Descubriendo la Nanotecnología

“La nanotecnología es una ciencia multidisciplinar que se refiere a las actividades científicas y tecnológicas llevadas a cabo a escala atómica y molecular, así como a los principios científicos y a las nuevas propiedades que pueden ser comprendidos y controlados cuando se interviene a dicha escala”

La nanotecnología es un área que a pesar de los avances increíbles que puede aportar a nuestra sociedad es desconocida para una gran mayoría. ¿Qué es la nanotecnología?, te miran y en primer lugar no saben que responderte, luego por lógica añaden… tendrá que ver con nano… tecnología aplicada a nivel de nanoescala.
Pero no somos capaces de imaginar el gran desarrollo que ha sufrido esta área en un corto espacio de tiempo.
En la nanotecnología convergen varias ramas de las que se destacan la Física del Estado Sólido, la Química y la Biología.
El hablar de tecnología a escala nano nos implica un cambio de concepción importante, debemos dejar de pensar en las leyes clásicas de la física para dar paso a la física cuántica, que regula los comportamientos ópticos, eléctricos y magnéticos.
Para poder hablar de los orígenes de esta nueva área de investigación nos remontamos a 1959, con el Premio Nobel de Física Richard Feynman. Éste da una conferencia titulada “Hay mucho sitio por debajo” en la que destacó los beneficios que puede aportar a la sociedad la capacidad de atrapar y situar átomos y moléculas en posiciones determinadas y fabricar artefactos con una precisión de pocos átomos.
Pero el suceso impactante y determinante en la motivación del impulso del mundo de la nanotecnología fue la “manipulación atómica” realizada por parte del equipo de IBM bajo la directriz de Don Eigler.

En el año 1981 crean un intrumento llamado “Microscopio de barrido de efecto túnel” el cual permitía captar una imagen de la estructura atómica de la materia.

Move to create less clumsy robots

The robot being developed by the German Aerospace Centre The race to create more human-like robots stepped up a gear this week as scientists in Spain set about building an artificial cerebellum. The end-game of the two-year project is to implant the man-made cerebellum in a robot to make movements and interaction with humans more natural. The cerebellum is the part of the brain that controls motor functions. Researchers hope that the work might also yield clues to treat cognitive diseases such as Parkinson's. The research, being undertaken at the Department of Architecture and Computing Technology at the University of Granada, is part of a wider European project dubbed Sensopac Greater subtlety Sensopac brings together electronic engineers, physicists and neuroscientists from a range of universities including Edinburgh, Israel and Paris with groups such as the German Aerospace Centre. It has 6.5m euros of funding from the European Commission. Its target is to incorporate the cerebellum into a robot designed by the German Aerospace Centre in two year's time. The work at the University of Granada is concentrating on the design of microchips that incorporate a full neuronal system, emulating the way the cerebellum interacts with the human nervous system. Implanting the man-made cerebellum in a robot would allow it to manipulate and interact with other objects with far greater subtlety than industrial robots can currently manage, said researcher Professor Eduardo Ros Vidal, who is co-ordinating work at the University of Granada. "Although robots are increasingly more important to our society and have more advanced technology, they cannot yet do certain tasks like those carried out by mammals," he said. "We have been talking about humanoids for years but we do not yet see them on the street or use the unlimited possibilities they offer us," he added. One use of such robots would be as home-helps for disabled people. Interacting robots The aim is robots with a subtle touch The next stage of the Sensopac project is to develop an artificial skin for robots, making them look more human-like as well as being information-sensitive in the same way as human skin is. This system is being developed by the German Aerospace Centre in collaboration with other research groups. The ambitious project is just one of many attempts to create more human-like robots. Another European research project - dubbed Feelix Growing - has been given 2.3m euros to develop robots that can learn from humans and respond socially and emotionally. The medical community is making huge strides in the use of man-made parts for failures in the human brain. Last year US scientists implanted a sensor in a paralysed man's brain that has enabled him to control objects by using his thoughts alone. The fast pace of current robotics research has prompted deeper questions about how androids would be integrated into human society. Some have called for a code of ethics for robots while others question how humans will cope in the face of machine intelligence.

Posibles ‘andamios’ para la construcción de nanomáquinas: hebras de ADN

Como ya sabemos, la nanoescala corresponde a la dimensión de las moléculas. La longitud de un enlace típico entre dos átomos es de 0,15 nanómetros ( un nanómetro equivale a la millonésima de milímetro ).

En la conferencia de nanotecnología a la que asistí , nos hablaron de cómo se está llevando a cabo la investigación para 'utilizar' las hebras de ADN como posibles "andamios" sobre los que construir nanomáquinas… sin duda algo muy interesante, no sólo por la 'novedad', sino también porque, como sabemos, el ADN es una estructura muy compleja y transporta la información genética de cada individuo ( imaginénse el posible debate moral que puede surgir con esto ).

Las hebras de ADN se autoensamblan en estructuras complejas si se preparan sus secuencias de bases para que éstas se emparejen de una forma determinada, basta con escoger las secuencias de bases que llevan a la formación, por complementariedad, de tramos de dobles hélices determinados. También sabemos que un segmento corto de ADN interactúa con otras moléculas, según su secuencia de pares de bases.

Para los que no sepan lo que es una base : es una sustancia química que combinada con un ácido produce una sal y agua.

La investigación actual consiste en modificar las hebras de ADN , para construir una estructura tridimensional, más compleja (ya que añadimos una dimensión más) de la que nos encontramos en la naturaleza (todos tenemos en mente , la estructura de doble hélice del ADN). Esto no resulta tan complicado como parece , ya que la propia estructura del ADN está 'preparada' para ser modificada dependiendo de las condiciones químicas del ambiente en el que se encuentren. Dichos movimientos se controlan mediante variaciones de la composición química del entorno o a través de la acción de hebras especiales de ADN.

Una vez conseguido este armazón tridimensional, los andamiajes de ADN podrían servir de anclaje de molécula.

También podrían albergar dispositivos nanoelectrónicos o utilizarse para fabricar materiales dotados de configuraciones moleculares precisas.

Las máquinas nanométricas de ADN, en su operación, promueven que ciertas regiones de su estructura cambien de una conformación a otra, de un modo parecido a como hemos visto que actúan los nanohilos de carbono.

La moraleja que tenemos que sacar de todo esto, es que la naturaleza nos da las herramientas necesarias para que vayamos avanzando en nuestro conocimiento, nuestro trabajo entonces debe consistir en utilizar la cantidad de herramientas que poseemos, para llegar así a crear nuestras propias estructuras como son el tema que nos ocupa: las nanomáquinas.

Científicos desarrollan sangre sintética

Científicos de la Universidad de Sheffield en Inglaterra han anunciado la consecución de sangre “plástica”, que podría ser particularmente útil en zonas de guerra o áreas devastadas por grandes desastres naturales como sustituto temporal de la sangre. Esta sangre sintética se compone de pequeñas moléculas de plástico que rodean a un núcleo compuesto por un átomo de hierro.

Este “nanodispositivo” imita a la hemoglobina humana y puede transportar al oxígeno alrededor del cuerpo. El equipo responsable del descubrimiento se encuentra a la búsqueda de más fondos para poder crear una muestra final apta para probarse en seres vivos.

El doctor Lance Twyman de la Universidad de Sheffield comentó que su equipo estaba “realmente entusiasmado” y añadió: “este producto se podría almacenar de un modo mucho más sencillo que la sangre, lo cual significa que se podría transportar en grandes cantidades en ambulancias y en vehículos militares”.

Resumido de Scientists create ‘plastic’ blood

¿Cuántos lametones necesitas para llegar al centro de internet?

Podemos describir a internet como una “superautopista de la información”, pero en realidad sería mejor emplear la analogía de un aparatoso y enorme chupachús. Echadle un vistazo a este colorido mapa de la nueva internet (haced clic sobre la imagen para agrandarla) realizado por físicos de la Universidad de Tel-Aviv en Israel y entenderéis a lo que me refiero. Se trata de una representación de los conductos, routers y demás piezas del hardware encargado de transportar los datos a lo largo de la red. En el rojizo y empalagoso centro se encuentra un grupo de 100 redes operadas por corporaciones enormes como ATT Worldnet y Google, mientras que su crujiente y púrpura cubierta consiste principalmente en pequeños proveedores de servicios de internet (o ISPs).

El problema de vivir en la periferia es que tus datos deben viajar a través del congestionado centro, que es un poco como volar desde Barcelona a Sevilla y tener que atravesar el espacio aéreo sobre Barajas. Básicamente es algo muy poco eficiente. Los investigadores no ofrecen demasiada ayuda a la hora de encontrar soluciones, pero opinan que su modelo ayudará a los científicos a rastrear de un modo más acertado la evolución de la red, lo cual servirá más tarde para que la gente proponga innovaciones que hagan que internet se parezca menos a un chupachús, y más a… bueno, a una superautopista.

Si queréis saber más cosas sobre el mapa, y no os sentís intimidados por términos matemáticos como “descomposición en k-núcleos”, “teoría de la percolación”, y “geometría fractal”, bajaos el documento.

Traducido de How Many Licks Does it Take To Get to the Center of the Internet? — Por Nicole Dyer (18 de junio 2007).

Superficies autorreparables – hacia la carretera que no necesita mantenimiento

Imaginaos que las grietas en la carretera o en el fuselaje de un avión pudieran repararse por sus propios medios, un poco al estilo de lo que hacemos nosotros cuando nos cortamos. Pues esa es la idea que han tenido unos investigadores de la Universidad de Illinois. Para lograrlo han construido una red de “capilares” de 200 micrones de diámetro interconectados, rellenos de un “agente reparador” de baja viscosidad, y la han impregnado de una epoxiresina.

Según informan los investigadores en la revista Nature Materials: “Una vez que se origina el daño en la cubierta, el agente reparador fluye desde los microcanales hacia la grieta a través de la red de capilares. Una vez que el agente reparador llega al nivel de la grieta, comienza a interactuar con las partículas catalizadoras en la cubierta para iniciar la polimerización, lo cual une de nuevo las superficies separadas por la grieta de forma autónoma. Tras un período suficiente, las grietas se reparan y se recupera la integridad estructural de la cubierta. Si las grietas vuelven a abrirse por la acción de las cargas, el ciclo de reparación se inicia de nuevo”.

El equipo de Illinois compara al sistema con los presentes en la naturaleza. “Los sistemas de reparación biológicos se llevan a cabo mediante una omnipresente red vascular que suministra los compuestos bioquímicos necesarios”, explican. “Un corte en la piel provoca un aumento del flujo sanguíneo, a través de la red de capilares, hacia la capa dérmica donde se produjo la herida para que rápidamente se forme un coágulo. Gracias a la naturaleza vascular de este suministro, aunque se produzcan daños menores en la misma área, el sistema puede curarlos de forma repetida”.