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Nanociencia y Nanotecnología: Transformando al mover átomos

Escrito asesorado por Llanely Galindo Jiménez, QFB. Presentado en Expociencias Michoacán 2014.
Introducción
La nanociencia y la nanotecnología son los pilares en los que las sociedades prósperas están construyendo su bienestar. Estos temas tan relevantes deberían ser conocidos por las personas. Sin embargo, la nanoeducación en nuestro país está apenas comenzando, por este motivo se desarrolló este proyecto de divulgación con el fin de hacer comprensible el tema de  nanociencia y nanotecnología; mostrando de manera clara, concisa y accesible la información referente al tema, de tal modo que pueda difundirse a través de los medios de comunicación como lo son las redes sociales; ya que es necesario hacer atractivo el nanomundo a los niños, adolescentes, jóvenes y adultos para que reconozcan las ventajas y desventajas de lo que será la revolución del siglo XXI.


Antecedentes
En 1959, Richard Feynman, premio Nobel de Física (Padre de la nanotecnología), presentó su charla “Hay suficiente espacio en el fondo”. En la que explicó el proceso con el cual se podría desarrollar la manipulación de objetos a una escala muy diminuta. Pero, estaba adelan-tado a sus tiempos, nada  permitía ver y fabricar algo tan pequeño.
Eric Drexler dio a conocer el término de nanotecnología en EUA y empezó a desarrollar el campo de la nanotecnología molecular que se enfoca al manejo de átomos y moléculas individuales. Al otro lado del mundo, Norio Taneguchi utilizó la nanotecnología y comenzó a desarrollar proyectos en la región oriental (Japón).
Gracias al desarrollo del microscopio del efecto túnel en 1981, hecho en IBM, con un funcionamiento muy peculiar: por medio de una “sonda” (una punta terminada en unos cuantos átomos) se puede saber la forma de una nanopartícula y modificarla a nuestro antojo. A partir de 1990, los gobiernos de los países más desarrollados, al ver el potencial de la nanociencia, empezaron a poner en marcha programas para hacer investigaciones en estas áreas.
Si la población no conoce la nanociencia y nanotecnología no sabrá cuáles son los beneficios que ofrece, ni conocerá sus riesgos.
¿Qué es la nanociencia y la nanotecnología?
Primeramente, es necesario aclarar que el prefijo “nano” (del griego) se refiere a la mil millónesima parte de una unidad de medida. Por ejemplo: un nanómetro (nm) es la mil millonésima parte de un metro (1 nm = 0,000000001 metros).
Los humanos, desde el principio de los tiempos, se han esforzado por transformar el entorno y hacer que actúe en su favor. En la actualidad, los investigadores a nivel mundial están poniendo sus energías en la modificación del mundo, por medio de la nanociencia que se encarga del estudio de los procesos químicos, biológicos y físicos en la escala nanométrica y la nanotecnología que aplica creativamente los conocimientos para el diseño y la fabricación de nanoestructuras.
Una nanopartícula de cualquier material tiene propiedades físicas y químicas que difieren mucho de las que conocemos.
Se busca entender y aprovechar estas peculiaridades para fabricar materiales y dispositivos que puedan superar las limitaciones del presente. La física cuántica explica los fenómenos a escala nanoscópica. A pesar de que los investigadores gozan al controlar los átomos, quieren diseñar procesos para fabricar nuevos materiales a grandes escalas y en forma comercial.
El carbono 
El carbono es un elemento muy abundante e importante en la naturaleza. Tiene una gran facilidad para enlazarse. En la naturaleza se encuentra en formas distintas: en el grafito (panal de abejas) y en el diamante (tetraedro).
En 1985, Curl, Kroto y Smalley descubrieron una nueva forma del carbono y en honor al arquitecto Richard Fuller se llamó fulereno (C60), caracterizado por sus formas hexagonales y pentagonales. Así como por su versatilidad para sintetizar nuevos compuestos.
Sumio Iijima, en 1991, encontró un tipo de nanoestructura de carbono muy fuerte, muy resistente y muy flexible: el grafeno. A pesar de que por mucho tiempo se habían predicho sus propiedades, nunca se había fabricado, hasta el 2004 con lo que se constata que sus nuevas propiedades son completamente diferentes a cualquier material fabricado.
Aplicaciones
·      Creación de nuevos materiales con propiedades específicas que combinen fuerza y resistencia pero que también sean livianas.
·      Generación de energía solar, mediante celdas fotovoltaicas más ligeras, flexibles y baratas.
·      Uso y resguardo del hidrógeno para su uso como combustible.
·      Producción de luz con focos que no pierden energía en calor.
·      Elaboración de dispositivos con mayor capacidad, menos volumen, más rapidez y económicos.
·      Medicina
§  Uso de nanoestructuras para almacenar y transportar medicamentos al lugar exacto.
§  Empleo de dendrómetros (caballo de Troya) que entren en el tumor y una vez dentro lo destruya con un fármaco.
§  Aplicación de los biosensores que analizarán un trozo de ADN de cualquier célula e identificarán cualquier anomalía.
Desventajas y controversias
Al igual que aplicación tecnológica, la nanotecnología también tiene unas desventajas. Los críticos advierten los efectos negativos en la salud humana y el medio ambiente:
-    Nanopartículas que causa inestabilidad en células de la piel.
-    Nanopartículas acumuladas en los órganos son absorbidas por las células.
-    “Cuando menor es la partícula, mayor es su potencial de toxicidad.”
-    Aplicación en la industria militar: comunicaciones, sensores y armamento (explosivos pequeños, pero con mayor precisión y potencia)
-    El control tecnológico por parte de las principales corporaciones multinacionales, lo cual conllevará una mayor concentración del poder económico y político.
Conclusión
Entre ciencia y tecnología existe una sinergia muy interesante, que tiene como fin principal, aumentar la calidad de vida de las personas a lo largo y ancho del mundo.
A pesar de que el propósito central sea noble, muchas veces los avances científicos, se han utilizado de una manera poco ética y se ha puesto en peligro a todas las especies de la Tierra, incluso a la nuestra.
Con la nanociencia y la nanotecnología puede ocurrir lo mismo. Por lo cual debe haber una mayor reglamentación en la producción y comercialización de productos nanotecnológicos.
La población debe conocer la importancia y el potencial de la nanociencia y la nanotecnología, dado que están empezando a revolucionar nuestras vidas. 

Aunque la nanotecnología se está utilizando en muchos dispositivos y tiene muchas aplicaciones, podríamos  considerar con más valor la aplicación que se tiene en la medicina, ya que la vida y salud es lo más valioso para una persona.
Referencias                   
Nanociencia y Nanotecnología: Entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro. Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología,2008.
Poole, C. P., & Owens, F. J. (2007). Introducción a la nanotecnología. Reverté.
Drexler, E. K. (1994). Nanotecnologia, La. Gedisa.  
Takeuchi, N. (2009). Nanociencia y nanotecnología: la construcción de un mundo mejor átomo por átomo. Secretaría de Educación Pública.

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