NANOTECNOLOGÍA

Introducción

En este momento, la nanotecnología es un fenómeno global, en el que actualmente se está investigando y se están haciendo descubrimientos en todo el mundo. Sin duda, toda la ciencia de los materiales se verá afectada por la nanotecnología en diferentes magnitudes.

La manipulación de la materia a escala de átomos y moléculas, promete ser revolución tecnológica de todos los tiempos. Sus aplicaciones actuales y potenciales cubren el increíble espectro de la biomédica, la farmacéutica, la industria cosmética, la alimentación, la agricultura, la industria química y de materiales, la industria de la construcción, la aeronáutica, la industria automotriz, textil, del caucho, la informática, la computación y muchas otras donde el Diseño industrial tiene mucho campo de acción.

¿Qué es la nanotecnología?

Es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a la misma dimensión.

Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula de átomos y moléculas demuestran fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Un nanómetro es un mil millonésimo de un metro. Por ejemplo; un solo cabello humano está formado aproximadamente de 80,000 nanómetros y un virus entre 20 a 300 nanómetros.

A nivel nanómetro, entran en acción los efectos cuánticos: la materia cambia sus propiedades físicas y químicas tal como las conocemos. Por ejemplo; materiales que son blandos se vuelven extraordinariamente duros o cambian de color, la conductividad eléctrica y térmica, la reactividad química. En esta perspectiva se borra el límite entre lo vivo y lo no vivo, todo tiene átomos.

Historia:

El origen de la nanotecnología se dice, fue en una conferencia que el premio nobel de Física Richard Feynman impartió en 1959 con el nombre “Hay suficiente espacio en el Fondo”. En esta charla Feynman argumenta que “los principios de la Física tal y como los veo, no hablan en encontrar la posibilidad de manipular los objetos átomo a átomo”.

Sin embargo no fue hasta 1981 con el invento por G. Binning y sus colaboradores del microcospio que se alcanzó la madurez tecnológica para hacer realidad la predicción de Feynman.
Un microscopio de efecto túnel es un dispositivo que permite visualizar a nivel a nivel atómico la superficie de los materiales e incluso modificar, por ejemplo colocar átomos en esta superficie a esa escala. El microscopio de efecto túnel fue el primero de un grupo de tecnologías de visualización y manipulación de los átomos. A este siguieron los microscopios de fuerza atómica, de fuerza magnética y otros más desarrollos que continúan hasta el día de hoy. En realidad, el término “nanotecnología” fue acuñado por el científico japonés Norio Taniguchi en 1974.
Otro hombre de ésta área fue Erik Drexler quien predijo que la nanotecnología podría usarse para solucionar muchos problemas de la humanidad, pero también podría generar armas poderosísimas. Creador del Foresight Institute y autor de libros como “Máquinas de la Creación”; muchas de sus predicciones iníciales no se cumplieron, y sus ideas parecen exageradas en la opinión de otros expertos, como Richard Smalley.
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 los encontramos en nuestros hogares y que sin ellos no podríamos vivir. Pero hay que decir que este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.

Con estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando más acerca de estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales inertes, sino en la búsqueda de moléculas orgánicas que se encontrarán en nuestro organismo.
No fue sino hasta principios de la década de los cincuenta cuando Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo y de aquí se tomó la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida.

Hoy en día la medicina le da más intereses a la investigación en el mundo microscópico ya que en este se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido más beneficiadas como la microbiología, inmunología, fisiología, en fin así todas las ramas de la medicina.
Con estos avances han surgido también nuevas ciencias como en la ingeniería genética que hoy en día todos han oído escuchar acerca de las repercusiones que puede traer la humanidad, como es la clonación o la mejora de las especies. Entre estas ciencias también se encuentran otras no muy conocidas como es la nanotecnología.

Los “materiales nanoestructurados” nos rodean desde siempre. Partículas resultado de procesos químicos y geológicos como en partículas ultraenfriadas durante erupciones volcánicas hasta la química molecular más compleja como la que ocurre dentro de los organismos vivos que da lugar a estructuras a esta escala como el propio ADN, “código de vida” son nanoestructuras.
En 1981, el investigador K. Ericc Drexler publica un importante artículo científico titulado “Ingeniería Molecular: una aproximación al desarrollo de las capacidades generales para la manipulación molecular”. Drexler avanza la propuesta de que se debía imitar los mecanismos de fabricación moleculares de la naturaleza para crear materiales y dispositivos nuevos.

Con el descubrimiento en 1985 de los fullerenos, moléculas de carbono ensambladas en forma de pelotas, se da la estampida para la nanotecnología experimental y práctica. A este descubrimiento siguió en 1991 el de los nanotubos de carbono, otra manera de ensamblar átomos de carbono formando tubos huecos de diámetro en el orden de los nanómetros. Desde entonces se han desarrollado aplicaciones de estos nanotubos de carbono como conductores balísticos (1971), circuitos eléctricos (2001), osciladores de alta frecuencia (2002), transitores (2003), filimentos de luz (2004), y un largo etc.; que lo hace con mucho, el nanomaterial más estudiado y con mayores potencialidades. Ya en 2006, métodos de producción estable de nanotubos de carbono han sido llevados de la escala de laboratorio a la escala industrial y con otras aplicaciones que más adelante veremos.

¿Porqué tanto interés en la nanotecnología?

En la escala nanométrica las propiedades de los materiales tales como su color, su capacidad de conducir la electricidad, sus propiedades mecánicas, magnéticas cambian. Entendamos esto, digamos que tenemos un puñado de esferas de oro de un centímetro de diámetro con su característico color amarillo. Si formamos un polvo fino, este también tendrá el color amarillo del oro. Cuando esas mismas esferas son reducidas a tamaños de varios nanómetros de diámetro, el color de las esferas cambia. Más aún, a esa escala pequeños cambios de la forma de la esfera provocan drásticos cambios de color en el polvo que pueden ir desde un incoloro hasta tener un inusual color azul. Eso es algo a lo que no estamos acostumbrados. Hemos logrado cambiar el color de un material sin cambiar su naturaleza química. Es esta inusual propiedad de cambiar de color a la escala nanométrica de las partículas de oro que lo hacen útil como marcadores para realizar mediciones a esta escala, por ejemplo para medir tamaños de porciones de ADN. Otras aplicaciones es la de cambiar el color de las superficies impregnándolas de las nanopartículas, algo que investigadores han aprovechado para fabricar perlas de distintos colores. Otros han vinculado a cosméticos que cambian el color bajo ciertos estímulos externos. En la nanotecnología lo importante es el tamaño de los constituyentes que determinan las propiedades de un material, y esa característica la comparten los más disímiles materiales: biológicos, sintéticos, orgánicos e inorgánicos.

En el terreno de la nanotecnología confluyen todas las ciencias básicas: biología, química, física, matemáticas; a esta escala todas estas disciplinas comparten métodos experimentales y técnicas de síntesis similares. Más importante aún, como los materiales constituyen la base de todos los objetos que el hombre utiliza, la nanotecnología está llamada a revolucionar a corto plazo el mundo en que vivimos.

La revolución nanotecnológica

Que los materiales revolucionen la vida del hombre no es nuevo, las primeras etapas de desarrollo humano, han sido clasificadas de acuerdo al material que el hombre fue dominado, y determinó su modo de vida, así hablamos de la edad de piedra, la edad de bronce, y la edad de cobre, entre otras. En el siglo XX, el siglo de los materiales, los plásticos, el cobre, el silicio; transformaron nuestras vidas. Por ejemplo el desarrollo de la tecnología del cobre posibilitó la transmisión eficiente de la energía eléctrica que domina nuestras vidas. Sin el silicio los transitores de estado sólido no hubieran sido posible y de ellos los componentes electrónicos que constituyen el corazón de las computadoras, los equipos electrónicos modernos, los dispositivos utilizados para las telecomunicaciones. ¿Qué diferencia por tanto esta revolución nanotecnológica de otras revoluciones previas en los materiales? La diferencia fundamental radica en que no hablamos de una revolución basada en un material o familia de materiales en particular, sino en un conjunto de técnicas que posibilitan la manipulación de la sustancia de manera individual a escala de un puñado de átomos donde se determina el carácter, las propiedades y la naturaleza misma del material. Con la nanotecnología se traspasan las fronteras convencionales y comenzamos a ver como materiales todos los ensamblajes atómicos a escala del nanómetro; el ADN, las proteínas, los lípidos, etc. Y esta visión unificadora es la que introduce una cualidad nueva en nuestra visión del mundo y nuestra capacidad de transformarlo.

Las áreas de impacto donde se considera la nanotecnología incidirán de forma más rápida son:

• Salud humana, productos farmacéuticos, biotecnología e ingeniería genética
• Generación eficiente y limpia de energía
• Medio ambiente
• Alimentación
• Industria armamentista
• Electrónica y las comunicaciones
• Cosméticos e industria de belleza

En el área de la salud los primeros impactos se reportan en la liberación controlada de fármacos. En esta aplicación, sustancias activas farmacéuticamente son recubiertas con materiales nanométricos semiporosos que permiten la difusión del medicamento de manera sostenida durante un tiempo prolongado. Con esta técnica se evitan que los medicamentos provoquen “golpes” de fármacos en el organismo disminuyendo los efectos secundarios. Otra ventaja es disminuir la dependencia de los pacientes crónicos de un fármaco siendo el ejemplo más socorrido el del paciente diabético, insulina dependiente; que podría suministrarse la insulina nanoencapsulada de manera tal que su efecto en el cuerpo dure por varios días sin necesidad de inocularse nuevas dosis.

Otra área de la salud, de investigaciones sostenidas que auguran impactos a corto plazo, es en el transporte de fármacos a un blanco determinado o “target drug delivery” donde un fármaco introducido en el cuerpo y agregado a una nanopartícula es “conducido” al lugar donde se quiere obtener el efecto terapéutico. De esta manera se disminuyen las dosis de medicinas a suministrarse y sus efectos secundarios, decrementándose el efecto invasivo de la medicación. El ejemplo típico de este tipo de aplicación es el antiinflamatorio que es “conducido” a un músculo inflamado y liberado ahí, evitando la acción relajadora del fármaco sobre todos los músculos del cuerpo. En el área de diagnóstico, la nanotecnología se encamina la detección temprana, a escala molecular, de enfermedades. En esta dirección se encuentra la detección de cáncer cuando aún está a un nivel de unas cuantas moléculas enfermas.

La generación eficiente de energía tiene que ver con el desarrollo de materiales capaces de almacenar energía estable y con alta eficiencia de conversión, a fin de hacer viable la economía del hidrógeno; así como técnicas de fabricación de celdas solares de alta eficiencia de hasta el 20% basada en puntos cuánticos u otras tecnologías nano. También se incluyen tecnología para la separación eficiente de agua en hidrógeno y oxígeno para la generación de energía limpia. Iluminación con dispositivos ano de alta eficiencia capaz de producir adecuados niveles de iluminación a muy bajo costo energético. Otras investigaciones se dirigen a líneas de transmisión eléctricas con capacidades gigantescas de hasta 1 gygawatt, baterías eléctricas a bajo costo y alta eficiencia y utilización de mecanismos de síntesis biológicas alimentadas por el sol para la producción de materiales sin costo energético adicional. Las aplicaciones medioambientales incluyen el desarrollo de nanomembranas para la limpieza química y biológica del agua. Medios activos para el control y reducción de contaminantes en el ambiente y el agua. Nanomateriales para la neutralización de catástrofes de contaminación como vertido de petróleo. En la alimentación, la nanotecnología promete un uso más eficiente y ecológico de fertilizantes y factores de crecimiento de cultivos, permitiendo aumentar el rendimiento agrícola por hectárea a la vez que se reduce de manera sustancial el agotamiento de los suelos. La nanotecnología se está utilizando en investigaciones de nanopartículas magnéticas para la erradicación de contaminantes químicos de los suelos y el uso de nanosensores para monitorear la calidad de los suelos y la salud de las plantas. Debe mencionarse además aplicaciones potenciales en productos nanotecnológicos para el suministro de mejores acunas y terapéuticas para el ganado mayor y otros animales de explotación comercial. En otra área relacionada, la nanotecnología ya se utiliza en formas de almacenamiento de alimentos que los hagan más duraderos sin utilización de fuentes de energía, biosensores nano para la detección de alimentos en mal estado y nanoemulsiones para la descontaminación de alimentos.

En la industria armamentista, recursos astronómicos se emplean en desarrollar tecnologías de camuflaje adaptables a las condiciones del entorno. En esto se trata de telas que cambian de color para simular el del ambiente en que se encuentran. También el logro de chalecos antibalas más efectivos y a la vez más livianos. Mejores blindados, proyectiles con mayor poder de penetración son otros desarrollos en curso. Armas químicas y nucleares de nueva generación y otros medios de ataque nanotecnológico se hallan entre las capacidades que actualmente se buscan desarrollar.

En la industria electrónica, la nanotecnología será esencial en lograr menores escalas de miniaturización al resolver problemas relacionados con la disipación de calor. También se considera que los desarrollos futuros relacionados con la computación cuántica tendrá su realización práctica en dispositivos que combinen técnicas nano. Se prevé que la nanotecnología resultará en computadoras más rápidas y eficientes con menor consumo energético, la introducción de nuevas tecnologías inalámbricas con mejores prestaciones, memorias en el rango de los terabytes, frecuencias de transmisión de datos más elevadas y ancho de banda mayores.

La industria de la belleza es el área donde se observa el mayor número de aplicaciones ya comercializadas. De hecho la empresa local Loreal se considera una d elas mayores propietarias de patentes de nanotecnologías en la actualidad con 196, por encima de gigantes como General Electric, Kodak y Motorola. La industria de cosméticos ya vende productos basados en partículas nanométricas como cremas para la piel, bloqueadores solares, acondicionadores de cabellos entre otros.

Las nanotecnologiás se han tomado uno de los campos de mayor competitividad económica en el sector de las altas tecnologías.

La investigacion en las universidades

Las nanotecnologías han cerrado la brecha entre investigaciones básicas y aplicadas. De esta manera la Ciencia de los Materiales se incorporan a las áreas del conocimiento donde los estudios fundamentales se convierten en productos de alto valor de mercado. Este fenómeno se ve realizado en el surgimiento de empresas incubadoras o spin off, desde las universidades. El fenómeno del spin off, cuyo fundamento filosófico responde a la concepción neoliberal del mundo, permite la apropiación privada, a bajo riesgo del conocimiento generado en las universidades bajo financiamiento público. Por las características de esta ciencia, su carácter interdisciplinario y la necesidad de un enfoque integral de las ciencias naturales en su abordaje, se reconoce a las universidades como un espacio vital en las investigaciones de este campo. Las universidades en los países desarrollados se están constituyendo en actores protagónicos en el desarrollo nanotecnológico y en los últimos años se observa la proliferación de institutos de nanotecnologías en las principales campus universitarios del Primer Mundo. Esta tendencia se ve reforzada al asignársele una importante parte de los fondos públicos dedicados a la nanotecnología que en algunos países llega hasta dos tercios del total asignado a las investigaciones.

Las universidades constituyen además, en el embalse natural de conocimientos, de una sociedad, y su función universalizadora la torna un escenario privilegiado para potenciar desde sus espacios investigaciones más orientadas en otros sectores de la sociedad y la industria.

Realizan Proyecto para manipular átomos con nanotecnología en Jalisco.

La Universidad de Guadalajara se integra.

• Esta tecnología podrá disminuir y erradicar problemas con Alzheimer
• Cuentan con inversión de 2 millones de pesos

Tiene varias aplicaciones prácticas y es una apuesta por el desarrollo del país.

GUADALAJARA, JALISCO.- Investigaciones del CUValles de la UdeG realizan 8 proyectos científicos en nanotecnología, que permiten manipulación de átomos y moléculas con aplicaciones prácticas. Estos van desde tubos para sustituir pantallas de cristal líquido de computadoras, hasta un hilo de cirugías de columna. El director de la División de Estudios Científicos y Tecnológicos del Centro Universitario de los Valles (CUValles), Alfonso Castillo Pérez, señaló que de las ocho investigaciones, con inversión de dos millones de pesos, cinco son financiadas por el Programa para el mejoramiento del profesorado. Puntualizó que los restantes reciben apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), la Secretaria de Educación Pública (SEP), y la Universidad de Guadalajara (UdeG).

Explicó que uno de ellos experimenta con celdas fotoeléctricas, cuyos materiales semiconductores permiten que las celdas tengan circuitos con fuentes propias de alimentación, además de que economiza sus costos. “Esto es importante, porque la luz solar tiene un gran potencial para ser explotada como una de las energías alternativas que nos ayudarán a sustituir los combustibles fósiles”, apuntó. Mencionó que una de las innovaciones más destacadas de las aplicaciones en nanotecnología es la creación de un hilo que puede ser utilizado en cirugías de la columna por osteoporosis. “Con este material, los huesos pueden ser envueltos para que las personas puedan caminar sin problemas, y no representa riesgos como la técnica con placas de metal utilizada hasta ahora”. Comentó que los investigadores del CUValles están en trámite de conseguir la patente para este producto, la cual podría estar lista en un año, aunque podría ser comercializado y aplicado antes de que concluya dicho proceso. Castillo Pérez expresó que la nanotecnología es aplicada en diversos aspectos de la vida. Para crear pintura antigrafitti, pegamento antifugas para los tubos conductores de petróleo extraído de perforaciones marítimas, vidrios que se limpian solos, circuitos electrónicos que no se calientan, microtubos o esferas para sustituir a los medicamentos antibióticos, y hasta para disminuir o erradicar problemas de Alzheimer.

Señaló que países como México, con bajos niveles de crecimiento, deben de apostar al desarrollo tecnológico como una alternativa para sacar de la pobreza a su población, “sin embargo, pocos son los recursos destinados a este rubro”.

Aportaciones al textil de la nanotecnología.

El uso de la nanotecnología está permitiendo potenciar el desarrollo de los textiles multifuncionales. Por ejemplo, la tecnología de plasma se está utilizando para modificar las capas superficiales de espesor nanométrico, aportando propiedades nuevas como antibacteria, fungicida y repelente al agua. Otras áreas de interés de los “nanocoatings-nanorecubrimientos” incluyen la mejora de la resistencia frente al calor, ropa de trabajo mecánicamente resistente, protección balística, sensores y camuflaje.

La nanotecnología está relacionada con el textil en muchos otros campos de aplicación entre los que destacamos:

• La optimización de membranas para laminados imper-respirables utilizados para ropa de protección, así como en la obtención de membranas antiestáticas para protección frente al mal tiempo y a las descargas elctroestáticas. W.L. Gore & Associates ´Gore-Tex Workwear´ y DuPont´s Teflon.
• Las “nanopartículas” se están utilizando para mejorar el control de la liberación de fragancias, biocidas y antigungidos sobre los tejidos, así como para prevenir el crecimiento de bacterias mediante la liberación de agentes bacterioestáticos o también para la absorción de olores. Ciba Specialty Chemicals (CSC)
• La obtención de nuevas fibras con una capacidad de absorción de la humedad mejorada, en aquellas fibras que intrínsecamente carecen de esta propiedad (fibras sintéticas) mediante la superposición de un número elevado de “nanocapas” capaces de retener la humedad. Kanebo Spinnig Corp of Japan y Toray Industries han obtenido hilo de poliéster y poliamida con una capacidad30 veces superior de absorber la humedad.
• Para mejorar las opciones “estéticas” como por ejemplo en la obtención de fibras luminiscentes por la superposición de nanofibras con diferentes índices de refracción, generando una visión diferente en función del punto de vista del observador o del ángulo en que la luz incida sobre la fibra. Teijin Fibres Ltd of Japan
• También se puede emplear la nanotecnología para obtener materiales más ligeros y resistentes mediante el empleo de nanofibras en la hilatura (nanotubos de carbono), con una resistencia 15 veces superior a la de las fibras de aramida actuales. University of Texas and Irelands Trinity College
• La aplicación potencial de estos nanotubos de carbono no solo incluyen la obtención de composites de fibra-polímero de peso reducido, sino también se pueden utilizar para chalecos antibalas, o para sistemas de almacenamiento de energía embebidos en los tejidos, capaces de suministrar energía a determinados dispositivos electrónicos, o en campos más específicos como la fabricación de raquetas de tenis.

Crear, modificar y mejorar los textiles a escala molecular e incrementar su durabilidad y prestaciones más allá de lo que ofrecen los textiles en la actualidad es hoy posible gracias a la nanotecnología. Para continuar con esta tendencia favorable y generar valor a los productos textiles, la industria textil debe contribuir más a la investigación en nanotecnología y lo que es más importante, intensificar su colaboración con otras disciplinas.

Las necesidades cada vez más exigentes de los usuarios son los que llevan a la búsqueda y desarrollo de nuevas potencialidades a los textiles, de manera que son éstas necesidades las fuerzas conductoras de los cambios tecnológicos.

Por ejemplo, se puede ofrecer un mayor valor añadido en propiedades como:

• Hidrofobicidad
• Hidrofilidad
• Efecto antimicrobiano.
• Efecto barrera térmica
• Control de la electricidad estática
• Transpirabilidad
• “Smart textiles” – tejidos inteligentes
• Resistencia mecánica

A modo de ejemplo, las funciones que se pueden impartir a los textiles convencionales por la aplicación de la nanotecnología son:

• Dentro de la propia fibra: Resistencia, mayor módulo
• En la superficie de la fibra: Hidro-repelencia
• En la estructura de hilos y tejidos: Permeabilidad y resistencia.
• En el recubrimiento o laminado: Efecto Barrera, confort

Son muchas las aplicaciones que basadas en el uso de la nanotecnología pueden aplicarse a los textiles convencionales. El siguiente esquema puede servir de referencia:

Algunas empresas que actualmente aplican nanotecnología a los textiles junto a las ya citadas son: CIBA SPECIALTY CHEMICALS (linea de productos basa en el uso de nanopartículas para encapsular productos antibacteriales), GUNZE SANGYO INC. (producción de nanotubos de carbono de múltiples barreras), NANOPHASE TECHNOLOGIES CORP. (materiales nanocristalinos de óxidos metálicos y mezclas), NANO-TEX (tecnología para adherir nanopartículas o nanofibras al algodón o fibras sintéticas), NANO-X (aplicación de tecnología basada en el proceso sol-ggel y nanopartículas, con aplicaciones en la protección textil) y SCHOELLER TEXTILES AG (aplicacioón de la nanotecnología para producir recubrimients textiles repelentes al agua y a las impurezas, autoadhesivos y autolavables). 3XDRY, REFLEX, PCM, NANO SPHERE.

Algunos ejemplos de uso:

En la Arquitectura:

Los avances en la tecnología cada vez están encontrando más aplicaciones en la arquitectura, generalmente en la creación de nuevos materiales o en la modificación de las propiedades de otros ya existentes.

Hoy es factible pensar en futuros materiales de construcción más resistentes: nuevos hormigones y aceros con mayor resistencia mecánica. En el hormigón, esto sería posible disminuyendo la difusión del cloro y aplicando nanopartículas de dióxido de silicio (SiO2) y de dióxido de titanio (TiO2), así como el empleo de nanotubos de carbono.

• Reduciendo la proporción de cloro se estaría disminuyendo la corrosión de las armaduras en el hormigón armado.
• El dióxido de silicio hace aumentar la vida útil del hormigón, al alterar la densidad de algunos de sus componentes.
• Con el dióxido de titanio se consigue descomponer compuestos orgánicos y bacterias, además de añadir propiedades hidrofóbas a su superficie. El resultado es el de un hormigón blanco, inalterable con el paso de lso años.
• Pocas proporciones de nanotubos de carbono,confieren mayor resistencia a la compresión y a la tracción al hormigón, aunque están por resolver algunos problemas para la correcta dispersión en el mismo, y en su precio, que es bastante caro.

Otras investigaciones con polímeros (Small Science Will Bring Big Changes To Roads) están dando como resultado la posibilidad de que ciertos materiales empleados en la ingeniería o en la arquitectura tengan la propiedad de autorepararse de arañazos, brechas, agujeros.. o de que permanezcan siempre limpias (estudios de la Universidad de New South Wales). Esto es posible gracias, otra vez al dióxido de titanio que, activado por la luz ultravioleta, es capaz de excitar a los electrones consiguiéndose así una alta capacidad oxidante. De esta manera las nanopartículas eliminan a las bacterias y deshacen compuestos orgánicos, consiguiéndose superficies limpias y secas (capacidad hidrófoba) El siguiente paso consiste en conseguir esta activación con luz artificial para su aplicación.

Por ejemplo, en cuartos de baño de las viviendas, hospitales... Con todo esto, el futuro para los edificios se presenta más seguro y más limpio.

Automotriz:

Un clásico de Pininfarina se apoya en la nanotecnología para innovar

Uno de los máximos exponentes de la marca Pininfarina (famosa por sus diseños de carrocerías para marcas como Ferrari) el italiano Leonardo Fioravanti, ha presentado un nuevo vehículo en el que una de las mayores novedades es la falta de limpiaparabrisas. El hecho de que no incluyan estos dispositivos, presentes en los automóviles desde hace 100 años, estriba en que se ha incorporado un parabrisas muy novedoso formado por 4 capas y diseñado con ayuda de la nanotecnología. Este parabrisas incorpora 4 capas con funcionalidades muy bien definidas. La primera y más externa, evita que se adhieran las gotas de agua, es decir repele el agua que cae sobre ella, además de ser un filtro solar. En la segunda capa se ha incorporado un compuesto de nanopartículas que “expulsa” las moléculas de polvo que se depositan sobre el cristal.

La tercera capa es básicamente un sensor que activa la segunda capa cuando la suciedad y el polvo se depositan sobre ella.

Y finalmente la última capa, es una capa conductora de electricidad que proporciona energía al resto de la estructura.

Modelo Gina/BMW
El modelo visionario GINA para BMW es un concepto que destaca una piel de tela flexible estirable diseñada con nanotecnología, sobre un marco metálico articulable, haciendo que el carro pueda cambiar de forma.

http:/ /blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia

Calzado:

HI-TEC presenta la nueva tecnología Ion-mask: la nanotecnología de hidrogestión.

Lo hizo con una presentación que tuvo como escenario el Acuario de Londres.
La marca de calzado deportivo Hi-Tec ha introducido recientemente en su calzado una tecnología revolucionaria que supone un progreso espectacular con respecto al comportamiento del calzado frente al agua. Se trata de la nanotecnología de hidrogestión de ion –Mask. Para dar a conocer formalmente esta innovación a los medios de comunicación europeos, la firma inglesa realizó una presentación muy original que tuvo como escenario el Acuario de Londres y como anfitrión a Jason Bradbury, conocido presentador de The Gadget Show, programa dedicado a los últimos avances tecnológicos.

Jason Larke, Gerente de COMUNICACIÓN DE Hi-Tec PLC e Ian Robins, Director de Desarrollo del Laboratorio P2i, fueron los encargados de presentar esta novedad que se ha incorporado al modelo Altitude Ultra WPi perteneciente a la colección otoño-invierno 08/09 de Hi-Tec. Aprovechando los espacios del acuario, durante el evento se llevaron a cabo diversas pruebas para que los asistentes pudieran apreciar in situ los beneficios excepcionales de ion-mask.

Hi-Tec es la primera marca en la industria del calzado en emplear la tecnología ion-mask que opera a nivel molecular, adhiriéndose invisiblemente a la superficie del calzado aportándole así propiedades hidrófobas. En el caso del calzado de piel, garantiza la impermeabilidad sin necesidad de una membrana adicional.

Esto hace que ion-mask se convierta en una herramienta novedosa en la industria del calzado, ya que además de su capacidad de impermeabilización ofrece el beneficio ion-mask hidrophobic en calzados que evidentemente, por diseño y por los materiales utilizados en su elaboración, acogen el agua y no pueden ser impermeables.

Sin embargo ion-mask, no es sólo un proceso de impermeabilización ya que brinda al calzado muchos otros beneficios:

• Transpirable: La capacidad de transpiración de la bota no se ve afectada por la aplicación de este tratamiento, esto nos permite obtener un calzado tan transpirable como lo era antes del tratamiento.
• Fácil Secado: Por su propiedad hidrofóbica, con ION MASK el calzado se seca más rápido, ya que tiene que evaporar menor cantidad de agua.
• Ligereza: Al prescindirse de membrana, el calzado es considerablemente más ligero. Tampoco gana peso cuando se utiliza en condiciones de humedad porque el material no recoge partículas de agua como ocurre con otros productos de membrana.
• Limpieza: ION MASK también ayuda a mantener el calzado limpio, ya que además de repeler la humedad, también repele otros elementos como el polvo, reduciendo así las manchas.
• Ecológico: Un último beneficio, y no por ello menos importante y que ha sido decisivo para que la firma Hi-Tec decidiera ser la primera en utilizarlo en el calzado, es que la tecnología ion-mask es mucho más ecológica comparada con los métodos tradicionales como los de aplicación de baños (repelentes de agua duraderos) o las membranas impermeables.

Además el propio proceso de ionización supone un ahorro de energía (sencillo procedimiento de 3 minutos) y un ahorro en el empleo de componentes en la fabricación del calzado (la bota no requiere costuras ni materiales adicionales). Sólo se necesitan diminutas cantidades de producto químico con un desperdicio mínimo. El proceso se realiza a temperatura ambiente, convirtiendo a esta tecnología en una de las más ecológicas disponible.

En el Deporte:

Deporte y nanotecnología: ciclismo.

Este año la nanotecnología podría influir al resultado de la carrera de bicicletas más popular del mundo: El Tour de France. El Equipo Phonak utiliza una bicicleta que con una estructura que incorpora nanotubos de carbón. El fabricante suizo, BMC, afirma que el marco de su “Pro Machine” pesa menos de un kilo y goza de unos niveles excepcionales de rigidez y fuerza.

Para crear la estructura, BMC, aplicó tecnología compósita desarrollada por la empresa norteamericana Easton. Su sistema de resina realzada integra fibra de carbón en una matriz de resina reforzada con nanotubos de carbón. Según el fabricante, esto mejora la fuerza y resistencia en los huecos que existen entre las fibras de carbón.

Eston colabora con Zyvex, empresa especializada en nanotecnología que proporciona los nanotubos para el sistema. Zyvex aplica un tratamiento especial a las superficies de nanotubo para que los tubos se disipen con mayor facilidad en otros materiales.

BMC afirma ser la primera empresa que ha logrado construir un marco de bicicleta utilizando nanotecnología de nanotubos de carbón. Además, la estructura no requiere ajustes mecánicos después del proceso de fabricación, lo que reduce que se ocasionen posibles daños a las fibras de carbón. ADIDAS= Innovación (1)

Desde mis épocas como estudiante de Diseño Industrial, la tecnología aplicada al deporte ha sido uno de mis intereses más recurrentes. El hecho de que el ser humano sea capaz de superar constantemente sus límites físicos, se encuentra íntimamente relacionado al diseño y su aplicación deportiva.

El diseño deportivo constituye un campo de estudio sumamente amplio, en donde la experimentación y la innovación, generan un ambiente donde la mente creativa del diseñador tiene una libertad casi absoluta. ADIDAS siempre ha sido un referente en cuanto a la innovación y aplicación tecnológica en el ámbito deportivo y con el reciente lanzamiento del ID2, ha ratificado su lugar como uno de los estandartes de la evolución física del hombre.

ID2 es un visor desarrollado para deportes extremos como el snowboarding o el ciclismo de montaña. Uno de los aspectos más notables e este producto es su sistema de doble armazón, lo que permite que el visor se adapte a cualquier casco o bien que pueda utilizarse de manera autónoma, pero manteniendo una protección extrema en todo momento.

Asimismo, ID2 también destaca por su sistema de ventilación Clima CoolTM, el cual está presente en los 2 armazones gracias al uso de la nanotecnología y la aplicación de nuevos materiales como la espuma plástica de doble capa. Las características microbiológicas de la espuma, garantizan un manejo adecuado de la humedad en el interior de los goggles para periodos de uso prolongados, además de proteger el rostro contra la nieve y la lluvia.

Adicionalmente, la estructura del visor está diseñada para contrarrestar la intensidad de los rayos del sol, permitiendo con esto un desenvolvimiento óptimo del deportista. Mediante el desarrollo de este tipo de productos, ADIDAS demuestra que la superación de los límites humanos, no sucede por mera casualidad; se trata de una combinación entre el diseño y la tecnología y evidentemente el talento excepcional de los profesionales del deporte.

(1) www.adidas.com D.I.Ricardo Ferrero

Conclusiones:

Las partículas de tamaño nanométrico son potencialmente importantes en el campo de los materiales polímeros, cerámicos y metálicos.

Un rasgo definitivo de la nanotecnología es que además de los recursos económicos, requiere un trabajo interdisciplinario de varios campos, en donde la física y la química juegan los papeles más importantes.

La nanotecnología introducirá en los próximos años nuevas costumbres y posibilidades. Reducirá al mínimo necesario la cantidad de materia prima utilizada en los procesos productivos, permitiendo ahorros considerables.

• Consolidará métodos de producción de menor impacto medioambiental, ahorrando recursos no renovables.
• Revigorizará al sector de la Tecnología de la Información, mediante la posibilidad de construir microprocesadores, memorias y periféricos más rápidos, diminutos, sofisticados y baratos.
• Gracias a sus propiedades optimizadas, los nuevos materiales permitirán desarrollar mejores vehículos, mecanismos de almacenamiento energético y construcciones, por mencionar solo algunas áreas.
• Incorporará a la vida cotidiana los nanosensores, que harán posible controlar en tiempo real las condiciones medioambientales en viviendas, oficinas, fábricas, campos, ríos, etc.
• Con respecto a la medicina, hará posible mejorar los diagnósticos y construir dispositivos capaces de liberar fármacos específicamente donde resida el problema a tratar.

En todo esto, el diseñador industrial jugará un papel muy importante en el desarrollo de productos fabricados con estos nuevos materiales.

Es en este umbral, donde aún esperamos una definición de los sectores públicos, privados y académicos mexicanos, con respecto a la adopción de un Iniciativa Nacional de la Nanotecnología que permita a México tomar partido de las oportunidades de negocios que se abren en la etapa de la esperada revolución nanotecnológica.

Referencias:

• Centro de Ciencia y Tecnología Nanoescalar en Bogotá-Colombia. (http://www.nanocitec.org/)
• “Red Española de Nanotecnología” (http://www.nanospain.org/), Sitio web sobre la Red Española de Nanotecnología coordinada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Fundación Phantoms.
• “La nanotecnología: un rápido panorama” (http://axxon.com.ar/rev/110/c110Nanotecnologia.html), articulo didáctico sobre la nanotecnología, sus escalas y sus aplicaciones.
• http://www.informador.com.mx/tecnologia/200977915/realizan-proyectos-paramanipular-atomos-con -nanotecnologia-en-jalisco.html
• http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2000/05/21/un-clasico-con-pininfarina-se-apoya-en-la-nanotecnologia-para-innovar.html
• http://www.observatoriotextil.com/2009/aitex

LECTURA RECOMENDADAS:

• La nanotecnología. Erick Drexler, Editorial Gedisa. 1994
• Ingines of Creation. Erick Drexler, Editorial Anchor Book. 1986
• Nanotecnology: molecular speculations on global abundance. B.C. Crandall, Editorial The mit press. 1996