Nanotecnología

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La nanociencia y la nanotecnología son unas cosas que están íntimamente relacionadas, es como la ciencia y la nanotecnología, la ciencia ¿a que se dedica? Se dedica fundamentalmente a estudiar las propiedades de los materiales estudiar el comportamiento de la naturaleza, estudia porque las cosas ocurren y ¿Qué hace la tecnología? Pues una vez que sabemos como se comportan los materiales como se comporta la luz, lo que hace es fabricar dispositivos o generar elementos que sean útiles con los estudios previos que se han generado o tratado en la ciencia, es decir, van juntas aunque una se dedica a estudiar la nanociencia se dedica a estudiar las propiedades de lo nano de lo pequeño y la nanotecnología se dedica a una vez que se conoce cosas sobre los elementos básicos con los que se puede construir nano estructuras, nano dispositivos, eso es lo que hace la nanotecnología , entonces, ¿Quién la descubrió? Pues la nanociencia la nanotecnología, esta presente en la naturaleza, por ejemplo ¿Habéis visto la flor de loto? Las que están en los parques si os dais cuenta nunca están húmedas, entonces su estructura superficial esta hecha de tal manera que lo que llueve resbala, la gotas en vez de posarse , resbala, se queda ahí en forma redondita y resbala, entonces diréis “Eso sería fantástico llevarlo al mundo real, que es hacer un impermeable que no cale absolutamente nada, porque todas las gotas que cayesen resbalarían” digo esto como por ejemplo pues que hay mariposas que tiene alas cuyos tejidos tienen unas disposiciones que presentan colores muy brillantes por ejemplo irisados, pues eso también se hace en temas de nanotecnología, y tiene aplicaciones, la nanotecnología está presente desde hace siglos, en el entorno de la humanidad en el entorno de la naturaleza está presente y en lo que ha desarrollado la humanidad también está presente. Las vidrieras de las catedrales, cuando hace sol se ve que tiene unos colores y unos brillos muy bonitos a diferencia de lo que ocurre por ejemplo con un cristal tintado, con un pigmento normal, porque en esas vidrieras colocaban nano partículas de oro con nano partículas de plata y cuando la radiación solar, que ya sabéis que tiene todo el espectro visible, todos los colores que uno puede ver, pues alguno de ellos, en resonaba se producían resonancias plasmónicas, lo que hace es realzar el color de esas vidrieras entonces ellos estaban utilizando la nanotecnología pero no lo sabían, y ahora nosotros sabemos que esos colores tan bonitos como los de la catedral de León, pues es debido a que la nanotecnología estaba presente.

Ahora me decís desde un punto de vista formal ¿Cuándo empieza a desarrollarse la nanotecnología? Cuando empiezan a estudiar la nanociencia.

A partir de mediados de los 80, Richard Feyman, que fue un premio Nobel de Física, en los años 50 avanzó la posibilidad de escribir la enciclopedia británica en la cabeza de un alfiler, dijo que existiría esa posibilidad si fuéramos capaces de controlar la materia a nivel casi atómico, y eso es lo que se hace realmente.

Entonces la nanociencia y la nanotecnología manejan elementos y estructuras enormemente pequeñas. Si nosotros comparásemos, de las dimensiones en las que estamos manejando: imaginaos el tamaño del sol y ahora el de un balón. Bueno pues el tamaño manométrico es si calculáis el cociente entre el diámetro del sol y el diámetro del balón, habría que dividir el diámetro del balón, por ese mismo valor para encontrar a que escala nos estamos moviendo a una escala de 0,00000001 metros. Una milmillonésima de metro. Estamos hablando a un nivel casi atómico o molecular, y eso se puede trabajar, hoy actualmente se puede trabajar y se puede fabricar dispositivos manejando átomos colocándolos de uno en uno, ordenando moléculas de una en una y haciendo las nano estructuras que uno quiera en función de las necesidades.

Os puedo decir que siempre que hago una charla pongo una transparencia, en la que hay personas en la calle tomándose un café, y pregunto ¿Dónde está presente la nanotecnología? Por que “nanotecnología” suena como algo un poco raro, desde luego la nanotecnología nos va a cambiar el futuro, la vida en el futuro y os diré porqué, pero la nanotecnología está presente ya. En esa foto yo despliego todo lo que hay y veo un señor que tiene una prótesis de cadera, hay se ha tenido que desarrollar unos materiales, lógicamente a nivel macroscópico porque no es una nano cadera, pero los materiales han tenido que ser estudiados a nivel nanométrico para poder desarrollar que esa cadera tenga las propiedades que tiene, que sea resistente , que sea biocompatible, que el cuerpo no la rechace que pese poco, etc..

Otro tiene una lentilla, otro un audífono, otro tiene una raqueta, y la raqueta está hecha de fibra de carbono y es muy poco pesada y resistente , las antiguas eran de madera, otro lleva una bici, las bicis ahora pesan muy poco, también están hechas de fibras de carbono, bueno si uno se gasta el dinero si uno coge una de decatlón las hay de fibra también pero pesan, entonces la nanotecnología está ya, por ejemplo en los televisores, que tenemos, porque nosotros nos habituamos muy rápidamente a tener un móvil en el que haces click se pone a grabar , otro click y tienes un display con todas las aplicaciones del mundo. Mis padres tenían un teléfono en la pared que tenías que marcar ahí y si te ibas a un lugar donde no había teléfono pues no podías comunicarte. Entonces llega la nanotecnología que está presente en la actualidad en numerosos campos, pero yo creo que el futuro todavía es tremendamente abierto, si queréis hablamos un poco de  futuro en donde puede haber más incidencia.

Y estas son algunas de las potenciales aplicaciones que en el futuro van a provocar una revolución, por ejemplo lo de energías alternativas:

La energía solar es renovable no contaminante, una de las dificultades que tiene es que es poco eficiente, su transformación en energía eléctrica es muy cara, y el aprovechamiento pues es costoso, si nosotros pudiésemos mejorar las células solares y aumentar la eficiencia ¿Qué ocurriría? Pues que lógicamente esa energía empezaría a ser más rentable hoy no es rentable pero no se debe abandonar porque en le futuro no sabemos lo que puede costar el petróleo o el carbón, entonces hoy no es rentable porque lo otro es más barato , pero ¿Qué ocurre si lo otro se dispara? Todo es una cuestión de balances de costes en un momento determinado , en todo caso hay se está trabajando muchísimo con el tema de la nanotecnología se están consiguiendo células solares mucho más eficientes, por ejemplo la duración de las pilas, ya que ahora estamos acostumbrados a que un iPad o un lo que sea, tiene una duración, ahora ya es mayor, están las alcalinas, pero se está trabajando en materiales que haga que las pilas multipliquen por cien o por mil su duración, eso se hará introduciendo elementos dentro de la estructura de la pila elementos químicos que hagan que la acumulación de la energía sea mayor, y la descarga sea más lenta.

Un sitio donde tiene muchísimas aplicaciones es en medicina. En medicina hoy ya se utilizan nano partículas como biosensores , estas nano partículas en las que al iluminar producían resonancias plasmónicas, que es un realzamiento del campo magnético en el entorno muy grande pues resulta que si alguien pone al lado de esa nano partícula una célula o una molécula que tenga absorción en la banda de energía que estamos generando pues el dispositivo puede decir “Aquí hay algo que me absorbe” y si hubiera un elemento contaminante en una célula o en la saliva alguien se ha dopado, entonces hay un elemento dopante que está presente y si lo pones al lado de de una nano partícula y dice “Oye , aquí esta este elemento” esta dopado, si no está presente no te has dopado.

Eso es un biosensor porque detecta elementos que uno quiere en tumores cancerígenos, si uno coge por ejemplo una célula de una persona sana o de una persona que tenga leucemia, las diferentes bandas de absorción que presenta esa molécula/célula son diferentes entonces yo puedo tener un detector de células malignas utilizando este tipo de nanotecnología en cantidades enormemente pequeñas, con lo cual de alguna manera la posibilidad de detectarlo en tiempos muy tempranos es grande, y ahí otra aplicación que es fantástica que yo siempre la digo, que es el utilizar nano partículas rodeadas de un medicamento, que se hace ya, son inyectadas en vena y el medicamento se deposita en las células afectadas por el tumor o por lo que se necesite porque eso sería el final de la quimioterapia por ejemplo, en vez de introducir quimio se introduciría nano dosis de medicamentos que se depositaría en las células malignas.

¿Cómo se distinguiría? Ahí entraría la parte química la parte biológica, habría que coger y determinar el PH de las células de malignas frente a las benignas y hacer una nano partícula que tenga un PH compatible que queda adherida a la célula maligna, eso se está haciendo y eso es fantástico. Dentro de la medicina.

Otra posibilidad, ¿por qué no se hace un nano robot que limpie el colesterol de las venas?

Suena a peli de ciencia de ficción, y esto lo veremos televisores desplegables, en grafeno, lo llevaras como una cartulina debajo del brazo, lo despliegas y lo usas donde quieras, entonces el grafeno son estructuras de carbono laminares y el grafeno es un elemento que ahora mismo tiene una potencialidad enorme y se ha utilizado por ejemplo para la fabricación de pantallas planas flexibles, imaginaros otro campo el de la seguridad:

Imaginaos que tenéis que saber si aquí el aire está muy contaminado o poco contaminado o porque hay mucho CO2 , azufre… Así que uno puede tener nano sensores en diferentes sitios tenerlos monitorizados y saber lo qu8e hay que hacer en el momento en el que hay que decir, “ventila, pon en marcha un filtro de lo que sea porque eso se puede hacer, que más cosas tenemos por ahí.

Una de las claves para pensar “si de lo que partimos en de los materiales que hay” porque al final utilizamos carbono, plata, platino y pasa lo siguiente:

           Cuando se reduce la escala el comportamiento de un conjunto de átomos de oro ya no es el comportamiento de un trozo de oro, el comportamiento de un trozo de grafito, que es la punta de un lápiz, cuando bajáis la escala y cogéis unos poquitos átomos de carbono y los colocáis resulta que tenéis una cosa que se llama grafeno que tiene unas capacidades fantásticas, esos elementos, como lo son los nanotubos que están muy de moda, los mezclas con polímeros le pueden conferir a ese polímero una dureza más grande que la del acero, imaginaros ahora mismo los parachoques de los coches eran metálicos, y ahora no, son muy ligeros y un choque hace que eso absorba el golpe y no pase ni la mitad de lo que pasaba. Haciendo que no sea un golpe seco sino que esté absorbido por el metal.

           Imaginaos que pueda cultivar bacterias que se alimenten de elementos   contaminantes, nada más, que les guste el petróleo, ahí un barco “Prestigie” Hace una avería que te mueres, abrimos la jaula de las bacterias de petróleo, y se comen el petróleo y la bacteria es orgánica, se muere se destruye y ya está.

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