5 cosas que debes saber sobre la nanotecnología

Aquí hay un acertijo: ¿Qué es tan pequeño que no puedes verlo, pero es lo suficientemente inteligente como para hacer funcionar tu iPad o detener el cáncer? Si su respuesta fuera un Dr. Sanjay Gupta microscópico, bueno, tendría razón, de una manera extraña. Pero la respuesta que estamos buscando aquí es la nanotecnología .

No importa cuánto escuchemos al respecto, la nanotecnología sigue siendo un misterio. No podemos verlo, y ciertamente no podemos sentirlo. Los científicos dicen que estará en nuestra medicina, pero es extraño pensar que algo medido solo en nanómetros salve tu vida.

¿Lo estamos usando en nuestra vida diaria y ni siquiera nos damos cuenta? Mejor aún, ¿dónde está la nanotecnología? ¿Está ocurriendo el futuro ahora mismo y ni siquiera somos conscientes de ello? Las respuestas a esas preguntas son: sí, en todas partes y más o menos. La nanotecnología ha encontrado un lugar en los productos de consumo, el tratamiento médico, la industria alimentaria y mucho más. De hecho, cada vez es más difícil hacer un seguimiento de dónde no está la nanotecnología. Y la verdad es que el potencial de la tecnología está lejos de ser alcanzado. Muchos de los grandes avances aún se están elaborando en los laboratorios. Y solo algunas de las formas más simples de nanotecnología han llegado realmente al mercado.

Así que quédese con nosotros mientras compilamos la hoja de trucos a nanoescala y echamos un vistazo a algunas nanotecnologías que ya pueden estar en su mundo y algunas que pueden estar en el horizonte.

1. Un día, podría salvar tu vida
2. Podrías estar tocándolo ahora mismo
3. Es posible que ya lo estés usando
4. A menudo es una forma de biomimética
5. Puede estar en sus alimentos y productos personales

La medicina bien podría ser el área más interesante en la que se puede poner en práctica la nanotecnología. Por ejemplo, con el cáncer, se están desarrollando muchos tratamientos diferentes para atacar los tumores a nivel celular. La investigación ha mostrado resultados prometedores del uso de nanopartículas de oro contra una variedad de cánceres. Las partículas se envían a los tumores y calientan las células cuando se disparan con láser infrarrojo [fuente: Bland ].

La entrega es el mayor problema con estos tratamientos, específicamente al dirigir las nanopartículas a las células malignas y evitar las sanas. Una vez que se refina el sistema de administración (¡una tarea nada fácil!), estas partículas podrían crear una serie de nuevos tratamientos no invasivos que eliminan los tumores sin ningún trauma quirúrgico.

Una solución de entrega puede estar en las estrellas, diminutas y doradas que los científicos de la Universidad Northwestern han estado desarrollando. Sus partículas en forma de estrella están recubiertas de un fármaco llamado aptámero de ADN (una molécula de ADN que puede adherirse a objetivos moleculares específicos). Las nanoestrellas son atraídas por las proteínas en el exterior de las células cancerosas. Las proteínas entregan de manera útil los invasores de tamaño nanométrico directamente al núcleo. Una vez unido al núcleo, un disparo de luz de un láser libera el fármaco de las nanoestrellas y comienza a trabajar en el núcleo [fuente: ScienceDaily ]. Ese no será un buen momento para ser una célula cancerosa.

Cualquiera que sea el mecanismo de entrega, la nanotecnología puede permitir a los médicos detener el cáncer de cerebro sin entrar físicamente en el cráneo del paciente o atacar el cáncer de pulmón sin abrir el pecho de alguien [fuente: Beck-Broichsitter ].

No importa en qué tipo de computadora o dispositivo estés leyendo este artículo, probablemente estés usando algo de nanotecnología en este momento. Los procesadores y los componentes de memoria fabricados con nanomateriales son comunes en el mercado, y se pueden encontrar recubrimientos antimicrobianos en teclados, ratones y carcasas.

En los próximos años, podríamos comenzar a ver cristales fotónicos que hacen que las pantallas de las tabletas sean más fáciles de leer a la luz del día al cambiar el color de la luz solar reflejada, en lugar de depender de la luz proyectada por el dispositivo [fuente: NanoWerk ]. Los diodos orgánicos emisores de luz ( OLED ) ya se están alineando para reemplazar la pantalla de cristal líquido ( LCD ) como el estándar universal para las pantallas de los teléfonos inteligentes. Y una capa clara y delgada de nanopartículas puede algún día evitar que su teléfono inteligente muera de muerte acuosa [fuente: Dillow ].

Muy pronto, sus dispositivos electrónicos funcionarán hasta tres veces más con una sola carga solo porque se están incorporando pequeños pelos llamados nanobigotes en sus baterías [fuente: Ackerman ]. Al usar estaño en los ánodos de las baterías de iones de litio (el estaño está naturalmente cubierto de nanobigotes), los ánodos tienen un área de superficie mucho mayor, lo que significa que pueden almacenar más electrones. Eso significa más tiempo de actividad, llamadas de teléfono celular más largas y no más interrupciones de Words With Friends solo para conectarse.

Gracias por las MEMsorias

Muchos de los componentes que hacen que los teléfonos inteligentes y las tabletas cobren vida, como acelerómetros, giroscopios e incluso pantallas, tienen sistemas microelectromecánicos ( MEMS ) en su núcleo. Aunque no están en la nanoescala, estos semiconductores de tamaño micro pueden diseñarse para hacer muchas cosas útiles, como detectar la orientación del dispositivo anfitrión.

Desde principios de la década de 2000, la industria de la moda ha estado prometiendo nanotecnología en los tejidos. No importa cuánta indiferencia muestre el público de compras hacia los teléfonos inteligentes que funcionan con camisetas, seguimos escuchando esas ideas. Para ser justos, la idea de los generadores piezoeléctricos tiene algunos puntos prácticos [fuente: Nanowerk ]. Imagine tener una tienda de campaña que pueda generar suficiente electricidad a partir de pequeñas brisas para cargar linternas LED . ¿O qué tal un barco que pudiera recargar sus baterías con cada aleta de su vela? De repente, la nanotecnología en la tela empieza a tener sentido.

Pero no todas las ideas de nanotecnología son tan bien recibidas. Han surgido muchas preguntas e inquietudes en torno a un nuevo producto para eliminar las bacterias que causan el mal olor en la ropa. Nanosilver es exactamente lo que sugiere su nombre, trozos de plata de tamaño nanométrico. Los diseñadores de ropa deportiva y los procrastinadores de la lavandería se emocionaron cuando descubrieron que la nanoplata podía evitar que la ropa y otros productos desarrollaran ese mal humor posterior a la carrera. Las partículas de plata atraen a las bacterias dañinas y básicamente revientan sus células. El problema es que la nanoplata mata bacterias indiscriminadamente, no se puede eliminar en las plantas de tratamiento de aguas residuales (que dependen de bacterias beneficiosas) y se ha demostrado que causa defectos de nacimiento en peces y otros organismos. Por lo tanto, los productos de lavado tratados con nanoplata podrían tener serias ramificaciones ambientales.

A fines de 2011, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) otorgó un permiso limitado para fabricar productos de nanoplata hasta que se pudiera verificar su seguridad, una decisión que ha resultado en demandas en nombre del público [fuente: EPA ]. Y si eso no es un poco espeluznante, el hecho de que la EPA considere que la nanoplata es un pesticida lo hará pensar dos veces antes de usarla en su cuerpo. De repente, el día de la colada se ve mucho más tentador.

Revestimientos de plata

Si le preocupa el uso de nanoplata, verifique los ingredientes de sus productos para el baño. Se está agregando a artículos como maquillaje, crema para la piel y pasta de dientes, entre otros [fuente: Gellerman ].

¿Quieres un par de pantalones que no absorban agua? ¿Qué tal una almohadilla adhesiva no pegajosa que te permitirá escalar una pared de vidrio? Puedes comprar esos ingeniosos pantalones en las tiendas, pero tendrás que trabajar en el laboratorio adecuado para dar rienda suelta a tu Spider-Man interior. Sí, estos son dos ejemplos de nanotecnología en la vida real, pero ambos existían en la naturaleza mucho antes de que la ciencia se diera cuenta. Vamos a ver.

Considérelo un equipo de seguridad para los comedores descuidados: durante años, la industria textil ha estado tratando de desarrollar telas efectivas a prueba de manchas. Fue solo cuando comenzaron a usar nanobigotes que todos esos goteos y derrames errantes realmente dejaron de absorberse. Si alguna vez has visto gotas de lluvia caer y rodar por una hoja de loto, o muchas otras plantas frondosas que viven en áreas empapadas, entonces has visto visto nanobigotes naturales en el trabajo. La hoja está cubierta con pelos de tamaño nanométrico que sostienen las gotas de agua, evitando que se absorban o se adhieran a la superficie de la hoja. Al agregar nanotubos a las fibras de la ropa, los fabricantes pueden crear telas de algodón, lana o sintéticas que repelen los líquidos.

En cuanto al equipo para caminar por la pared, es un producto del equipo de investigación de Robert Full en Berkeley. Mientras estudiaban los dedos de los geckos, descubrieron que cada dedo estaba cubierto con más pelos de tamaño nanométrico, aunque estos eran tan pequeños y abundantes que usaron fuerzas de van der Waals (adhesión intermolecular) para adherirse a superficies lisas [fuente: Completo ] . Full, un biólogo y otros ingenieros replicaron la pelusa de los pies del gecko y pudieron crear almohadillas que permitieron a un escalador humano escalar el costado de un edificio.

La lección importante aquí no es que la ciencia esté haciendo la vida más segura para los ladrones de gatos. Más bien, es que apenas hemos comenzado a explorar las posibilidades de la nanotecnología, y los próximos desarrollos podrían provenir directamente de la naturaleza. La parte difícil será diseñar productos que complementen el mundo vivo, no que lo perjudiquen.

La comida es el área donde muchas personas ponen fin a su amor e interés por la nanotecnología. Muchas personas pagarán una prima solo para asegurarse de que sus alimentos se hayan cultivado de forma orgánica o ética, o ambas cosas, por lo que no sorprende que ni siquiera quieran imaginarse ingiriendo nanopartículas. Entonces, antes de que nos asustemos demasiado, veamos algunas aplicaciones prácticas de la nanotecnología en alimentos y otros consumibles.

Envasado y almacenamiento: los envases de alimentos con nanotecnología pueden permitir que los alimentos duren más al crear un sello más hermético o incluso matar bacterias en los sistemas de almacenamiento. Mira alrededor. Encontrará muchos refrigeradores en el mercado que usan recubrimientos de nanoplata para matar bacterias e incluso en algunos recipientes de almacenamiento de alimentos reutilizables.

Sabor, color y nutrición: Puede hacer mucho a los alimentos a nivel atómico y molecular para alterar su sabor, apariencia y nutrición. Los defensores dicen que esto podría significar que los alimentos diseñados ofrecerán más valor nutricional en un paquete atractivo (un posible beneficio para las áreas empobrecidas del mundo que no reciben una nutrición adecuada) [fuente: OIM ]. Mientras tanto, los detractores no quieren escuchar nada más después de que se pronuncien las palabras "alimentos diseñados".

Mejorando las drogas: Tomemos la diabetes, por ejemplo. Los nanotubos podrían algún día reemplazar la prueba de sangre con pinchazo, y las nanopartículas en medicina podrían diseñarse para liberar sus medicamentos solo cuando los niveles de azúcar en la sangre lo requieran [fuente: Soutter ]. La medicina aún no ha llegado a ese punto, pero es una idea prometedora que tiene ramificaciones para cualquier persona cuya condición médica requiera una dosis constante de medicamento, desde pacientes con VIH hasta pacientes con migraña.

La opinión de la FDA sobre la (nano)tecnología

La Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. comenzó a investigar la nanotecnología en productos regulados. En 2011, la agencia dio a conocer su "primer paso hacia una mayor certeza regulatoria en torno a la nanotecnología" [fuente: FDA ].

Nota del autor: 5 cosas que debe saber sobre la nanotecnología

Cuando era niño, yo era el único chico de mi cuadra que no podía soportar ver la película "Fantastic Voyage" porque no creía que pudiera existir nada útil en ese tamaño propuesto. El funcionamiento interno del cuerpo en esos niveles estaba a la par con los unicornios y los duendes que guardan grandes sumas de oro a salvo a los pies de los arcoíris. De acuerdo, eso fue antes de que mi clase de Biología 101 me volviera loco. Hoy, no puedo evitar enloquecer cuando alguien comienza a hablar sobre el funcionamiento del mundo natural a ese nivel, y cómo estamos arreglando cosas como el cáncer a nanoescala. ¡Cosas verdaderamente asombrosas!

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