Actualmente los científicos están debatiendo el futuro de las implicaciones de la nanotecnología. La nanotecnología puede ser capaz de crear nuevos materiales y dispositivos con un vasto alcance de aplicaciones, tales como en la medicina, electrónica, biomateriales y la producción de energía. Por otra parte, la nanotecnología hace surgir las mismas preocupaciones que cualquier nueva tecnología, incluyendo preocupaciones acerca de la toxicidad y el impacto ambiental de los nanomateriales, y sus potenciales efectos en la economía global, así como especulaciones acerca de varios escenarios apocalípticos. Estas preocupaciones han llevado al debate entre varios grupos de defensa y gobiernos sobre si se requieren regulaciones especiales para la nanotecnología.
Definición: La nanotecnología comprende el estudio, diseño, creación, síntesis,
manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales
a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de
fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala. Cuando se manipula
la materia a escala tan minúscula, presenta fenómenos y propiedades
totalmente nuevas. Por lo tanto, los científicos utilizan la
nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y
poco costosos con propiedades únicas.
Historia: El ganador del premio Nobel de Física de 1965, Richard Feynman, fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en un discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959, titulado En el fondo hay espacio de sobra (There's Plenty of Room at the Bottom),
en el que describe la posibilidad de la síntesis vía la manipulación
directa de los átomos. El término "nanotecnología" fue usado por primera
vez por Norio Taniguchi en el año 1974, aunque esto no es ampliamente conocido.
Inspirado en los conceptos de Feynman, en forma independiente K. Eric Drexler usó el término "nanotecnología" en su libro del año 1986 Motores de la Creación: La Llegada de la Era de la Nanotecnología (en inglés: Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology),
en el que propuso la idea de un "ensamblador" a nanoescala que sería
capaz de construir una copia de sí mismo y de otros elementos de
complejidad arbitraria con un nivel de control atómico. También en el
año 1986, Drexler co-fundó The Foresight Institute
(en castellano: El Instituto de Estudios Prospectivos), con el cual ya
no tiene relación, para ayudar a aumentar la conciencia y comprensión
pública de los conceptos de la nanotecnología y sus implicaciones. Así, el surgimiento de la nanotecnología como un campo en la década de
1980 ocurrió por la convergencia del trabajo teórico y público de
Drexler, quien desarrolló y popularizó un marco conceptual para la
nanotecnología, y los avances experimentales de alta visibilidad que
atrajeron atención adicional a amplia escala a los prospectos del
control atómico de la materia.
Por ejemplo, la invención del microscopio de efecto túnel
en el año 1981 proporcionó una visualización sin precedentes de los
átomos y enlaces individuales, y fue usado exitosamente para manipular
átomos individuales en el año 1989. Los desarrolladores del microscopio Gerd Binnig y Heinrich Rohrer del IBM Zurich Research Laboratory (en castellano: Laboratorio de Investigación Zurich IBM) recibieron un Premio Nobel en Física en el año 1986. Binnig, Quate y Gerber también inventaron el microscopio de fuerza atómica análogo ese año.
Los fullerenos fueron descubiertos en el año 1985 por Harry Kroto, Richard Smalley y Robert Curl, quienes en conjunto ganaron el Premio Nobel de Química del año 1996. Inicialmente el C60 no fue descrito como nanotecnología; el término fue utilizado en relación con el trabajo posterior con los tubos de grafeno relacionados (llamados nanotubos de carbono y algunas veces también tubos bucky) lo que sugería aplicaciones potenciales para dispositivos y electrónica de nano escala.
A principios de la década de 2000, el campo cosechó un incrementado
interés científico, político y comercial que llevó tanto a la
controversia como al progreso. Las controversias surgieron en relación a
las definiciones y potenciales implicaciones de las nanotecnologías,
ejemplificado por el informe de la Royal Society acerca de la nanotecnología.
Los desafíos surgieron de la factibilidad de las aplicaciones
imaginadas por los proponentes de la nanotecnología molecular, que
culminó en un debate público entre Drexler y Smalley en el año 2001 y el
año 2003.
Mientras tanto, la comercialización de los productos basados en los
avances de las tecnologías a nanoescala comenzaron a surgir. Estos
productos están limitados a aplicaciones a granel de los nanomateriales y no involucran el control atómico de la materia. Algunos ejemplos incluyen a la plataforma Nano Silver que utiliza nanopartículas de plata como un agente antibacterial, los protectores solares transparentes basados en nanopartículas y de los nanotubos de carbono para telas resistentes a las manchas. Los gobiernos se movieron a la promoción y el financiamiento de la investigación en nanotecnología, comenzando por Estados Unidos con su Iniciativa Nanotecnológica Nacional,
que formalizó la definición de la nanotecnología basada en el tamaño y
que creó un fondo de financiamiento para la investigación de la
nanoescala.
Para mediados de la década del 2000 nueva y sería atención científica
comenzó a florecer. Proyectos emergieron para producir una hoja de ruta
para la nanotecnología que se centraba en la manipulación atómica precisa de la materia y que
discute las capacidades, metas y aplicaciones existentes y proyectadas.
Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN
era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de
todos los procesos del organismo, revelando la importancia de las
moléculas como determinantes en los procesos de la vida.
Pero estos conocimientos fueron más allá, ya que con esto se pudo
modificar la estructura de las moléculas, como es el caso de los
polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares.
Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar
“grandes”.
Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el
mundo microscópico, ya que en él se encuentran posiblemente las
alteraciones estructurales que provocan las enfermedades, y no hay que
decir de las ramas de la medicina que han salido más beneficiadas como
es la microbiología, inmunología, fisiología; han surgido también nuevas
ciencias como la Ingeniería Genética, que ha generado polémicas sobre las repercusiones de procesos como la clonación o la eugenesia.
El desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología en América Latina es relativamente reciente, en comparación a lo que ha ocurrido a nivel global. Países como México, Costa Rica, Argentina, Venezuela, Colombia, Brasil y Chile contribuyen a nivel mundial con trabajos de investigación en distintas áreas de la nanociencia y la nanotecnología.
Además, algunos de estos países cuentan también con programas
educativos a nivel licenciatura, maestría, posgrado y especialización en
el área.
Conceptos Fundamentales: La nanotecnología es la ingeniería de sistemas funcionales a escala
molecular. Esto cubre tanto el actual trabajo como conceptos que son más
avanzados. En su sentido original, la nanotecnología se refiere a la
habilidad proyectada para construir elementos desde lo más pequeño a lo
más grande, usando técnicas y herramientas, que actualmente están siendo
desarrolladas, para construir productos completos de alto desempeño.
Un nanómetro (nm) es la mil millonésima parte, o 10−9, de un metro. Por comparación, los típicos largos de enlaces carbono-carbono, o el espacio entre estos átomos en una molécula, están alrededor de los 0,12–0,15 nm y la doble hélice de un ADN tiene un diámetro de alrededor de 2 nm. Por otra parte, la forma de vida célular más pequeña, la bacteria del género Mycoplasma, tienen alrededor de 200 nm de largo. Por convención, la nanotecnología es medida en el rango de escala de entre 1 a 100 nm
de acuerdo a la definición usada por la Iniciativa Nanotecnológica
Nacional en Estados Unidos. El límite inferior está dado por el tamaño
de los átomos (el hidrógeno
tiene los átomos más pequeños, que tienen un diámetro aproximado de un
cuarto de nm) dado que la nanotecnología debe fabricar sus dispositivos a
partir de átomos y moléculas. El límite superior es más o menos
arbitrario pero se encuentra alrededor del tamaño en que fenómenos que
no pueden ser observados en estructuras más grandes comienzan a ser
aparentes y pueden ser usados en el nanodispositivo.
Estos nuevos fenómenos hacen que la nanotecnología sea distinta de los
dispositivos que son meramente versiones miniaturizadas de un
dispositivo macroscópico equivalente; tales dispositivos se encuentran a una escala más grande y caen bajo la descripción de microtecnología.
Para poner la escala en otro contexto, el tamaño comparativo de un
nanómetro a un metro es lo mismo que el de una roca al tamaño de la tierra. Otra forma de ponerlo: un nanómetro es la cantidad en que la barba de un hombre promedio crece en el tiempo al que a este le toma levanta la afeitadora a su cara. Se usan dos apromacimaciones a la nanotecnologia. en la aproximación ''desde el fondo hacia arriba'', los materiales y dispositivos construidos a partir de componentes moleculares que se ensamblan por si mismos quimicamente por los principios del reconocimiento molecular. En la aproximación ''desde arriba hacia abajo'', los nano-objetos son construidos a partir de entidades más grandes y son un control a nivel atómico. Áreas de la física tales como la nanoelectrónica, la nanomecánica, nanofotónica y la nonaiónica han evolucionado durante estás últimas pocas décadas para proporcionar un fundamente científico básico a la nanotecnología.
.
