La Nanotecnología El Futuro ya está aquí. 09/12/2009 Química Profesor: Sabas Autor: Iván González Gangura. Curso: 2º Bachillerato A.
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Índice
PÁGINA Introducción ¿Qué es la nanotecnología? La historia de la Nanotecnología La clasificación de la nanotecnología Aplicaciones de la nanotecnología Aplicaciones médicas de la nanotecnología Aplicaciones en la tecnología de la información de la nanotecnología Aplicaciones de la nanotecnología en la producción y almacenamiento de energía. Aplicaciones de la nanotecnología en la ciencia de los materiales. Aplicaciones de la nanotecnología en la fabricación de instrumentos. Aplicaciones de la nanotecnología en la investigación sobre alimentos, agua y medio ambiente. Aplicaciones de la nanotecnología en la seguridad. Otras aplicaciones de la nanotecnología
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Controversias sobre las implicaciones sociales de la nanotecnología La nanotecnología y el cáncer. La nanotecnología en España Ética de la nanotecnología Sobre el blog Glosario Bibliografía
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Power-Point resumen del tema tratado en el trabajo en www.lananotecnologia.wordpress.com PÁGINA WEB DEL TRABAJO www.lananotecnologia.wordpress.com
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Introducción Lo más seguro es que la mayoría de nosotros hayamos oído hablar de la nanotecnología tanto en periódicos, en la televisión, en la radio, en el instituto… pero en un gran porcentaje no sabemos qué es exactamente la nanotecnología, y a lo que estamos haciendo referencia cuando hablamos de ella. A este y otros muchos interrogantes daremos solución en este trabajo sobre la nanotecnología, el futuro de la tecnología. OBJETIVO| El objetivo del trabajo es exponer de una manera concisa la información básica sobre la tecnología, así como aspectos y datos importantes acerca de esta nueva forma de tecnología. Se evitarán así los términos especializados e información destinada a expertos en la materia. Pese a ello, el trabajo no dejará de plasmar todos los puntos de obligada mención en el tema propuesto: la nanotecnología.
¿Qué es la nanotecnología? Para comenzar con el trabajo lo haremos haciendo una explicación acerca de lo que la nanotecnología es. Así, decimos que la nanotecnología es la manipulación de la materia a escala de un nanómetro, es decir, la millonésima parte de un milímetro. El nanómetro marca el límite de reducción a que podemos llegar cuando hablamos de objetos materiales. En un nanómetro caben entre tres y cinco Figura 1 Los nanodispositivos son de 100 a 100 000 veces más átomos. Para comprender cuál es su pequeños que las células humanas. Como referencia, la cabeza de un alcance, es necesario aclarar que el alfiler mide un millón de nanómetros de ancho. La cabeza del ser humano es aproximadamente 80000 nanómetros en diámetro, mínimo microchip es considerado mientras que una molécula de ADN es de 2 a 12 nanómetros de demasiado grande por los evangelistas de ancho. la nanotecnología, entre otras cosas porque "se puede ver". Esta nueva rama de la ciencia trabaja directamente con átomos, modificando la estructura interna de los objetos, y reproduciéndolos a tamaños sólo visibles con poderosos microscopios. La nanotecnología se aplica a casi toda área imaginable, incluso a la electrónica, magnética, óptica, tecnología informática, creación de materiales y biomedicina. Debido a su pequeño tamaño, los dispositivos a escala nano pueden interactuar fácilmente con biomoléculas localizadas tanto en la superficie como en el interior de las células. Al obtener acceso a tantas áreas del cuerpo, tienen la posibilidad de detectar enfermedades y administrar tratamiento en formas que fueron inimaginables en el pasado. IMPORTANTE| El impacto más importante de las tecnologías a nano escala podría resultar de la fusión
de la nanotecnología y la biotecnología: una nueva disciplina apenas reconocida, llamada nano biotecnología. Los investigadores de la nanotecnología acuden cada vez más al mundo biomolecular para aprender sus estrategias y para obtener materias primas. La maquinaria de la naturaleza puede brindar el camino para la tecnología de construcción atómica precisamente porque los organismos vivos son capaces de autoensamblarse y en ese sentido son máquinas autorreplicantes ya listas. Iván González Gangura 2º Bach A
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La Historia de la nanotecnología Richar Feynman es considerador el padre de la nanociencia ya que fue el primero que propone fabricar productor a partir de un reordenamiento de los átomos y moléculas Eric Drexler Predijo que la nanotecnología podría usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armas poderosísimas. Feynman planteo en su conferencia no solo la posibilidad de almacenar grandes cantidades de información en espacios tan reducidos como la cabeza de un alfiler, sino que también se anticipo en su ideal a la gran eventualidad de crear sistemas biológicos inteligentes a través de la manipulación y control de los materiales a escalas atómicas, imitando el comportamiento de la naturaleza, enfocado más hacia el logro una substitución técnica de los procesos naturales ostentando al ser perfecto; sólo existía un inconveniente para la época en que Feynman especuló sobre este nuevo universo de posibilidades; no se tenía la idea ni los elementos para concebirlo aún. Feynman en un ambiente propio a la obra Cryptonomicón vaticino, imaginó y efectuó consideraciones sobre la "nanotecnología", 15 años antes de que la propia palabra existiera, sobre analogías directas hacia lo que el suponía como la microtecnología; fue hasta el año de 1974, cuando Norio Taniguchi, introdujera esta palabra al medio científico, con su ponencia en la International Conference of Production and Engineering, donde Taniguchi presentó la nanotecnología como "…aquella necesaria para poder fabricar objetos o dispositivos con una precisión del orden de 1 nanómetro, es decir 10 –9 metros en longitud". Hubo que esperar varios años más para que el progreso en el desarrollo de técnicas experimentales rindiera sus frutos, y fue hasta la década de los años 80’s, el 10 de agosto de 1982 con la aparición de la Microscopía por Túnel de Barrido introducida por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer, que se hiciera posible observar, "tomar y mover" átomos individuales para construir nuevos objetos a escala molecular, abriendo de este modo el campo para el descubrimiento y desarrollo de nuevas técnicas experimentales para la manipulación de la materia a escala atómica, la caracterización de dominios magnéticos a nivel atómico y la particular nanolitografía. Posteriormente un paso importante en el desarrollo de nuevas técnicas experimentales en la nanomanipulación y nanofabricación de nuevos materiales, fue dado por los científicos Robert F. Curl Jr., Harold W. Kroto y Richard E. Smalley (1985), quienes establecieron un hito en los procesos de investigación y desarrollo al introducir uno de los primeros nanomateriales reconocidos con propiedades extraordinarias las "buckyballs", conocidas también como Buckminsterfullereno o C60. Antes de culminar esta década marcada por el notorio desarrollo en las técnicas experimentales para la nano-manipulación, aparece el estadounidense Eric Drexler el defensor más célebre de la teoría de la fabricación molecular con su obra Engines of creation: The Coming Era of Nanotechnology (1986), donde concibió las posibilidades y potencialidades de la manipulación, diseño y fabricación a escala atómica y sus posibles resultados a escala macromolecular como "el tamaño de la promesa del futuro", Drexler esbozo a manera divulgativa varias nociones de la nanofabricación a través de procesos de montaje exponencial de átomos y moléculas controlados con precisión atómica, en cuanto a muchas de las aplicaciones de la nanotecnología y sus sistemas de fabricación molecular, posteriormente desarrollados en su tesis doctoral publicada en el año de 1992 "Nanosystems Molecular Machinery Manufacturing and Computation", donde Drexler precisa el enfoque de la tecnología que propugna, hablando de la "nanotecnología molecular", para distinguirla de otros posibles enfoques. (p. Ej. Sistemas de producción y almacenamiento de energía, ingeniería y dinámica macromolecular, sistemas de almacenamiento y gestión de la información, etc.) . Iván González Gangura 2º Bach A
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En sus obras Drexler se pronuncia también, sobre sus profundos temores de que los productos resultantes de la nanofabricación, lleguen a adquirir la capacidad de "self-replication" y construir copias de sí mismos fuera de control, llevando a nuestro mundo al desastre; fenómeno que él denomino como "grey foo". Drexler no solo estableció bases teóricas para la investigación, desarrollo y aplicación de la nanotecnología, sino que también incluyó al emergente estudio de la nanotecnología, un esbozo particular a él análisis de los riesgos y precauciones de la promesa del futuro, "la nanotecnología" y de las interacciones de la misma con la vida y la salud del ser humano. Aunque en el transcurso final de esta década y comienzos de la década de los 90’s el interés particular de la comunidad científica no centraba aún en las precauciones y riesgos de la nanotecnología emergente. El desarrollo de la historia demuestra que los esfuerzos mundiales por aquella época, se centraron más en buscar afanosamente adelantos en investigación enfocada hacia la producción de innovadores desarrollos incrementales en los diversos campos de aplicación de la nanotecnología, tendencia que abrió paso a la extensión de algunas compañías existentes a la investigación en la nanotecnología (p. ej. IBM), es así como uno de los primeros avances más notorios, es logrado en 1989 por un grupo de investigadores de IBM, quienes a partir de la manipulación atómica con la microscopia por túnel de barrido logran escribir con 35 átomos de xenón el nombre de la compañía. Posteriormente, en el año de 1991 Tsukuba Sumio Lijima, desarrolló un hito establecido desde 1986 con las buckyballs en los procesos de investigación y desarrollo, Sumio introdujo los "buckytubes" también llamados nanotubos de carbón obtenidos a partir de los métodos de descarga eléctrica para sintetizar C60 y otros fullerenos, que al igual que sus antecesores prometen revolucionar la ingeniería y los recursos terapéuticos de los sistemas sanitarios actuales con novedosas y esperanzadoras aplicaciones terapéuticas en materia rehabilitación. La década de los 90’s, además de destacarse en la historia por el sin número de contribuciones en el desarrollo tecnológico incremental de la nanotecnología en cuanto a producción de nanomateriales y nanodispositivos, se destaca también porque en la transición de esta década a el nuevo siglo, surgió una tendencia en respuesta al nuevo mercado de posibilidades que abrió la nanotecnología, esta tendencia caracterizada por el progresivo aumento del número de compañías dedicadas exclusivamente a la manipulación y explotación de materiales a nanoescala, abriendo un nuevo mercado en las inmensas maquinarias macroeconómicas mundiales. De las pocas compañías que surgieron a finales de la década de los 80´s se estima, que hoy existen aproximadamente cerca de 140 grandes compañías a nivel mundial; entre las cuales se cuentan compañías de renombre mundial que aplicaron extensiones en sus procesos a la investigación y desarrollo de la nanotecnología. A lo largo del siglo XXI, la manipulación y explotación de materiales a nanoescala ha generado impactos innegables sobre procesos, métodos, técnicas y procedimientos de las ramas del saber humano y por ende sobre la vida humana. Una de ellas, la salud humana, objeto de estudio de la presente monografía, y que de acuerdo al exiguo desarrollo histórico evidente de lo ‘nano’, ha experimentado un impacto directo, sobre sus procesos, métodos, técnicas y procedimientos; su mayor repercusión se ha producido especialmente en el dominio de los procedimientos diagnósticos y en la radical renovación de los recursos terapéuticos. La mayoría de los nuevos procesos, métodos, procedimientos y técnicas han sido consecuencia de la aplicación directa o indirecta en salud de Iván González Gangura 2º Bach A
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desarrollos incrementales procedentes de los diversos campos inmersos en el estudio de la nanociencia como, la química, la física o la ingeniería, categóricamente establecidos bajo el sueño del dominio técnico de la vida y la muerte en el afán de buscar la sustitución técnica de los procesos naturales a través de las nuevas nanotecnologías (Barona Vilar, 2004). Es evidente que la gran cantidad de desarrollos incrementales en el mundo <<nano>> y en sus ámbitos específicos de investigación y aplicación logrados a lo largo de la historia por un sin número de científicos "pioneros" entre los que se destacan Drexler, Taniguchi, Sumio, Kroto, Smalley, etc., han dispuesto que hoy en día, el término nanotecnología sea con frecuencia aplicado a los numerosos y múltiples productos que han sido creados alterando la estructura molecular de la materia (Yeadon, 2006), que en su desarrollo cronológico son ya demasiado numerosos como para detallarlos en esta introducción a la historia de lo ‘nano’, por tal motivo se ha decido abordar los nuevos productos nanotecnológicos que son aplicables a la salud y a disciplinas relacionadas con la vida humana, en otro apartado más adelante.
La clasificación de la nanotecnología A la nanotecnología la podemos clasificar desde dos puntos de vista diferentes. Por un lado, tenemos la clasificación de la nanotecnología en base a la técnica de aplicación en bottom-up (de abajo hacia arriba) y top-down (de arriba hacia abajo), y por otro lado, podemos clasificar a la nanotecnología según el medio en el que se desarrolla en seca y húmeda. ℘ Según la técnica de aplicación ℘ Top-down: se trata de diseñar y miniaturizar el tamaño de estructuras para obtener a nanoescala sistemas funcionales, algunas de sus aplicaciones se presentan de forma clara en la producción de nanoelectrónica (miniaturización de sistemas electrónicos a escala nano). ℘ Bottom-up: esta se centra en la construcción de estructuras y objetos más grandes a partir de sus componentes atómicos y moleculares; en la actualidad se emplea el termino nanotecnología molecular para describir este acercamiento de la nanotecnología; este tipo de nanotecnología es acogida como el enfoque principal de la nanotecnología ya que ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera extremadamente precisa.
℘ Según el medio en el que desarrolla: esta clasificación se determina según el medio en y para el cual se genera tal aplicación, el medio puede ser acuoso (nanotecnología húmeda) y el caso de la ausencia de un entorno húmedo (nanotecnología seca).
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℘ Nanotecnología húmeda: se puede identificar claramente ya que el campo de aplicación va dirigido desarrollo de sistemas biológicos a escala nano, estas incluyen la manipulación de material genético, membranas, enzimas y toros componentes celulares, que indiscutiblemente están inmersos en un medio acuoso. ℘ Nanotecnología seca: se puede resaltar como característica su predominante aplicación en el campo de la electrónica y todos aquellos elementos nanoescalares cuya funcionalidad se vean directamente alterados por la exposición a un medio húmedo, se puede mencionar como ejemplo el magnetismo, dispositivos ópticos y desarrollo de materiales inorgánicos.
Las aplicaciones de la nanotecnología Aplicaciones médicas de la nanotecnología. Podemos incluir, por ejemplo, los sistemas de diagnóstico miniaturizados que podrían implantarse y utilizarse en la detección precoz de enfermedades. Los recubrimientos desarrollados mediante el recurso a las nanotecnologías que pueden mejorar la bioactividad y biocompatibilidad de los implantes. Nuevas Matrices soporte capaces de auto estructurarse que están facilitando el desarrollo de una nueva generación de materiales en el ámbito de la ingeniería de tejidos y de los materiales biomiméticos, abriendo la posibilidad, a largo plazo, de conseguir la síntesis de órganos de sustitución. Se están desarrollando nuevos sistemas de administración dirigida de medicamentos y recientemente se ha conseguido llevar e introducir nanopartículas al interior de células cancerosas para su tratamiento, por ejemplo, mediante calor. Además, otras aplicaciones en la medicina de la nanotecnología son: ℘ Máquinas moleculares y ordenadores de tamaño subcelular. ℘ Buscar y destruir: virus, colesterol, excesos de grasa, células cancerígenas… ℘ Manipulación de cadenas de ADN. ℘ Borrar los procesos del envejecimiento. ℘ Regeneración de tejidos. Diseño de moléculas y nano-estructuras autoensambladas en armazones celulares para reparación humanos con ejemplo de daño cerebral. Reparación del esqueleto, la espina dorsal y diabetes.
Aplicaciones en nanotecnología
la
tecnología
de
la
información
de
la
Cabe mencionar los sistemas de almacenamiento de datos de muy alta densidad de registro (por ejemplo, 1 Terabit = 1024 GB ) y las nuevas tecnologías de visualización a base de plásticos flexibles. A largo plazo, el desarrollo de la nanoelectrónica molecular o biomolecular, la espintrónica1 y la informática cuántica abrirán nuevos horizontes a la tecnología informática.
1
Espintrónica: es una tecnología emergente que explota tanto la carga del electrón como su espín, que se manifiesta como un estado de energía magnética débil que puede tomar solo dos valores: ½ -½
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Aplicaciones de la nanotecnología almacenamiento de energía.
en
la
producción
y
Puede beneficiarse, por ejemplo, de los nuevos desarrollos en pilas de combustible o sólidos ligeros nanoestructurados que tienen el potencial para un almacenamiento eficaz del hidrógeno. Se están desarrollando también células solares fotovoltaicas eficaces y de bajo coste (por ejemplo la «pintura solar»). Los avances en el campo de las nanoteconologías también permitirán ahorros energéticos a través de una mejora de los aislamientos, del transporte y de una iluminación más eficaz.
Aplicaciones de la nanotecnología en la ciencia de los materiales. El recurso a las nanotecnologías son de gran alcance y su impacto se dejará sentir en casi todos los sectores. Las nanopartículas ya se emplean para reforzar materiales o funcionalizar cosméticos. Se recurre al uso de nanoestructuras superficiales para conseguir superficies resistentes al rallado, hidrófugas, limpias o estériles. El injerto selectivo de moléculas orgánicas a través de la nanoestructuración superficial permitirá avanzar en la fabricación de biosensores y de dispositivos electrónicos moleculares. Asimismo, se pueden mejorar y hacer avanzar enormemente los rendimientos de los materiales en condiciones extremas, con las consiguientes aplicaciones en los sectores espacial y aeronáutico.
Aplicaciones de instrumentos.
la
nanotecnología
en
la
fabricación
de
El estudio de las propiedades de la materia a una escala nanométrica ya está teniendo un impacto importante, tanto directo como indirecto, que está estimulando el progreso en una amplia gama de sectores. La invención del microscopio de barrido de efecto túnel marcó un hito en el nacimiento de la nanotecnología. La instrumentación también desempeña un papel clave en el desarrollo de procesos de fabricación tipo «arriba abajo» y «abajo arriba», es decir, del top-down y bottom-up de los cuáles ya hemos hablado anteriormente en el trabajo.
Aplicaciones de la nanotecnología en la investigación sobre alimentos, agua y medio ambiente. Puede beneficiarse de las nanotecnologías con, por ejemplo, el desarrollo de instrumentos para detectar y neutralizar la presencia de microorganismos o plaguicidas. Mediante nuevas técnicas de nanoetiquetado miniaturizado podría realizarse el seguimiento desde origen de los alimentos importados. El desarrollo de métodos de recuperación basados en el uso de nanotecnologías (por ejemplo, técnicas foto-catalíticas) permiten paliar y limpiar el efecto de la contaminación y otros daños medioambientales (por ejemplo, contaminación por petróleo del agua o del suelo).
Aplicaciones de la nanotecnología en la seguridad. Podrá realizarse a través de, por ejemplo, nuevos sistemas de detección de alta especificidad de alerta precoz ante agentes químicos o biológicos, sensibles hasta el nivel molecular. El nanoetiquetado de los billetes de banco podría contribuir a la protección de la propiedad. También está en marcha el desarrollo de nuevas técnicas criptográficas para la comunicación de datos.
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Otras Aplicaciones de la nanotecnología. ℘ ℘
Envases recubiertos con agentes antimicrobianos o colorantes sintéticos Tejidos con superficie nanoestructurada repelentes a la suciedad y al agua: basan su funcionalidad en la observacion e imitacion de una especie vegetal de la naturaleza: el loto. Es bien conocido que las hojas de esta planta permanecen limpias, brillantes y secas, pese a encontrarse habitualmente en un entorno natural poco favorable a dicha circunstancia. Ello se debe a que la superficie de las hojas de loto está estructurada nanogranularmente; como consecuencia, por una cuestion de tension superfi cial, cuando el agua o la suciedad liquida caen sobre ella permanecen en forma de gotas sin extenderse ni adherirse como sucede, sin embargo, en superficies de estructura más suave, por lo que pueden ser retiradas facilmente. La superficie de estos tejidos imita dicha estructura nanogranular del loto obteniendo consiguientemente sus mismas propiedades. ℘ En www.lananotecnología.wordpress.com hemos ampliado una de las aplicaciones textiles de la nanotecnología.
Controversias sobre las implicaciones sociales de la nanotecnología Como toda nueva aplicación tecnológica, la nanotecnología no escapa a controversias sobre su función e impacto social. Según los defensores de la nanotecnología, sus implicaciones serán ampliamente benéficas. En la medicina, se esperan robots microquirúrgicos, implante de sensores de alta capacidad, prótesis de alto desempeño y nanosistemas de distribución de las drogas directamente a las células necesitadas. Mediante bionanotecnología se podrán crear seres vivos novedosos, capaces de cumplir tareas necesarias a los procesos médicos o industriales. En la agricultura, nanosensores harán posible reducir sustancialmente el riego y regular la distribución de nutrientes. Muchas regiones del globo se verán beneficiadas por nanoproductos capaces de potabilizar agua a costos muy bajos. En el área de la comunicación, se prevén ordenadores más rápidos y baratos. Por su parte, los críticos apuntan a una tecnología que puede tener impactos negativos en la salud y el medio ambiente. Las primeras investigaciones sobre los efectos de las nanopartículas en los organismos vivos son preocupantes. Los impactos pueden recaer sobre los consumidores de productos que contienen nanocomponentes, así como afectar la salud de los trabajadores de las nanoindustrias y, si se escapan a la atmósfera, la de cualquier persona. Con el fin de entender mejor cuáles pueden ser sus desventajas, añadiremos al trabajo un cuadro en el que vemos algunos de los experimentos y hallazgos sobre los posibles impactos de las nanopartículas en la salud y el ambiente. En general, las informaciones recopiladas muestran que nanopartículas pueden ser tóxicas o perjudiciales para la salud cuando son expuestas al contacto con el cuerpo, ingeridas, inhaladas o inyectadas.
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Año
Hallazgo
1997
Nanopartículas de dióxido de titanio/óxido de zinc de filtros solares causan radicales libres en células de la piel, dañando el ADN Nanopartículas acumuladas en los órganos de animales de laboratorio son absorbidas por las células. "Sabemos que los nanomateriales han sido absorbidos por las células. Eso levanta alarmas. Si las bacterias los pueden absorber entonces tenemos un punto de entrada de los nanomateriales a la cadena alimenticia" Nanotubos en los pulmones de ratas producen respuestas tóxicas mayores que polvo de cuarzo Cuanto menor es la partícula, mayor es su potencial de toxicidad. Las nanopartículas tienen varias rutas para entrar al cuerpo y atravesar las membranas e, incluso, la barrera de sangre del cerebro. La revista Nature reporta el trabajo del científico Mason Tomson que muestra que las buckyballs (fullerenos2) pueden viajar escondidas en el suelo. “Estudios no publicados del grupo de trabajo muestran que las nanopartículas pueden fácilmente ser absorbidas por gusanos permitiéndoles posiblemente moverse hacia arriba en la cadena alimenticia y alcanzar a los humanos” Las nanopartículas son capaces de moverse fácilmente desde el conducto nasal hasta el cerebro Primeros resultados sobre nanopartículas de oro que pueden moverse desde la madre al feto a través de la placenta nanopartículas de selenio de cadmio pueden dividirse en el cuerpo humano y causar potencialmente envenenamiento por cadmio Los buckyballs (fullerenos) causan daños al cerebro en peces jóvenes al mismo tiempo que modificaciones en las funciones de los genes
2002
2003 2003
2003
2004 2004 2004
2004
La nanotecnología y el cáncer La nanotecnología tiene el potencial de facilitar investigación de cáncer y mejorar los estudios moleculares con imágenes, la detección temprana, prevención y tratamiento del cáncer. ℘ Facilitador de investigación: la nanotecnología ofrece una variedad de herramientas capaces de observar células individuales y rastrear el movimiento de células, hasta de moléculas individuales, al moverse en su entorno. El uso de dichas herramientas permitirá que investigadores puedan estudiar, observar y alterar los múltiples sistemas que fallan en el proceso del cáncer e identificar “puntos clave de obstrucción” bioquímicos y genéticos hacia los cuales se puedan dirigir con mayor eficacia la nueva ola de terapias moleculares. ℘ Estudio molecular con imágenes y detección temprana: la nanotecnología puede tener un impacto al cambiar el modo en que los investigadores clínicos detectarán el cáncer en 2
Fullerenos: son la tercera forma más estable del carbono, tras el diamante y el grafito.
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sus primeros estadios. La nanotecnología se está usando para detectar biomarcadores, lo cual puede ayudar a investigadores en el estudio molecular con imágenes de lesiones malignas y permitir a los médicos ver células y moléculas que no son detectables por métodos convencionales de estudios de imágenes. Además, las nanopartículas fotoluminiscentes3 podrían ayudar a oncólogos a distinguir entre células cancerosas y sanas. ℘ Prevención y control: los avances impulsados por las iniciativas en proteómica y bioinformática facilitarán que investigadores identifiquen marcadores de susceptibilidad de cáncer y lesiones precancerosas. Luego, la nanotecnología será aplicada para crear dispositivos capaces de señalar cuando dichos marcadores aparecen en el cuerpo y administrar sustancias para invertir cambios premalignos o destruir aquellas células que podrían convertirse en cáncer. ℘ Terapéutica: Debido a su capacidad multifuncional, los nanodispositivos pueden contener tanto sustancias dirigidas como cargas terapéuticas para producir altas concentraciones locales de un fármaco anticanceroso Figura 2. Comentario en determinado, especialmente en las www.lananotecnología.wordpress.com áreas del cuerpo de acceso limitado. Los nanodispositivos ofrecen también la oportunidad de implementar nuevas modalidades de terapia y combinar una sustancia de diagnóstico o para estudio de imágenes con una terapéutica, y hasta incluir un “informador” de la eficiencia terapéutica en el mismo paquete. Es posible que la nanoterapia “inteligente” pueda proveer a los investigadores clínicos la habilidad para calcular cuánto tiempo toma la liberación de un fármaco anticanceroso o administrar múltiples fármacos en secuencia a intervalos regulados o a distintas aéreas del cuerpo.
Las nanotecnología en España Y en España ¿qué ocurre en nanotecnología? En España cabe hablar más bien de Nanociencia, desarrollada a partir de algunos centros de investigación. Son las universidades y el CSIC (Instituto Superior de Investigaciones Científicas) las que impulsan proyectos y líneas de estudio con investigaciones diversas. Algunos de estos son: el Institut de Biologia Molecular de Barcelona; el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM); el Instituto Universitario de Investigación en Nanociencia de Aragón (INA) y el Laboratorio de Física de Sistemas Pequeños y Nanotecnología Consejo Superior de Investigaciones Científicas. (CSIC) Los medios de comunicación hacen referencias muy limitadas a la nanotecnología o a la nanociencia. No se puede hablar hoy por hoy de un debate sobre los beneficios y riesgos asociados a la nanotecnología. La 3
Nanopartículas fotoluminiscentes: son pequeñas partículas en cuya luminiscencia la energía activadora es de origen electromagnético.
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mayor parte de las referencias periodísticas están orientadas a la divulgación de algunos avances, tales como los del sector textil. Hay muy pocas referencias a la nanomedicina, por ejemplo. No existen empresas relevantes en España sobre productos o industrias nanotecnológicas. La única firma que lleva a cabo una actividad relevante ‘Nanotec Electrónica S.L’. se dedica a la comercialización de Microscopios de Proximidad (SPM), herramienta principal para explorar el mundo nanoscópico o nanométrico. No obstante, el Parque Científico de Madrid impulsa un entorno para el desarrollo de proyectos e iniciativas en este campo. En los últimos ocho años el gobierno de la anterior legislatura, pese a sus excelentes relaciones con la administración estadounidense, no ha desarrollado e impulsado iniciativas destacables en este campo. Hasta la fecha, el nuevo gobierno tampoco. No puede hablarse hoy de una política o estrategia para abordar el desarrollo de este sector en España. En el informe de la Comisión Europea "Hacia una estrategia europea para las nanotecnologías" España aparece como el país europeo que menos ha invertido en nanotecnología. No parece que el nuevo gobierno esté tomando conciencia de la relevancia de la nanotecnología. En un marco económico en el que la industria muestra en diversos sectores una debilidad extrema con pérdida de competitividad generalizada y una importante tendencia a la deslocalización, van apareciendo voces que denuncian esta preocupante situación. Como último dato, en los presupuestos previstos por parte del gobierno de España para 2010 se realiza un recorte del I+D+I confirmándose así que actualmente no apuesto por la ciencia.
ESTIMACIÓN DE LA FINANCIACIÓN PÚBLICA DEDICADA A LA NANOTECNOLOGÍA EN EL AÑO 2006
En el blog www.lananotecnología.wordpress.com encontrarás información acerca de la nanotecnología en Estados Unidos.
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La ética de la nanotecnología Los desarrollos nano-tecnológicos, se pueden encontrar en todos los campos, y aquí donde viene la parte de la ética, ya que en recientes ocasiones, la nanotecnología se ha utilizado en ámbitos genéticos para crear alimentos transgénicos o en cuestiones de clonación de seres vivos, lo cual ante los ojos de la sociedad, no es bien visto, aunque he de decir, que este punto de vista depende de las personas con las que se traten este tipo de temas, ya que para algunas él fomentar la clonación o modificar los alimentos genéticamente, es una cuestión de ética reprobable de acuerdo a los principios éticos que se han inculcado en estas personas, sin embargo para muchas otras personas, este tipo de desarrollos es un abanico de posibilidades para poder crear alimento sin desperdicios o aprovechando todos los nutrientes de estos. Lo cierto, dependiendo de la postura de cada una de las personas, es que la nanotecnología combinada con la biotecnología y la genética, nos abren muchas puertas que quizás dentro de algunos años se cierren, tal como la creación de alimentos, ya que en la actualidad, la sobrepoblación está haciendo que muchas personas comiencen a vivir en campos que posteriormente se convertirán en pueblos y más tarde en ciudades, dejando al mundo sin áreas verdes ni campos para poder sembrar alimentos naturales. nanotecnología, debe utilizarse para el beneficio de la sociedad y de la naturaleza, ya que de no ser así, estaríamos condenando aun más la existencia de la raza humana en el planeta, ya que si la tecnología se utiliza para crear armas de destrucción masiva, entonces estaríamos firmando nuestra muerte. Es importante saber que los recursos naturales cada vez son menores, y que de no conservarlos mejor de lo que lo estamos haciendo, en pocos años, habrá escasez de estos y así comenzaremos a lamentarnos de todo lo que ahora hacemos o dejamos de hacer por conservar estos recursos. Se ha llegado a creer, que la nanotecnología es capaz de poder ayudar al ser humano a conservar los recursos que aun tenemos, esto para poder asegurar nuestra estancia en este planeta, es indispensable creer que la ecología y la tecnología pueden ir de la mano, cosa que últimamente no ha sido así, ya que la tecnología ha contribuido en gran medida al calentamiento global, así como las pérdidas de especies que hemos tenido en los últimos años. Sin embrago, debemos creer fielmente en que con ayuda de las tecnologías y en las manos apropiadas, el panorama mundial puede cambiar hacia un mejor futuro para cada una de las personas que habitamos en el planeta tierra. Es importante hacer conciencia, de que no solo la tecnología, la nanotecnología, la biotecnología o alguna otra rama tienen la capacidad de hacer posibles estos cambios, estos cambios comienzan por cada uno de nosotros al creer que podemos hacer mejor las cosas de lo que estamos haciendo, y apoyándonos en las tecnologías para poder llevar a cabo nuestros planes de recuperación del planeta. Cada persona ve la ética de diferentes maneras, por lo cual, para algunos, los desarrollos nanotecnológicos son poco éticos; aunque para otros, esos mismos desarrollos, son éticos de principio a fin; con esto, podemos comentar que si la nanotecnología se basa en los conceptos éticos que hemos adquirido todos a través de los años; también, las leyes referidas a estas tecnologías, y que son cada vez mayores, protegen la integridad de las personas y la de los ecosistemas, lo cual es lo más importante. Lo último que se debe considerar en cuanto a desarrollos tecnológicos se refiere, es la importante contribución que estos han tenido en la preservación de la vida humana y de todos los recursos que la mantienen viva, por lo que solo nos queda exhortar a científicos y tecnólogos para que los desarrollos tecnológicos estén siempre lo más apegados a las normas establecidas por todas las sociedades encargadas de ello, para no alterar el equilibrio en el que vivimos. Iván González Gangura 2º Bach A
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En el blog podemos encontrar un informe de la UNESCO sobre la Ética en la nanotecnología.
Noticias sobre la nanotecnología. Titular: El tamaño de las nanopartículas puede influir en sus niveles de toxicidad Fuente: elmundo.es | Salud | Tecnología Médica. Actualizado 14/09/2009 19:53 CET ℘ Las nanopartículas pueden sufrir reacciones al contactar con otros compuestos ℘ Los expertos recomiendan abordar investigaciones sobre nanotoxicidad más fiables MADRID.- La Nanotecnología, es decir, la ciencia de lo pequeño, ha procurado enormes avances en diversos campos (se encuentran en pinturas, tintes, pantallas solares, fertilizantes...), entre ellos el de la Medicina. Después de observar su estabilidad térmica, su actividad atómica, su reacción ante la luz o su morfología, estos científicos observaron que, a partir de 30 nanómetros, muchas de estas pequeñísimas partículas que se emplean en investigación, medicina y ciencia, comienzan a sufrir una serie de alteraciones en su estructura que acaba diferenciándolas considerablemente de las moléculas homólogas más grandes. Asimismo, también han comprobado variaciones en elementos menores de 30 nanómetros que los distancias de las modalidades grandes. En realidad, el trabajo no ha determinado qué efectos o qué nivel de toxicidad podría implicar este hecho, pero apuntan la posibilidad de que se podrían desencadenar reacciones y efectos inesperados cuando estas nanopartículas entrasen en contacto con otros compuestos químicos. Tratándose, por ejemplo, de medicamentos podría presentarse una respuesta anómala en el interior de las células.Existen dudas acerca de si el tamaño de las nanopartículas puede influir en el mantenimiento del ADN celular, en la activación o bloqueo de proteínas, en la transmisión de impulsos eléctricos en el organismo...
Titular: El Rey inaugura el Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología Fuente: abc.es | Sociedad. Actualizado 18/07/2009 04:58 CET La nanotecnología, o ciencia de lo minúsculo, se destaca por contar con muchas aplicaciones en la fabricación de componentes microscópicos para la industria, la medicina y las telecomunicaciones. «Creemos que con el aporte de todos, podemos presentar a nivel mundial resultados científicos superiores que tengan un impacto en la economía y en la sociedad», explica José Rivas, director general del INL. . El centro contará con 400 trabajadores de los cuales 200 serán científicos que tendrán como misión dirigir proyectos en cuatro áreas de investigación: nanomedicina, medio ambiente y control alimentario, nanoelectrónica y nanoequipamiento y maquinaria. La inversión prevista para la puesta en marcha del INL asciende a 106 millones de euros y hasta la fecha se han ejecutado 58 millones de euros, de los cuales proceden 36,4 de la parte española. El fo ndo europeo FEDER financiará 30 millones de euros. El edificio de investigación cuenta con una superficie construida de 26.000 metros, en el que se incluyen una sala central y aislada de nanofabricación, los laboratorios centrales de alta precisión (vibración controlada y entorno electromagnético para microscopía electrónica y análisis estructural, laboratorio de sonda de exploración, de análisis de superficie e interfaz y resonancia magnética nuclear) y el laboratorio central de bioquímica y biología. Iván González Gangura 2º Bach A
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Sobre el blog Con el objetivo de ofrecer una información más específica, he creado el blog para poder mostrar algunos vídeos sobre la nanotecnología. En él se incluye un Power-Point que resume lo más importante sobre la nanotecnología, además de ampliaciones de algunos de los contenidos del trabajo y también, la versión digital de este documento.
GLOSARIO
Nanotecnología Fullerenos Nanopartículas fotoluminiscente. Espíntrónica
Electrónica molecular (o Molectrónica)
Microscopio de efecto túnel
Nanopartículas
La nanotecnología es la creación de materiales, dispositivos y sistemas útiles por medio de la manipulación de la materia a una escala minúscula. Son la tercera forma más estable del carbono, tras el diamante y el grafito. Son pequeñas partículas en cuya luminiscencia la energía activadora es de origen electromagnético. Es una tecnología emergente que explota tanto la carga del electrón como su espín, que se manifiesta como un estado de energía magnética débil que puede tomar solo dos valores: ½ -½ Electrónica molecular es el conjunto de comportamientos electrónicos en estructuras que contienen moléculas que dependen de la organización molecular característica del espacio. Máquina capaz de revelar la estructura atómica de las partículas. Las técnicas aplicadas se conocen también como "de barrido de túnel" y están asociadas a la mecánica cuántica. Se basan en la capacidad de atrapar a los electrones que escapan en ese efecto túnel, para lograr una imagen de la estructura atómica de la materia con una alta resolución, en la que cada átomo se puede distinguir de otro. Estas unidades son más grandes que los átomos y las moléculas. No obedecen a la química cuántica, ni a las leyes de la física clásica, poseyendo características propias están avanzando con descubrimientos casi diarios en muchos frentes. Es el caso de los biosensores, las nanopartículas con base hierro contra tejidos cancerosos, etc. En general, la biomedicina y la biotecnología son dos campos muy prometedores de potenciales aplicaciones. Obviamente estamos refiriéndonos a las nanopartículas creadas artificialmente a través de la ingeniería de partículas en los laboratorios, creadas a nanoescala por investigadores.
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Bibliografía
Información Introducción general
Tabla daños en la salud de la nanotecnología
La Nanotecnología y el cáncer
Historia nanotecnología
Fuente Libro Bachillerato ‘Ciencias para el mundo contemporáneo’. Editorial Bruño Año 2008 www.organicconsumers.org
www.cancer.gov Universidad Complutense de Madrid Facultad de Medicina. Libro ‘INTRODUCCION A LA NANOTECNOLOGIA’ de POOLE, CHARLES y OWENS, FRANK J. ISBN: 9788429179712 Año 2007 Enciclopedia Gran Temática Planeta. Edición 2007. Tomo: Tecnologías. www.fisicahoy.com .
Noticias www.elmundo.es www.abc.es Clasificación de la nanotecnología
www.cienciaysociedad.info www.nano-tecnologia.cl www.un.org
La nanotecnología en España
Ética de la nanotecnología
www.lamoncloa.es www.nanospain.org www.euroresidentes.com www.nanotecnologia.suite101.net www.unesco.org Libro ‘INTRODUCCION A LA NANOTECNOLOGIA’ de POOLE, CHARLES y OWENS, FRANK J. ISBN: 9788429179712 Año 2007
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