Nanotecnología


La nanotecnología , también abreviada como nanotecnología , es el uso de materia a escala atómica , molecular y supramolecular para fines industriales. La descripción más temprana y generalizada de la nanotecnología se refería al objetivo tecnológico particular de manipular con precisión átomos y moléculas para la fabricación de productos a macroescala, también conocida ahora como nanotecnología molecular . [1] [2] Posteriormente, la Iniciativa Nacional de Nanotecnología estableció una descripción más generalizada de la nanotecnología , que definió la nanotecnología como la manipulación de materia con al menos una dimensión de 1 a 100nanómetros . Esta definición refleja el hecho de que los efectos de la mecánica cuántica son importantes en esta escala del reino cuántico , por lo que la definición pasó de un objetivo tecnológico particular a una categoría de investigación que incluye todos los tipos de investigación y tecnologías que se ocupan de las propiedades especiales de la materia que ocurren. por debajo del umbral de tamaño dado. Por lo tanto, es común ver la forma plural "nanotecnologías" así como "tecnologías a nanoescala" para referirse a la amplia gama de investigaciones y aplicaciones cuyo rasgo común es el tamaño.

La nanotecnología como se define por el tamaño es, naturalmente, amplio, incluyendo campos de la ciencia tan diversos como la ciencia de superficies , la química orgánica , biología molecular , la física de semiconductores , almacenamiento de energía , [3] [4] ingeniería , [5] microfabricación , [6] y la ingeniería molecular . [7] La investigación y las aplicaciones asociadas son igualmente diversas, desde extensiones de la física de dispositivos convencionales hasta enfoques completamente nuevos basados ​​en el autoensamblaje molecular , [8] desde el desarrollonuevos materiales con dimensiones a nanoescala para el control directo de la materia a escala atómica .

Actualmente, los científicos debaten las implicaciones futuras de la nanotecnología . La nanotecnología puede crear muchos materiales y dispositivos nuevos con una amplia gama de aplicaciones , como en nanomedicina , nanoelectrónica , producción de energía de biomateriales y productos de consumo. Por otro lado, la nanotecnología plantea muchos de los mismos problemas que cualquier nueva tecnología, incluidas las preocupaciones sobre la toxicidad y el impacto ambiental de los nanomateriales, [9] y sus posibles efectos en la economía mundial, así como la especulación sobre varios escenarios apocalípticos.. Estas preocupaciones han llevado a un debate entre los grupos de defensa y los gobiernos sobre si se justifica una regulación especial de la nanotecnología .

Los conceptos que sembraron la nanotecnología fueron discutidos por primera vez en 1959 por el renombrado físico Richard Feynman en su charla Hay mucho espacio en la parte inferior , en la que describió la posibilidad de síntesis mediante la manipulación directa de átomos.

El término "nanotecnología" fue utilizado por primera vez por Norio Taniguchi en 1974, aunque no era muy conocido. Inspirado por los conceptos de Feynman, K. Eric Drexler utilizó el término "nanotecnología" en su libro de 1986 Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology , que propuso la idea de un "ensamblador" a nanoescala que podría construir una copia de sí mismo y de otros elementos de complejidad arbitraria con control atómico. También en 1986, Drexler cofundó The Foresight Institute (con el que ya no está afiliado) para ayudar a aumentar la conciencia pública y la comprensión de los conceptos e implicaciones de la nanotecnología.


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Comparación de tamaños de nanomateriales
El buckminsterfullereno C 60 , también conocido como buckyball , es un miembro representativo de las estructuras de carbono conocidas como fullerenos . Los miembros de la familia de los fullerenos son un tema importante de investigación que cae bajo el paraguas de la nanotecnología.
Imagen de la reconstrucción en una superficie limpia de Gold ( 100 ), tal como se visualiza mediante microscopía de túnel de barrido . Las posiciones de los átomos individuales que componen la superficie son visibles.
Representación gráfica de un rotaxano , útil como interruptor molecular .
Este tetraedro de ADN [38] es una nanoestructura diseñada artificialmente del tipo que se fabrica en el campo de la nanotecnología del ADN . Cada borde del tetraedro es una doble hélice de ADN de 20 pares de bases , y cada vértice es una unión de tres brazos.
Vista giratoria de C 60 , una especie de fullereno.
Este dispositivo transfiere energía de capas nanodelgadas de pozos cuánticos a nanocristales sobre ellos, lo que hace que los nanocristales emitan luz visible. [39]
Configuración típica de AFM . Un voladizo microfabricado con una punta afilada es desviado por características en una superficie de muestra, como en un fonógrafo pero en una escala mucho más pequeña. Un rayo láser se refleja en la parte trasera del voladizo hacia un conjunto de fotodetectores , lo que permite medir la desviación y ensamblarla en una imagen de la superficie.
Una de las principales aplicaciones de la nanotecnología es en el área de la nanoelectrónica con MOSFET 's que se hace de pequeños nanocables ≈10 nm de longitud. Aquí hay una simulación de tal nanoalambre.
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Las nanoestructuras proporcionan a esta superficie una superhidrofobicidad , lo que permite que las gotas de agua rueden por el plano inclinado .
Láseres de nanocables para la transmisión ultrarrápida de información en pulsos de luz
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Un video sobre las implicaciones de la nanotecnología en la salud y la seguridad