso de nanotecnología en el empacado de alimentos, pero si se mostraron preocupados y un poco reacios a la idea de usar nanotecnología en alimentos. Interesantemente, se observó en Suiza que cuando se les dio la opción a los consumidores de escoger entre un OGM y un nanoalimento, se observó que los
consumidores preferirían a los nanoalimentos ya que como no tienen manipuleo genético tendrían una mayor percepción y aceptación como naturales. La nanotecnología tiene sus orígenes desde 1959 por el físico Richard Feynman
25. nanoproductos: Los nanomateriales son materiales con propiedades
morfológicas más pequeñas que un micrómetro en al menos una dimensión.1 A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores restringen su tamaño de 1 a 100 nm, una definición lógica situaría la nanoescala entre la microescala (1 micrómetro) y la escala atómica/molecular (alrededor de 0.2 nanómetros)
26. nanocomputadores: Es una computadora con una circuitería tan pequeña
que sólo puede verse a través de un microscopio. Las Nanocomputadoras pueden ser electrónicas (donde la nanolitografía se usa para crear los circuitos microscópicos), bioquímica u orgánica (como el caso de las computadoras de ADN), o cuántica (como en las computadoras cuánticas).Las nanocomputadoras se componen de materiales a nivel molecular y son la promesa de crear computadoras cada vez más pequeñas y rápidas, un concepto muy importante en el mundo de la computación . Las nuevas computadoras serán muchos más pequeños y 100 billones de veces más rápidas que las que usamos en la actualidad. También serán más económicas. Se llaman "nanocomputadoras electrónicas químicamente ensambladas" .Sus siglas en Ingles son CAEN (chemically assembled electronic nanocomputers). Grafeno: Qué puede aportar un derivado del carbono al mundo de la tecnología?
El grafeno es un material muy flexible y resistente (gran elasticidad y dureza, con una dureza muy superior a la del acero y cercana al diamante), es transparente, es capaz de autoenfriarse y autorepararse, tiene una resistividad muy baja (apenas se calienta al transportar corriente y, por tanto, apenas hay pérdidas por efecto Joule), consume menos energía que el silicio y también es capaz de generar electricidad en presencia de luz y, siguiendo con la comparativa con el silicio, también puede ser dopado con otros materiales para variar sus propiedades.
27. nanoelectronica: La nanoelectrónica se refiere al uso de la nanotecnología
en componentes electrónicos, especialmente en transistores. Aunque el término nanotecnología se usa normalmente para definir la tecnología de menos de 100 nm de tamaño, la nanoelectrónica se refiere, a menudo, a transistores de tamaño tan reducido que se necesita un estudio más exhaustivo de las interacciones interatómicas y de las propiedades mecánico-cuánticas. Es por ello que transistores actuales (como por ejemplo CMOS90 de TSMC o los procesadores Pentium 4 de Intel), no son listados en esta categoría, a pesar de contar con un tamaño menor que 90 o 65 nm. El sub-voltaje y la nanoelectrónica de sub-voltaje profundo son campos específicos e importantes de I+D, y la aparición de nuevos circuitos integrados operando a un nivel de consumo energético por procesamiento de un bit próximo al teórico (fundamental, tecnológico, diseño metodológico, arquitectónico, algorítmico) es inevitable. Una aplicación de importancia que pueda beneficiarse finalmente de esta tecnología, en lo referente a operaciones lógicas, es la computación reversible. Aunque todas estas actividades son muy prometedoras a ún están bajo desarrollo y no van a estar disponibles en el mercado en un futuro próximo. Por ejemplo, se estima que el proceso de reducción de transistores de 22 nm a 16 nm será de 6 años, en vez de 2 como habitualmente se tarda en reducir. Puesto que el silicio
no opera bien a menos de 22 nm, tiene que investigarse otro método como uso de grafeno o High-K La luz se convierte en electricidad gracias al grafeno
28. nanomaquinas: Una nanomáquina es un mecanismo cuya talla se expresa
en nanómetros, siendo un nanómetro la milésima parte de un micrómetro o la millonésima parte de un milímetro, y capaz de interactuar con los objetos accesibles a esa escala. Aunque el término también designa cualquier maquinaria microscópica. El dominio de estudio de las nanomáquinas es la nanotecnología. Existen quienes creen que será posible en el futuro construir nanomáquinas capaces de manipular objetos en la escala molecular, de tal modo que sea posible construir moléculas sobre pedido, tal idea se le llama nanotecnología molecular. Aunque ya existen mecanismos y métodos capaces de construir ingenios de talla microscópica (incluso atómica), la idea de una máquina microscópica capaz de ensamblar moléculas sobre pedido es todavía una simple especulación. La escala en que son utilizadas las nanomáquinas provoca que éstas se elaboren con métodos particulares, y que funcionen con principios fundamentalmente diferentes de la tecnología en el micro y meso escala. A la escala microscópica, se tornan significativos factores como la tensión superficial y las fuerzas electrostáticas. Y para los mecanismos realmente en la escala de los nanómetros, las fuerzas de Van der Waals o los fenómenos cuánticos.
29. micromaquinas: existen investigaciones en campos de la ciencia tan
exóticos que apenas los escritores de ciencia ficción están empleándolos en sus evocaciones. Las micromáquinas, de tamaño menor a un grano de arroz, son herederas de la misma tendencia de miniaturización que ha convertido a las cámaras de video de voluminosos y pesados armatostes a máquinas del tamaño de la palma de la mano. Una micromáquina es la integración de muchos componentes en un volumen reducido, juntando diversos logros tecnológicos. Por ejemplo, se fabrican del mismo modo que los circuitos integrados, empleando una oblea de silicio, material semiconductor fundamental para el desarrollo de la electrónica de estado sólido actual. Sin embargo, en vez de fabricar transistores, se hacen sensores, motores de pasos, engranes, resonadores y actuadores (cilindros móviles), todos ellos de una sola pieza, usando para grabarlos en litografía por rayos X (la luz visible no es suficientemente precisa a esta escala). Otros detalles de operación cambian, por ejemplo, en lo que respecta a los micromotores: en vez de usar campos magnéticos, se mueven por campos eléctricos estáticos, y la fricción entre las piezas móviles se vuelve una pesadilla. Una micromáquina tiene características de diseño y filosofía distintas a otros aparatos. Los humanos han estado fabricando instrumentos desde el principio de la historia, casi todos ellos como respuesta a las amenazas y retos presentes en
la naturaleza: diques para prevenir inundaciones, edificios que soporten sismos, satélites y vehículos espaciales que desafían el medio ambiente hostil del espacio, todo ellos fueron diseñados para oponerse y conquistar a la naturaleza. Por el contrario, una micromáquina es pequeña y débil, poco confiable, no puede soportar las fuerzas de la naturaleza. Y es por esas mismas razones que son amables con los humanos y con la naturaleza. Son económicas de producir en volumen: en una sola oblea pueden caber 10,000 micromotores, o 30,000 microsensores.
30. maquinas cuánticas: La primera máquina cuántica encabeza la lista de los
diez descubrimientos científicos más importantes de 2010 calificados por la revista Science. Los autores del invento diseñaron un aparato que “baila” y se
mueve de un modo que sólo puede ser descrito mediante la mecánica cuántica – la serie de reglas que gobierna el comportamiento de moléculas, átomos y partículas subatómicas –, que desafía "nuestro sentido de la realidad". "Hasta este año todos los objetos fabricados por los humanos se han movido de acuerdo con las leyes de la mecánica clásica", indicó la revista de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS, por su sigla en inglés) que cada diciembre distingue el descubrimiento más significativo del año.
Para Science, este experimento es el mayor avance científico del año, debido a que rompe el conocimiento establecido, al ingenio que encierra su creación y a sus numerosas aplicaciones potenciales. Este particular descubrimiento, presentado en marzo por los físicos Andrew Cleland y John Martinis, de la Universidad de California en Santa Bárbara (EEUU), ha sido el primero de un grupo de diez finalistas, entre los que estuvo una gelatina vaginal, probada en mujeres sudafricanas que redujo en casi el 39 por ciento el riesgo de infección con el VIH, y una píldora profiláctica que redujo en casi el 44 por ciento las infecciones. Cleland y Martinis diseñaron un prototipo de máquina que consiste en una diminuta paleta metálica de semiconductor -nitruro de aluminio recubierto de aluminio- visible a plena vista, e hicieron que "bailara" con un ritmo cuántico.
31. cuántica: la cuántica es una de las ramas principales de la Física y uno de
los más grandes avances del siglo XX en el conocimiento humano. Explica el comportamiento de la materia y de la energía. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchastecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes ampliamente utilizados en casi todos los aparatos que tengan alguna parte funcional electrónica. La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo en cualquier sistema físico –y por tanto, en todo el universo – existe una diversa multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido
descritos mediante ecuaciones matemáticas por los físicos, son denominados estados cuánticos. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar la existencia del átomo y desvelar los misterios de la estructura atómica, tal como hoy son entendidos; fenómenos que no puede explicar debidamente la física clásica o más propiamente la mecánica clásica. De forma específica, se considera también mecánica cuántica, a la parte de ella misma que no incorpora la relatividad en su formalismo, tan sólo como añadido mediante la teoría de perturbaciones. la teoría cuántica de campos en espaciotiempo curvo. La única interacción que no se ha podido cuantificar ha sido la interacción gravitatoria. La mecánica cuántica es el fundamento de los estudios del átomo, su núcleo y las partículas elementales (siendo necesario el enfoque relativista). También en teoría de la información, criptografía y química.
32. cuántica en física: La física cuántica, también conocida como mecánica
ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula, o su energía, o conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula (descrito según el principio de incertidumbre de Heisenberg). Surgió a lo largo de la primera mitad del siglo XX
en respuesta a los problemas que no podían ser resueltos por medio de la física clásica .
33.
mecánica cuántica: La mecánica cuántica es una de las ramas principales
de la Física y uno de los más grandes avances del siglo XX en el conocimiento humano. Explica el comportamiento de la materia y de la energía. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes ampliamente utilizados en casi todos los aparatos que tengan alguna parte funcional electrónica. Los cuales habiendo sido descritos mediante ecuaciones matemáticas por los físicos, son denominados
estados
cuánticos.
Fenómenos
que
no
puede
explicar
debidamente la física clásica o más propiamente la mecánica clásica. Más generalmente, la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo. La única interacción que no se ha podido cuantificar ha sido la interacción gravitatoria. La mecánica cuántica es el fundamento de los estudios del átomo, su núcleo y las partículas elementales (siendo necesario el enfoque relativista). También en teoría de la información, criptografía y química.
34. computación cuántica: La computación cuántica es un paradigma de
computación distinto al de la computación clásica. Es el cimiento para el uso de qubits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos. Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables. Mientras un computador clásico equivale a una máquina de Turing, 1 un computador cuántico equivale a una máquina de Turing cuántica.
Los nuevos aparatos: Entre los temas que se estudiarán nuevos materiales
plásticos capaces de imitar a los dispositivos y funciones de los seres vivos. Entre ellos, los músculos moleculares, lenguas y narices electrónicas capaces de diferenciar vinos producidos por el mismo tipo de cepa en dos poblaciones vecinas o aceites vírgenes procedentes de campos diferentes, la fabricación de nuevos tipos de pantallas planas y flexibles, de tal manera que podemos llevar en una camisa o en un vestido una pantalla de televisión o de ordenador. Temperatura o humedad. También se hablará de nuevas moléculas magnéticas capaces de almacenar información como lo hacen hoy las cintas magnetofónicas o los DVD pero con una densidad de información almacenada millones de veces superior. Fernández Otero señala que se tratarán temas relacionados con
