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LA FASCINACIÓN Y UTILIDAD DE LO PEQUEÑO:
LA NANOTECNOLOGÍA QUE CAMBIARÁ
NUESTRAS VIDAS
Pedro A. Serena
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Campus de Cantoblanco, 28049-Madrid
Colegio La Inmaculada, Cartagena (Murcia)
(12/02/2015)
INCENTIVEMO
S UN POCO LA
CURIOSIDAD
Mariposa,
colores
Hojas de loto o
nenúfares…que no se
pudren.
Una tiza
versus
una concha de
molusco
Mariposa,
colores
Copa de Lycurgus
Espadas de Damasco
Rosetón
Notre Dame
(1250)
Vidrio,
Luz
Menos humos…
Materiales ultraligeros y resistentes
Protectores solares, protectores del
cabello, cosméticos…
Memorias y discos
duros: más capacidad
4 TB = 4.000.000 MB =
800.000 canciones =
20.000 días de música (4
horas/día) = 60 años
¿DE QUÉ ESTAMOS
HABLANDO?
Giga 1000000000,0 109
Mega 1000000,0 106
kilo 1000,0 103
mili 0,001 10-3
micro 0,000001 10-6
nano 0,000000001 10-9
pico 0,000000000001 10-12
PREFIJOS NUMÉRICOS EN CIENCIA
ÁTOMOS, MOLÉCULAS, MACROMOLÉCULAS…:
EN EL REINO DEL NANOMETRO
1 nm = 10-9
m
1 nm = 0.000000001m
1 nm = 0.000001 mm
1 nm = 0.001 µm
80 – 100 m
icras
80.000 – 100.000 nanóm
etros
4.5 cm
1 nanosiglo =
10-9
siglos =
10-9
x 100 x 365 x 24 x 60 x 60 =
10-9
x 3153600000 s =
3,15 s
¡¡¡1 nanosiglo = 3,15 s!!!
“NANO”: ALGO MUY, MUY PEQUEÑO
< SIGLO XIXSIGLO XXSIGLO XXI
agua benceno
Vitamina A ADN
diamante
grafito
NaCl bicapa de fosfolípidos
Cafeína Ibuprofeno
La naturaleza es un LEGO donde las piezas a
ensamblar son átomos. Las reglas que permiten
enlazarse unos a otros, no son sencillas, pero
son conocidas…se trata de la Mecánica
Cuántica. Si conocemos los tipos de piezas y las
reglas de este “juego”…¿Por qué no construir
cosas por nosotros mismos?
¿POR QUÉ “NANO”?
+ PEQUEÑO = + REACTIVO
+ PEQUEÑO = + RÁPIDO
+ PEQUEÑO =
+ EFECTOS CUÁNTICOS
+ PEQUEÑO = + ALMACENAMIENTO
+ PEQUEÑO = + PODER DE PENETRACIÓN
+ PEQUEÑO =
+ ENTENDEMOS LO “BIO”
Efectos de tamaño debidos al cambio superficie/volumen:
A medida que un material se presenta en forma de grano,
polvo, nanopolvo, etc se modifican ciertas propiedades por el
hecho de aumentar su ratio superficie/volumen.
+ PEQUEÑO = + REACTIVO
+ PEQUEÑO = + PODER PENETRACIÓN
2009:
Xeon Nehalem W5580
751.000.000 transistores
en 263 mm² (4 cores)
3.2 GHz, 130 W
50 GigaFLOPS
1948: Brattain,
Bardeen, Schockley
descubren el efecto
transistor (PN 1956)
1959: Se desarrolla el
circuito integrado en
Texas Instruments (J.S.
Kilby, PN 2000).
1968: Invención de la
técnica MBE (Molecular
Beam Epitaxy) (A.Y. Cho y
J. Arthur).
Años 1960:
aparecen los
transistores
individuales.
LEY DE MOORE: CADA 18 MESES DOBLAMOS LA CAPACIDAD DE INTEGRACIÓN
+ PEQUEÑO = + RÁPIDO
La ley de Moore (1965): aproximadamente cada
18 meses se dobla la capacidad de integración.
•1997: Pentium II (7.5 millones de
transistores)
•1997: 250 nm de ancho de línea
•2000: Se usan líneas de 180 nm
•2002: Se usan elementos de 130 nm de
tamaño
•2004: Intel Prescott con tecnología de
90nm (55 millones de transistores en el
chip).
•2005: IBM, Sony y Toshiba presentan
el procesador Cell 65nm (234 millones
de transistores en 221 milímetros
cuadrados, multinúcleo, y 256 Gflops).
•2006: Litografía EUV (Extreme
Ultraviolet Lithography). INFINEON
(Alemania) anuncia la fabricación de
chips de telefonía móvil de 65 nm.
•2006: SAMSUNG anuncia la
fabricación de memoria Flash NAND de
32 Gbytes de 40 nm (36000 fotos o 40
películas).
• 2006: Intel anuncia memorias Flash de
tecnología de 50 nm.
•2007: Intel lanza al mercado Itanium
2 que contiene 410 millones de
transistores con un tamaño
promedio de 45 nm, en un chip de 3
cm2.
LOS TIEMPOS ADELANTAN QUE ES UNA BARBARIDAD…
EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE INTEL
+ PEQUEÑO = + ALMACENAMIENTO
+ PEQUEÑO = + ENTENDEMOS LO “BIO”
diamante grafito
LO PEQUEÑO ES DIFERENTE
Nanotubo (4,4): metálico
Nanotubo (7,0): aislante
Fullereno C60
(Smalley, Curl y Kroto)
( 1989)
Nanotubos
(Ijima @NEC)
( 1991)
Página WEB del Prof.
Smalley
http://cnst.rice.edu/
LO “NANO” ES DIFERENTE: FULLERENO,
GRAFENO, NANOTUBOS DE CARBONO,
"intrinsic rippling of monolayer
graphene"
Mr. Torge Mashoff. RWTH
Aachen University (Germany)
.
Grafeno
(Geim, Novoselov)
( 2004)
¿CUÁL ES EL ORIGEN DE LA
TENACIDAD Y RESISTENCIA DE
LAS ESPADAS DE DAMASCO?
Materials: Carbon nanotubes in an ancient Damascus sabre
M. Reibold, P. Paufler, A. A. Levin, W. Kochmann, N. Pätzke & D.
C. Meyer, Nature 444, 286(16 November 2006)
LO NANO ES DIFERENTE:
NUEVOS MATERIALES
LO NANO ES DIFERENTE: LUZ Y TAMAÑO
LA ANALOGÍA CON SONIDO Y TAMAÑO
Nanopartículas de CdSe Nanopartículas de oro
LO NANO ES DIFERENTE: LUZ Y TAMAÑO
El salto hacia la Nanotecnología:
Una posibilidad fascinante.
Richard P. Feynman (Premio Nobel en 1965)
There's Plenty of Room at the Bottom
29 de diciembre de 1959
(Publicada en 1960, Caltech Science and Technology)
“The principles of Physics, as far as I can see, do not
speak against the possibility of maneuvering things
atom by atom. It is not an attempt to violate any laws;
it is something, in principle, that can be done; but in
practice, it has not been done because we are too
big”.
http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
El salto hacia la Nanotecnología:
Una posibilidad fascinante.
Norio Taniguchi,
profesor de la Universidad de Ciencias de Tokio
•On the Basic Concept of 'Nano-Technology'," Proc.
Intl. Conf. Prod. Eng. Tokyo, Part II, Japan Society of
Precision Engineering, 1974.
•Nanotechnology: Integrated Processing Systems for
Ultra-precision and Ultra-fine products, Edited by
Norio Taniguchi. Associate Editors: Tsuguo Kohno,
Kazuo Maruyama, Kiyoshi Iizuka, Iwao Miyamoto and
Toshio Dohi.
VALE, DE ACUERDO, LOS ÁTOMOS
PODRÍAN MOVERSE DE FORMA
CONTROLADA…PERO ANTES DE
MOVERLOS TENEMOS QUE SER
CAPACES DE VERLOS…
PERO…
¿CÓMO?
10-3
m
10-6
-10-5
m
H. Rohrer y G. Binnig desarrollan a principios de los años 80
una herramienta que cambia la ‘metodología’ y la forma de
abordar el estudio de los sistemas nanométricos: el
Microscopio de Barrido Túnel (STM). Ambos recibieron el
Premio Nobel de Física en 1986.
Del ‘nanocontrol’ han surgido poderosas herramientas como el
Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM) (1985, Binnig, Quate,
Gerber).
MICROSCOPIO DE EFECTO TÚNEL (STM)
SUPERFICIE
INGREDIENTES: (i) Fenómeno cuántico (efecto túnel), (ii)
disponer de puntas razonablemente afiladas, (iii) tener control
(piezoeléctrico) de los movimientos, (iv) sistema razonable de
adquisición de datos, y (v) buena electrónica y software de
control.
MICROSCOPIO DE EFECTO TÚNEL
AFM: EL MICROSCOPIO DE FUERZAS ATÓMICAS
Glóbulos rojos expuestos a filometilina (un antibiótico)
DE PASEO POR EL NANOMUNDO
Virus MVM (diminuto del ratón)
DE PASEO POR EL NANOMUNDO
Moléculas de C60 on Cu(111)
DE PASEO POR EL NANOMUNDO
DE PASEO POR EL NANOMUNDO
Observación de los enlaces atómicos de pentaceno C22H14
AFM: EL MICROSCOPIO DE FUERZAS ATÓMICAS
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE
TRANSMISIÓN (TEM)
Electron microscope
Titan (80-300)
RAYOS X
Los rayos X se usan en la vida cotidiana para hacer radiografías.
¿Qué se puede ver con ellos a escala atómica?
RAYOS X
Aquí no hay nada que desvíe la sonda (un rayo X)
Aquí hay algo…
SINCROTRÓN: UNA FUENTE DE RAYOS X
ALBA – CELLS: Cerdanyola del Valles
OBSERVAR EN LA
NANOESCALA
NO ES MANIPULAR
¿CÓMO MANIPULAMOS
NANOOBJETOS?
La montaña tiene 20 nm de diámetro
PERO..¡VER NO ES TOCAR NI MANIPULAR!
Formación de 2 marcas sobre un substrato de oro.
Obsérvese que las marcas creadas evolucionan con el tiempo.
Una opción: usar átomos como piezas de LEGO©
Ar
SUPERFICIE
SUPERFICIE
SUPERFICIE
Logotipo de IBM con 35 átomos de Xe sobre superficie de Ni.
D. Eigler y K. Schweizer
Almaden IBM Research Lab.
(1990)
Un “atomoticono”
(IMDEA-NANO,
Madrid)
Cada punto negro se
corresponde con una
molécula de CO
Dos horas para ensamblar 9 moléculas...
¿Cuánto tardaríamos en ensamblar 1000 ó 1.000.000? ¿Es
este el camino hacia la nanofabricación?
ALGÚN INCONVENIENTE…
¿CUÁNTO TARDARÍAMOS EN ENSAMBLAR UN
CUERPO DE UNOS 60 kg SI DISPONEMOS DE
UNA MÁQUINA CAPAZ DE COLOCAR
2.500.000.000 DE ÁTOMOS POR SEGUNDO?
En un cuerpo humano de 60 kg podemos estimar
la cantidad de átomos de unos 5 x 1027 (
recordar
el número de Avogrado es NA=6,02 x 1023
):
¡¡5.000.000.000.000.000.000.000.000.000 átomos!!
Una sencilla división permite obtener el tiempo
que tiene que trabajas esta máquina:
¡2 x 1018
s = 6.300.000.000 años!
¿QUÉ SABEMOS
HACER YA?
¿CÓMO VAMOS
A APLICAR LO
QUE SABEMOS
HACER?
¿CUÁNTO
QUEDA PARA
QUE ESTAS
APLICACIONES
SEAN
REALIDAD?
NANOTECNOLOGIANANOTECNOLOGIA
FISICA
QUÍMICA
INGENIERIA
MODELIZACION
BIOLOGIA
LA CONSECUENCIA DEL CARÁCTER
MULTIDISCIPLINAR…
SECTORES MÚLTIPLES DE APLICACIÓN.
ELECTRÓNICA
SALUD
TRANSPORTE
ALIMENTACIÓN
ENERGÍA
MEDIOAMBIENTE
CONSTRUCCIÓN
“DESCENDENTE”
“TOP-DOWN”
Dos formas de trabajo.
Arribaabajo versus abajoarriba
Dos formas de trabajo.
Arribaabajo versus abajoarriba
“ASCENDENTE”
“BOTTOM-UP”
8.1nm
1000 nm1000 nm
¿QUÉ COSAS SABEMOS HACER YA?
LITOGRAFÍA ELECTRÓNICA
Electron Beam Induced Deposition Logo of University Alberta consisting of
20nm lines exposed in HSQ resist
6nm lines exposed in HSQ resist at
10 keV only
Magnetic resonance sensor
“TOP-DOWN”: MBE + LITOGRAFÍA + FIB
LITOGRAFÍA MEDIANTE NANO-IMPRESIÓN
500 - 100 nm
Hydrolysis
γ-Fe2O3 / Fe3O4
la más pequeña.. 1 nm
SÍNTESIS DE NANOPARTÍCULAS
Detalle (imagen SEM) en alta magnificación de una cara (100) de un
ópalo sintético formado por esferas de sílice de 415 nm de diámetro
(ICMM-CSIC). Las esferas (30-400 nm) son sintetizadas mediante
diversas técnicas químicas y son agrupadas mediante métodos físicos
(decantación, etc).
ENSAMBLADO DE NANOPARTÍCULAS
C. Mirkin (NU, EE.UU.)
http://www.chem.northwestern.edu/~mkngrp/pictmenu.htm
SISTEMAS PARA ENCAPSULACIÓN
“ Acero transparente“ (N. Kotov et al., Universidad de Michigan)
Plástico fino y liviano como una hoja de papel, pero tan resistente como
el acero. Se forman capas de nanoláminas de arcilla y un polímero que
actúa como pegamento. El material imita la estructura molecular de las
conchas marinas. El material resultante es biodegradable y ecológico.
Se fabrica usando un brazo robotizado que dispone las capas de forma
alterna.
MATERIALES HÍBRIDOS
8.1nm
CONTROL A ESCALA MOLECULAR
Zeolitas: claves para los catalizadores. Sustancias con muchísima superficie efectiva. El
tamaño de los poros permite controlar el tipo de productos de la reacción .
ZEOLITAS Y MATERIALES MESOPOROSOS.
Esta zeolita (ITQ-21) está formada por un entramado
tridimensional de poros que contiene cavidades de
1,18 nm de ancho accessibles a través de seis
ventanas circulares de 0,74 nm de diámetro.
Zeolita usada para la síntesis de gasolina.
Mobil.
Combination of drug delivery and imaging agents
SISTEMAS PARA ENCAPSULACIÓN
X. Gao et al., Nature Biotechnology 22 (2004) 969
Detección cancer de próstata
Nanopartículas funcionalizadas
15 nm
NP (d: 5nm)
núcleo-corteza CdSe-ZnS
NANOTECNOLOGÍA
Y MEDICINA
Sachiko Kodama (University of Electro-Communications,
Tokyo, Japón). Proyecto "Protrude, Flow"
Ferrofluidos: nuevos
materiales
Hyperthermia SPM
nanoparticles
NANOTECNOLOGÍA Y MEDICINA
C. Dekker, T.U. Delft,
NL
CNTs: FUTUROS TRANSISTORES
Carbon nanotube computer, Nature 501, 526–530 (26 September 2013)
The nanotube processor is made up of 178 transistors, each of which
contains carbon nanotubes that are about 10 to 200 nanometer long. The
carbon nanotube processor is comparable in capabilities to the Intel 4004,
that company’s first microprocessor, which was released in 1971.
PROCESADOR DE NANOTUBOS DE CARBONO
Graphene nanomesh, Jingwei Bai, X. Duan, et al. Nature Nanotechnology 5, 190 - 194 (2010)
High-speed graphene transistors with a self-aligned nanowire gate, Lei Liao,Xiangfeng Duan et
al.,Nature 467, 305–308 (2010)
Very large magnetoresistance in graphene nanoribbons, Jingwei Bai, Xiangfeng Duan, Nature
Nanotechnology 5, 655–659 (2010)
100-300 GHz
Movilidad (20.000
cm2/Vs) 2 veces
superiores a
transistores de Si
GRAFENO: FUTUROS TRANSISTORES
NANOTECNOLOGÍA Y TIC
 Cortex neuronal cells were cultured for 96 hours onCortex neuronal cells were cultured for 96 hours on
CNT islandsCNT islands
Inverted
microscope
images of self-
organized
neuronal networks
with pre-designed
geometry on CNT
islands.
After 1 h of culture After 96 h of culture
CNTs COMO BASE PARA REGENERACIÓN
NEURONAL
“Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns”
PWK Rothemund, Nature, 440:297-302 (2006).
ADN COMO ELEMENTO CONSTRUCTIVO
“A Logic-Gated Nanorobot for Targeted Transport of Molecular
Payloads”, Shawn M. Douglas, et al., Science 335, 831 (2012)
http://metamodern.com/2009/05/10/a-dna-origami-box/
ADN COMO ELEMENTO CONSTRUCTIVO
ENTENDIENDO EL
COMPORTAMIENTO
DE LAS NEURONAS
MEDIANTES CHIPS
DE
NANOELECTRODOS
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
NANOTECHNOLOGY
WORLDWIDE: FUNDING,
PUBLICATIONS, PATENTS AND
MARKET
CLUSTERS DE CREACIÓN DE
CONOCIMIENTO EN NC&NT
Apple: iPOD-Nano
La primera aplicación obvia con la que ya convivimos es la de la
informática y las comunicaciones. Los procesadores y memorias
se fabrican utilizando tecnologías de 65 y 45 nm. La capacidad de
almacenamiento se ha disparado y los pendrive, los reproductores
MP3, MP4, etc, han pasado de albergar 32 MB, a 64 MB, a 128 MB,
…a 1GB…a 4GB, 80 GB…Existen discos duros de 1 TB.
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
electrónica
flexible
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
DIODOS LED:
PREMIO NOBEL DE
FÍSICA 2014
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
http://www.nanotechnology.de/ntforum/download/03_Bullinger_Fraunhofer.pdf
http://www.aiha.org/localsections/html/W.Mich/PDFs/Nanotechnology-WMIHS-PDC-DArcy.pdf
http://delphi.com/pdf/techpapers/2010-01-1149.pdf
NANOTECNOLOGÍA Y AUTOMOCIÓN
Pinturas y recubrimientos fotocatalíticos y autolimpiables:
Arctic Snow Professional Interior Paint (Arctic paint LTD (TiO2)
Cloucryl de Alfred Clouth Lack fabrik GmbH&Co KG (ZnO)‐
Amphisilan de Caparol
Recubrimientos bactericidas con n-Ag:
Bioni Hygienic by Bioni CS GmbH
Repelentes de agua y grasas:
Fluowet ETC100 (based on CF polymers) de Clariant.‐
NANOTECNOLOGÍA Y CONSTRUCCIÓN
Nanoparticulas en cementos
SiO2 nanoparticulas en:
ChronoliaTM, AgiliaTM y DuctalTM de
Lafarge
EMACO®Nanocrete by BASF.
Cementos fotocatalíticos:
TioCem TX Active (Heidelberg Cement),
NanoGuardStone Protect de Nanogate AG‐
TX Arca and TX Aria (ItalCementi)
NANOTECNOLOGÍA Y CONSTRUCCIÓN
Iglesia del Jubileo (Roma)
High-tech fabric lines by swimwear
manufacturer
Speedo - Aquablade, Fastskin, Fastskin
2, Fastskin PRO and LZR Racer, Nike –
LiftSuit, Diana – Submarine, Arena -
Powerskin ST, Powerskin XP and
Powerskin R-EVO, Arena X-Glide,
Adidas - JetConcept, Hydrofoil, Tyr -
Fusion, Aquapel, Aquashift and Tracer,
Jaked – 01
For example, Speedo claims their lineup
will increase one's swimming velocity by
3–7%. Their most popular suit, the
Fastskin, is worn by most Olympic
swimmers and increases speed by
reducing drag by up to 4%. It is meant to
resemble shark's skin; therefore, it has
tiny triangular projections that point
backward so that the water spirals off the
athlete's body.
NANOTECNOLOGÍA EN PRODUCTOS TEXTILES
2009. El Numancia, primer club de España en portar camisetas ERREA
elaboradas con nanotecnología (nanopartículas de titanio y plata) . El
tejido de las camisetas, llamado 'Ti-energy', es oleófugo e hidrófugo,
antimanchas, antiestático, antimicrobiano. Se usa en camisetas del
Atalanta B.C, Parma F.C., Middlesbrough, Numancia C.D. y Rugby
Viadana
NANOTECNOLOGÍA Y DEPORTES
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
Nanopartículas magnéticas en esmaltes de uñas
NANOTECNOLOGÍA Y COSMÉTICA
NANOTECNOLOGÍA Y MODA
NYT 2011: “New Japanese Fashion: LED Lights for Your Teeth”
http://bits.blogs.nytimes.com/2011/01/21/new-japanese-fashion-l-e-d-lights-for-your-teeth/
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
Nutralease’s FNVs.
Cochleate technology used in
Bioral® drug delivery system
DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
Liberación controlada y local de fármacos
http://www.abraxane.com/dtc/resources.aspx
http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/
¿ADÓNDE VAMOS?
¿ESTAMOS PREPARADOS?
¿CÓMO VAMOS A SER UNA SOCIEDAD
BASADA EN EL CONOCIMIENTO?
¡QUÉ VIENEN LOS NANO-ROBOTS!
PERO…¿VIENEN?
IMPACTO EN CINE – TELEVISIÓN – JUEGOS - LITERATURA
Películas:
“The Hulk”, “Spiderman”, “Parque Jurásico”, “Inteligencia
artificial”, “Yo robot”, “Minority report”, “Spy kids”, “Prey”, “Super
agente Cody Banks”, “Terminator 3” , “The tuxedo”, “Batman”,
“Transformers”, “G.I. JOE”, “Trascendence”
Series de televisión:
“Jake 2.0”, “Ben 10”
Juegos on-line:
“OGAME”
Libros:
“PREY” (M. Crichton, 2002)
“Nano” (J.R. Marlow, 2004) “
The Diamond Age”
(N. Stephenson, 1995)
NANOTECNOLOGÍANANOTECNOLOGÍA BIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍA
TECNOLOGÍAS DE LA
INFORMACIÓN Y DE LAS
COMUNICACIONES
TECNOLOGÍAS DE LA
INFORMACIÓN Y DE LAS
COMUNICACIONES
CIENCIAS COGNITIVAS Y
NEUROCIENCIAS
CIENCIAS COGNITIVAS Y
NEUROCIENCIAS
NANONANO BIOBIO
INFOINFO COGNOCOGNO
ÁtomosÁtomos GenesGenes
BitsBits
NeuronasNeuronas
NBICNBIC
COVERGENCIA NBIC
Center for
Responsible
Nanotechnology
RIESGOS: LAS VOCES DE ALARMA…VOCES DE ALARMA
VOCES DE ALARMA
http://nanoalimentos.blogspot.com/2010/01/los-transgenicos-son-ya-prehistoria.html
PRINCIPIO DE
PRECAUCIÓN
CÓDIGO DE CONDUCTA
RESPONSABLE
http://www.nanocode.eu/
¿CÓMO SEGUIMOS?
(1) PRECAUCIÓN
¿CÓMO SEGUIMOS?
(2) ESTUDIOS SOBRE NANOTECOTOXICOLOGÍA
http://www.nanosafetycluster.eu/
ENNSATOX
ENPRA
ENRHES
HINAMOX
InLiveTox
MARINA
ModNanoTox
NanEx
NANODEVICE
NanoFATE
NANOfutures
NanoHouse
NanoImpactNet
NanoLyse
NANOMEGA
NANOMMUNE
NanoPolyTox
NanoReTox
NanoSustain
NanoTEST
NanoToes
NanoTransKin
etics
NanoValid
Nephh
NeuroNano
QNano
SIINN
CellNanoTox
DIPNA
NanoInteract
NANOTRANSPO
RT
NANOSH
LISTADO DE PROYECTOS DEL VII Y VI PM
¿CÓMO SEGUIMOS?
(2) ESTUDIOS SOBRE NANOTECOTOXICOLOGÍA
http://www.siinn.eu/en/
Varios proyectos…
¿CÓMO SEGUIMOS?
(3) NORMATIVA, REGULACIÓN
ISO Technical Committee (TC) 229
www.oecd.org/sti/nano
OECD Working Party on Nanotechnology
OECD WP on Safety of Manufactured
Nanomaterials
ASTM E2456 - 06 Standard Terminology
Relating to Nanotechnology
American Society for Testing and Materials (ASTM)
http://www.insht.es/portal/site/Insht/
http://www.nanologue.net/
¿CÓMO SEGUIMOS?
(4) PROPICIANDO QUE LOS DIFERENTES
COLECTIVOS SE INVOLUCREN
(INFORMACIÓN / ENCUESTAS)
¿CÓMO SEGUIMOS?
(5) EDUCACIÓN Y DIVULGACIÓN
¿Qué sabemos de la
nanotecnología?
P.A. Serena
La Catarata-CSIC
(http://www.catarata.org)
Aplicaciones Industriales de la
Nanotecnología en España en el
Horizonte 2020
VV.AA (http://www.opti.es)
Una revolución en miniatura
A. Menéndez
Servicio de Publicaciones de la
Universidad de Valencia
La era del camaleón
María Teresa de los Arcos
Editorial Síntesis (Madrid), 2008
Claves para el
Nanomundo
André-Yves Portnoff
COTEC, 2011
http://www.cotec.es/
El nanimundo en tus manos
J.A. Marín Gago
Ed. Crítica (2014)
Unidad Didáctica “NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA
Entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro”.
http://www.fecyt.es
http://www.cienciasmc.es/web/u0/index_u0.html
Asesoría de Ciencias de la
Naturaleza
Luis Zaballos Ruíz
Jon Benito
Berritzegune Nagusia (Bilbao)
Propuesta de trabajo Julio 2010
Contactos:
zaballosruiz@irakasle.net
zientziahezkuntza@gmail.com
gllperal@gmail.com
http://www.nanodyf.org
http://www.canal.uned.es/serial/index/id/875
NANODYF:
Un proyecto colaborativo
4 CAPÍTULOS
27 FICHAS DIDÁCTICAS
Materiales
Complementarios
¿CÓMO LLEGAR A SER
NANOTECNÓLOG@?
CIENCIA,
FORMACIÓN
,
ESFUERZO
MADRID
IMDEA-Nanociencia
CAM+MICINN
http://www.nanociencia.imdea.org/
MADRID
IMDEA-Nanociencia
CAM+MICINN
http://www.nanociencia.imdea.org/
CATALUÑA
Plataforma de Nanotecnología del Parque Científico de
Barcelona (UB)
http://www.pcb.ub.es/plataforma/nanotecnologia
Institut Catalá de Nanotecnologia (Gob. Catalán)
http://www.nanocat.org/
Centre d'Investigacions en Nanociència i Nanotecnologia
(CIN2) (ICN+CSIC)
http://www.cin2.es/
Instittuo de Ciencias Fotónicas (ICFO)
Gob. Catalán
http://www.icfo.es
CATALUÑA
Plataforma de Nanotecnología del Parque Científico de
Barcelona (UB)
http://www.pcb.ub.es/plataforma/nanotecnologia
Institut Catalá de Nanotecnologia (Gob. Catalán)
http://www.nanocat.org/
Centre d'Investigacions en Nanociència i Nanotecnologia
(CIN2) (ICN+CSIC)
http://www.cin2.es/
Instittuo de Ciencias Fotónicas (ICFO)
Gob. Catalán
http://www.icfo.es
ARAGÓN
Instituto Universitario de Nanociencias de
Aragón (INA)
Universidad de Zaragoza + Gob. Aragón
http://www.unizar.es/ina/ina.htm
ARAGÓN
Instituto Universitario de Nanociencias de
Aragón (INA)
Universidad de Zaragoza + Gob. Aragón
http://www.unizar.es/ina/ina.htm
ASTURIAS
Centro de Investigación de Nanomateriales y
Nanotecnología (CINN)
Univ. Oviedo + CSIC + P. Asturias
ASTURIAS
Centro de Investigación de Nanomateriales y
Nanotecnología (CINN)
Univ. Oviedo + CSIC + P. Asturias
ANDALUCIA
Centro Andaluz de Nanomedicina y
Nanotecnología (BIONAND) de Málaga
Junta de Andalucia
ANDALUCIA
Centro Andaluz de Nanomedicina y
Nanotecnología (BIONAND) de Málaga
Junta de Andalucia
VALENCIA
Centro de Tecnología Nanofotónica de
Valencia (NTC)
Universidad Politécnica de Valencia
http://www.ntc.upv.es/index.html
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Universidad de Valencia
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Materiales Moleculares (INAMOL)
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Nanotecnología que cambiará vidas

  • 1. LA FASCINACIÓN Y UTILIDAD DE LO PEQUEÑO: LA NANOTECNOLOGÍA QUE CAMBIARÁ NUESTRAS VIDAS Pedro A. Serena Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid Consejo Superior de Investigaciones Científicas Campus de Cantoblanco, 28049-Madrid Colegio La Inmaculada, Cartagena (Murcia) (12/02/2015)
  • 2. INCENTIVEMO S UN POCO LA CURIOSIDAD
  • 3. Mariposa, colores Hojas de loto o nenúfares…que no se pudren.
  • 11. Protectores solares, protectores del cabello, cosméticos…
  • 12. Memorias y discos duros: más capacidad 4 TB = 4.000.000 MB = 800.000 canciones = 20.000 días de música (4 horas/día) = 60 años
  • 14. Giga 1000000000,0 109 Mega 1000000,0 106 kilo 1000,0 103 mili 0,001 10-3 micro 0,000001 10-6 nano 0,000000001 10-9 pico 0,000000000001 10-12 PREFIJOS NUMÉRICOS EN CIENCIA
  • 15. ÁTOMOS, MOLÉCULAS, MACROMOLÉCULAS…: EN EL REINO DEL NANOMETRO 1 nm = 10-9 m 1 nm = 0.000000001m 1 nm = 0.000001 mm 1 nm = 0.001 µm
  • 16. 80 – 100 m icras 80.000 – 100.000 nanóm etros
  • 17. 4.5 cm 1 nanosiglo = 10-9 siglos = 10-9 x 100 x 365 x 24 x 60 x 60 = 10-9 x 3153600000 s = 3,15 s ¡¡¡1 nanosiglo = 3,15 s!!! “NANO”: ALGO MUY, MUY PEQUEÑO
  • 18. < SIGLO XIXSIGLO XXSIGLO XXI
  • 19. agua benceno Vitamina A ADN diamante grafito NaCl bicapa de fosfolípidos Cafeína Ibuprofeno
  • 20. La naturaleza es un LEGO donde las piezas a ensamblar son átomos. Las reglas que permiten enlazarse unos a otros, no son sencillas, pero son conocidas…se trata de la Mecánica Cuántica. Si conocemos los tipos de piezas y las reglas de este “juego”…¿Por qué no construir cosas por nosotros mismos?
  • 22. + PEQUEÑO = + REACTIVO + PEQUEÑO = + RÁPIDO + PEQUEÑO = + EFECTOS CUÁNTICOS + PEQUEÑO = + ALMACENAMIENTO + PEQUEÑO = + PODER DE PENETRACIÓN + PEQUEÑO = + ENTENDEMOS LO “BIO”
  • 23. Efectos de tamaño debidos al cambio superficie/volumen: A medida que un material se presenta en forma de grano, polvo, nanopolvo, etc se modifican ciertas propiedades por el hecho de aumentar su ratio superficie/volumen. + PEQUEÑO = + REACTIVO
  • 24. + PEQUEÑO = + PODER PENETRACIÓN
  • 25. 2009: Xeon Nehalem W5580 751.000.000 transistores en 263 mm² (4 cores) 3.2 GHz, 130 W 50 GigaFLOPS 1948: Brattain, Bardeen, Schockley descubren el efecto transistor (PN 1956) 1959: Se desarrolla el circuito integrado en Texas Instruments (J.S. Kilby, PN 2000). 1968: Invención de la técnica MBE (Molecular Beam Epitaxy) (A.Y. Cho y J. Arthur). Años 1960: aparecen los transistores individuales. LEY DE MOORE: CADA 18 MESES DOBLAMOS LA CAPACIDAD DE INTEGRACIÓN + PEQUEÑO = + RÁPIDO
  • 26. La ley de Moore (1965): aproximadamente cada 18 meses se dobla la capacidad de integración. •1997: Pentium II (7.5 millones de transistores) •1997: 250 nm de ancho de línea •2000: Se usan líneas de 180 nm •2002: Se usan elementos de 130 nm de tamaño •2004: Intel Prescott con tecnología de 90nm (55 millones de transistores en el chip). •2005: IBM, Sony y Toshiba presentan el procesador Cell 65nm (234 millones de transistores en 221 milímetros cuadrados, multinúcleo, y 256 Gflops). •2006: Litografía EUV (Extreme Ultraviolet Lithography). INFINEON (Alemania) anuncia la fabricación de chips de telefonía móvil de 65 nm. •2006: SAMSUNG anuncia la fabricación de memoria Flash NAND de 32 Gbytes de 40 nm (36000 fotos o 40 películas). • 2006: Intel anuncia memorias Flash de tecnología de 50 nm. •2007: Intel lanza al mercado Itanium 2 que contiene 410 millones de transistores con un tamaño promedio de 45 nm, en un chip de 3 cm2.
  • 27. LOS TIEMPOS ADELANTAN QUE ES UNA BARBARIDAD… EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE INTEL
  • 28. + PEQUEÑO = + ALMACENAMIENTO
  • 29. + PEQUEÑO = + ENTENDEMOS LO “BIO”
  • 31. Nanotubo (4,4): metálico Nanotubo (7,0): aislante Fullereno C60 (Smalley, Curl y Kroto) ( 1989) Nanotubos (Ijima @NEC) ( 1991) Página WEB del Prof. Smalley http://cnst.rice.edu/ LO “NANO” ES DIFERENTE: FULLERENO, GRAFENO, NANOTUBOS DE CARBONO, "intrinsic rippling of monolayer graphene" Mr. Torge Mashoff. RWTH Aachen University (Germany) . Grafeno (Geim, Novoselov) ( 2004)
  • 32. ¿CUÁL ES EL ORIGEN DE LA TENACIDAD Y RESISTENCIA DE LAS ESPADAS DE DAMASCO? Materials: Carbon nanotubes in an ancient Damascus sabre M. Reibold, P. Paufler, A. A. Levin, W. Kochmann, N. Pätzke & D. C. Meyer, Nature 444, 286(16 November 2006) LO NANO ES DIFERENTE: NUEVOS MATERIALES
  • 33. LO NANO ES DIFERENTE: LUZ Y TAMAÑO LA ANALOGÍA CON SONIDO Y TAMAÑO
  • 34. Nanopartículas de CdSe Nanopartículas de oro LO NANO ES DIFERENTE: LUZ Y TAMAÑO
  • 35. El salto hacia la Nanotecnología: Una posibilidad fascinante. Richard P. Feynman (Premio Nobel en 1965) There's Plenty of Room at the Bottom 29 de diciembre de 1959 (Publicada en 1960, Caltech Science and Technology) “The principles of Physics, as far as I can see, do not speak against the possibility of maneuvering things atom by atom. It is not an attempt to violate any laws; it is something, in principle, that can be done; but in practice, it has not been done because we are too big”. http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
  • 36. El salto hacia la Nanotecnología: Una posibilidad fascinante. Norio Taniguchi, profesor de la Universidad de Ciencias de Tokio •On the Basic Concept of 'Nano-Technology'," Proc. Intl. Conf. Prod. Eng. Tokyo, Part II, Japan Society of Precision Engineering, 1974. •Nanotechnology: Integrated Processing Systems for Ultra-precision and Ultra-fine products, Edited by Norio Taniguchi. Associate Editors: Tsuguo Kohno, Kazuo Maruyama, Kiyoshi Iizuka, Iwao Miyamoto and Toshio Dohi.
  • 37. VALE, DE ACUERDO, LOS ÁTOMOS PODRÍAN MOVERSE DE FORMA CONTROLADA…PERO ANTES DE MOVERLOS TENEMOS QUE SER CAPACES DE VERLOS… PERO… ¿CÓMO?
  • 39. H. Rohrer y G. Binnig desarrollan a principios de los años 80 una herramienta que cambia la ‘metodología’ y la forma de abordar el estudio de los sistemas nanométricos: el Microscopio de Barrido Túnel (STM). Ambos recibieron el Premio Nobel de Física en 1986. Del ‘nanocontrol’ han surgido poderosas herramientas como el Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM) (1985, Binnig, Quate, Gerber). MICROSCOPIO DE EFECTO TÚNEL (STM)
  • 41. INGREDIENTES: (i) Fenómeno cuántico (efecto túnel), (ii) disponer de puntas razonablemente afiladas, (iii) tener control (piezoeléctrico) de los movimientos, (iv) sistema razonable de adquisición de datos, y (v) buena electrónica y software de control. MICROSCOPIO DE EFECTO TÚNEL
  • 42.
  • 43. AFM: EL MICROSCOPIO DE FUERZAS ATÓMICAS
  • 44. Glóbulos rojos expuestos a filometilina (un antibiótico) DE PASEO POR EL NANOMUNDO
  • 45. Virus MVM (diminuto del ratón) DE PASEO POR EL NANOMUNDO
  • 46. Moléculas de C60 on Cu(111) DE PASEO POR EL NANOMUNDO
  • 47. DE PASEO POR EL NANOMUNDO
  • 48. Observación de los enlaces atómicos de pentaceno C22H14 AFM: EL MICROSCOPIO DE FUERZAS ATÓMICAS
  • 49. MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (TEM) Electron microscope Titan (80-300)
  • 50. RAYOS X Los rayos X se usan en la vida cotidiana para hacer radiografías. ¿Qué se puede ver con ellos a escala atómica?
  • 52. Aquí no hay nada que desvíe la sonda (un rayo X)
  • 54.
  • 55.
  • 56. SINCROTRÓN: UNA FUENTE DE RAYOS X ALBA – CELLS: Cerdanyola del Valles
  • 57. OBSERVAR EN LA NANOESCALA NO ES MANIPULAR ¿CÓMO MANIPULAMOS NANOOBJETOS?
  • 58. La montaña tiene 20 nm de diámetro PERO..¡VER NO ES TOCAR NI MANIPULAR! Formación de 2 marcas sobre un substrato de oro. Obsérvese que las marcas creadas evolucionan con el tiempo.
  • 59. Una opción: usar átomos como piezas de LEGO©
  • 63. Logotipo de IBM con 35 átomos de Xe sobre superficie de Ni. D. Eigler y K. Schweizer Almaden IBM Research Lab. (1990)
  • 64. Un “atomoticono” (IMDEA-NANO, Madrid) Cada punto negro se corresponde con una molécula de CO Dos horas para ensamblar 9 moléculas... ¿Cuánto tardaríamos en ensamblar 1000 ó 1.000.000? ¿Es este el camino hacia la nanofabricación? ALGÚN INCONVENIENTE…
  • 65. ¿CUÁNTO TARDARÍAMOS EN ENSAMBLAR UN CUERPO DE UNOS 60 kg SI DISPONEMOS DE UNA MÁQUINA CAPAZ DE COLOCAR 2.500.000.000 DE ÁTOMOS POR SEGUNDO? En un cuerpo humano de 60 kg podemos estimar la cantidad de átomos de unos 5 x 1027 ( recordar el número de Avogrado es NA=6,02 x 1023 ): ¡¡5.000.000.000.000.000.000.000.000.000 átomos!! Una sencilla división permite obtener el tiempo que tiene que trabajas esta máquina: ¡2 x 1018 s = 6.300.000.000 años!
  • 66. ¿QUÉ SABEMOS HACER YA? ¿CÓMO VAMOS A APLICAR LO QUE SABEMOS HACER? ¿CUÁNTO QUEDA PARA QUE ESTAS APLICACIONES SEAN REALIDAD?
  • 67. NANOTECNOLOGIANANOTECNOLOGIA FISICA QUÍMICA INGENIERIA MODELIZACION BIOLOGIA LA CONSECUENCIA DEL CARÁCTER MULTIDISCIPLINAR… SECTORES MÚLTIPLES DE APLICACIÓN. ELECTRÓNICA SALUD TRANSPORTE ALIMENTACIÓN ENERGÍA MEDIOAMBIENTE CONSTRUCCIÓN
  • 68. “DESCENDENTE” “TOP-DOWN” Dos formas de trabajo. Arribaabajo versus abajoarriba
  • 69. Dos formas de trabajo. Arribaabajo versus abajoarriba “ASCENDENTE” “BOTTOM-UP”
  • 70. 8.1nm 1000 nm1000 nm ¿QUÉ COSAS SABEMOS HACER YA?
  • 71. LITOGRAFÍA ELECTRÓNICA Electron Beam Induced Deposition Logo of University Alberta consisting of 20nm lines exposed in HSQ resist 6nm lines exposed in HSQ resist at 10 keV only Magnetic resonance sensor
  • 72. “TOP-DOWN”: MBE + LITOGRAFÍA + FIB
  • 74. 500 - 100 nm Hydrolysis γ-Fe2O3 / Fe3O4 la más pequeña.. 1 nm SÍNTESIS DE NANOPARTÍCULAS
  • 75. Detalle (imagen SEM) en alta magnificación de una cara (100) de un ópalo sintético formado por esferas de sílice de 415 nm de diámetro (ICMM-CSIC). Las esferas (30-400 nm) son sintetizadas mediante diversas técnicas químicas y son agrupadas mediante métodos físicos (decantación, etc). ENSAMBLADO DE NANOPARTÍCULAS
  • 76. C. Mirkin (NU, EE.UU.) http://www.chem.northwestern.edu/~mkngrp/pictmenu.htm SISTEMAS PARA ENCAPSULACIÓN
  • 77. “ Acero transparente“ (N. Kotov et al., Universidad de Michigan) Plástico fino y liviano como una hoja de papel, pero tan resistente como el acero. Se forman capas de nanoláminas de arcilla y un polímero que actúa como pegamento. El material imita la estructura molecular de las conchas marinas. El material resultante es biodegradable y ecológico. Se fabrica usando un brazo robotizado que dispone las capas de forma alterna. MATERIALES HÍBRIDOS
  • 79. Zeolitas: claves para los catalizadores. Sustancias con muchísima superficie efectiva. El tamaño de los poros permite controlar el tipo de productos de la reacción . ZEOLITAS Y MATERIALES MESOPOROSOS. Esta zeolita (ITQ-21) está formada por un entramado tridimensional de poros que contiene cavidades de 1,18 nm de ancho accessibles a través de seis ventanas circulares de 0,74 nm de diámetro. Zeolita usada para la síntesis de gasolina. Mobil.
  • 80. Combination of drug delivery and imaging agents SISTEMAS PARA ENCAPSULACIÓN
  • 81. X. Gao et al., Nature Biotechnology 22 (2004) 969 Detección cancer de próstata Nanopartículas funcionalizadas 15 nm NP (d: 5nm) núcleo-corteza CdSe-ZnS NANOTECNOLOGÍA Y MEDICINA
  • 82. Sachiko Kodama (University of Electro-Communications, Tokyo, Japón). Proyecto "Protrude, Flow" Ferrofluidos: nuevos materiales
  • 84. C. Dekker, T.U. Delft, NL CNTs: FUTUROS TRANSISTORES
  • 85. Carbon nanotube computer, Nature 501, 526–530 (26 September 2013) The nanotube processor is made up of 178 transistors, each of which contains carbon nanotubes that are about 10 to 200 nanometer long. The carbon nanotube processor is comparable in capabilities to the Intel 4004, that company’s first microprocessor, which was released in 1971. PROCESADOR DE NANOTUBOS DE CARBONO
  • 86. Graphene nanomesh, Jingwei Bai, X. Duan, et al. Nature Nanotechnology 5, 190 - 194 (2010) High-speed graphene transistors with a self-aligned nanowire gate, Lei Liao,Xiangfeng Duan et al.,Nature 467, 305–308 (2010) Very large magnetoresistance in graphene nanoribbons, Jingwei Bai, Xiangfeng Duan, Nature Nanotechnology 5, 655–659 (2010) 100-300 GHz Movilidad (20.000 cm2/Vs) 2 veces superiores a transistores de Si GRAFENO: FUTUROS TRANSISTORES NANOTECNOLOGÍA Y TIC
  • 87.  Cortex neuronal cells were cultured for 96 hours onCortex neuronal cells were cultured for 96 hours on CNT islandsCNT islands Inverted microscope images of self- organized neuronal networks with pre-designed geometry on CNT islands. After 1 h of culture After 96 h of culture CNTs COMO BASE PARA REGENERACIÓN NEURONAL
  • 88. “Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns” PWK Rothemund, Nature, 440:297-302 (2006). ADN COMO ELEMENTO CONSTRUCTIVO
  • 89. “A Logic-Gated Nanorobot for Targeted Transport of Molecular Payloads”, Shawn M. Douglas, et al., Science 335, 831 (2012) http://metamodern.com/2009/05/10/a-dna-origami-box/ ADN COMO ELEMENTO CONSTRUCTIVO
  • 90. ENTENDIENDO EL COMPORTAMIENTO DE LAS NEURONAS MEDIANTES CHIPS DE NANOELECTRODOS
  • 91. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 93. CLUSTERS DE CREACIÓN DE CONOCIMIENTO EN NC&NT
  • 94. Apple: iPOD-Nano La primera aplicación obvia con la que ya convivimos es la de la informática y las comunicaciones. Los procesadores y memorias se fabrican utilizando tecnologías de 65 y 45 nm. La capacidad de almacenamiento se ha disparado y los pendrive, los reproductores MP3, MP4, etc, han pasado de albergar 32 MB, a 64 MB, a 128 MB, …a 1GB…a 4GB, 80 GB…Existen discos duros de 1 TB. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 96. DIODOS LED: PREMIO NOBEL DE FÍSICA 2014 DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 97. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 98. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 99. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 101. Pinturas y recubrimientos fotocatalíticos y autolimpiables: Arctic Snow Professional Interior Paint (Arctic paint LTD (TiO2) Cloucryl de Alfred Clouth Lack fabrik GmbH&Co KG (ZnO)‐ Amphisilan de Caparol Recubrimientos bactericidas con n-Ag: Bioni Hygienic by Bioni CS GmbH Repelentes de agua y grasas: Fluowet ETC100 (based on CF polymers) de Clariant.‐ NANOTECNOLOGÍA Y CONSTRUCCIÓN
  • 102. Nanoparticulas en cementos SiO2 nanoparticulas en: ChronoliaTM, AgiliaTM y DuctalTM de Lafarge EMACO®Nanocrete by BASF. Cementos fotocatalíticos: TioCem TX Active (Heidelberg Cement), NanoGuardStone Protect de Nanogate AG‐ TX Arca and TX Aria (ItalCementi) NANOTECNOLOGÍA Y CONSTRUCCIÓN Iglesia del Jubileo (Roma)
  • 103. High-tech fabric lines by swimwear manufacturer Speedo - Aquablade, Fastskin, Fastskin 2, Fastskin PRO and LZR Racer, Nike – LiftSuit, Diana – Submarine, Arena - Powerskin ST, Powerskin XP and Powerskin R-EVO, Arena X-Glide, Adidas - JetConcept, Hydrofoil, Tyr - Fusion, Aquapel, Aquashift and Tracer, Jaked – 01 For example, Speedo claims their lineup will increase one's swimming velocity by 3–7%. Their most popular suit, the Fastskin, is worn by most Olympic swimmers and increases speed by reducing drag by up to 4%. It is meant to resemble shark's skin; therefore, it has tiny triangular projections that point backward so that the water spirals off the athlete's body. NANOTECNOLOGÍA EN PRODUCTOS TEXTILES
  • 104. 2009. El Numancia, primer club de España en portar camisetas ERREA elaboradas con nanotecnología (nanopartículas de titanio y plata) . El tejido de las camisetas, llamado 'Ti-energy', es oleófugo e hidrófugo, antimanchas, antiestático, antimicrobiano. Se usa en camisetas del Atalanta B.C, Parma F.C., Middlesbrough, Numancia C.D. y Rugby Viadana NANOTECNOLOGÍA Y DEPORTES
  • 105. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 106. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 107. Nanopartículas magnéticas en esmaltes de uñas NANOTECNOLOGÍA Y COSMÉTICA
  • 108. NANOTECNOLOGÍA Y MODA NYT 2011: “New Japanese Fashion: LED Lights for Your Teeth” http://bits.blogs.nytimes.com/2011/01/21/new-japanese-fashion-l-e-d-lights-for-your-teeth/
  • 109. DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 110. Nutralease’s FNVs. Cochleate technology used in Bioral® drug delivery system DEL LABORATORIO A LOS ESCAPARATES
  • 111. Liberación controlada y local de fármacos http://www.abraxane.com/dtc/resources.aspx
  • 113. ¿ADÓNDE VAMOS? ¿ESTAMOS PREPARADOS? ¿CÓMO VAMOS A SER UNA SOCIEDAD BASADA EN EL CONOCIMIENTO?
  • 114. ¡QUÉ VIENEN LOS NANO-ROBOTS! PERO…¿VIENEN?
  • 115. IMPACTO EN CINE – TELEVISIÓN – JUEGOS - LITERATURA Películas: “The Hulk”, “Spiderman”, “Parque Jurásico”, “Inteligencia artificial”, “Yo robot”, “Minority report”, “Spy kids”, “Prey”, “Super agente Cody Banks”, “Terminator 3” , “The tuxedo”, “Batman”, “Transformers”, “G.I. JOE”, “Trascendence” Series de televisión: “Jake 2.0”, “Ben 10” Juegos on-line: “OGAME” Libros: “PREY” (M. Crichton, 2002) “Nano” (J.R. Marlow, 2004) “ The Diamond Age” (N. Stephenson, 1995)
  • 116. NANOTECNOLOGÍANANOTECNOLOGÍA BIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍA TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y DE LAS COMUNICACIONES TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y DE LAS COMUNICACIONES CIENCIAS COGNITIVAS Y NEUROCIENCIAS CIENCIAS COGNITIVAS Y NEUROCIENCIAS NANONANO BIOBIO INFOINFO COGNOCOGNO ÁtomosÁtomos GenesGenes BitsBits NeuronasNeuronas NBICNBIC COVERGENCIA NBIC
  • 117. Center for Responsible Nanotechnology RIESGOS: LAS VOCES DE ALARMA…VOCES DE ALARMA
  • 119. PRINCIPIO DE PRECAUCIÓN CÓDIGO DE CONDUCTA RESPONSABLE http://www.nanocode.eu/ ¿CÓMO SEGUIMOS? (1) PRECAUCIÓN
  • 120. ¿CÓMO SEGUIMOS? (2) ESTUDIOS SOBRE NANOTECOTOXICOLOGÍA http://www.nanosafetycluster.eu/ ENNSATOX ENPRA ENRHES HINAMOX InLiveTox MARINA ModNanoTox NanEx NANODEVICE NanoFATE NANOfutures NanoHouse NanoImpactNet NanoLyse NANOMEGA NANOMMUNE NanoPolyTox NanoReTox NanoSustain NanoTEST NanoToes NanoTransKin etics NanoValid Nephh NeuroNano QNano SIINN CellNanoTox DIPNA NanoInteract NANOTRANSPO RT NANOSH LISTADO DE PROYECTOS DEL VII Y VI PM
  • 121. ¿CÓMO SEGUIMOS? (2) ESTUDIOS SOBRE NANOTECOTOXICOLOGÍA http://www.siinn.eu/en/ Varios proyectos…
  • 122. ¿CÓMO SEGUIMOS? (3) NORMATIVA, REGULACIÓN ISO Technical Committee (TC) 229 www.oecd.org/sti/nano OECD Working Party on Nanotechnology OECD WP on Safety of Manufactured Nanomaterials ASTM E2456 - 06 Standard Terminology Relating to Nanotechnology American Society for Testing and Materials (ASTM) http://www.insht.es/portal/site/Insht/
  • 123. http://www.nanologue.net/ ¿CÓMO SEGUIMOS? (4) PROPICIANDO QUE LOS DIFERENTES COLECTIVOS SE INVOLUCREN (INFORMACIÓN / ENCUESTAS)
  • 125. ¿Qué sabemos de la nanotecnología? P.A. Serena La Catarata-CSIC (http://www.catarata.org) Aplicaciones Industriales de la Nanotecnología en España en el Horizonte 2020 VV.AA (http://www.opti.es) Una revolución en miniatura A. Menéndez Servicio de Publicaciones de la Universidad de Valencia La era del camaleón María Teresa de los Arcos Editorial Síntesis (Madrid), 2008 Claves para el Nanomundo André-Yves Portnoff COTEC, 2011 http://www.cotec.es/ El nanimundo en tus manos J.A. Marín Gago Ed. Crítica (2014)
  • 126. Unidad Didáctica “NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA Entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro”. http://www.fecyt.es http://www.cienciasmc.es/web/u0/index_u0.html Asesoría de Ciencias de la Naturaleza Luis Zaballos Ruíz Jon Benito Berritzegune Nagusia (Bilbao) Propuesta de trabajo Julio 2010 Contactos: zaballosruiz@irakasle.net zientziahezkuntza@gmail.com gllperal@gmail.com
  • 129. NANODYF: Un proyecto colaborativo 4 CAPÍTULOS 27 FICHAS DIDÁCTICAS Materiales Complementarios
  • 130. ¿CÓMO LLEGAR A SER NANOTECNÓLOG@?
  • 132. MADRID IMDEA-Nanociencia CAM+MICINN http://www.nanociencia.imdea.org/ MADRID IMDEA-Nanociencia CAM+MICINN http://www.nanociencia.imdea.org/ CATALUÑA Plataforma de Nanotecnología del Parque Científico de Barcelona (UB) http://www.pcb.ub.es/plataforma/nanotecnologia Institut Catalá de Nanotecnologia (Gob. Catalán) http://www.nanocat.org/ Centre d'Investigacions en Nanociència i Nanotecnologia (CIN2) (ICN+CSIC) http://www.cin2.es/ Instittuo de Ciencias Fotónicas (ICFO) Gob. Catalán http://www.icfo.es CATALUÑA Plataforma de Nanotecnología del Parque Científico de Barcelona (UB) http://www.pcb.ub.es/plataforma/nanotecnologia Institut Catalá de Nanotecnologia (Gob. Catalán) http://www.nanocat.org/ Centre d'Investigacions en Nanociència i Nanotecnologia (CIN2) (ICN+CSIC) http://www.cin2.es/ Instittuo de Ciencias Fotónicas (ICFO) Gob. Catalán http://www.icfo.es ARAGÓN Instituto Universitario de Nanociencias de Aragón (INA) Universidad de Zaragoza + Gob. Aragón http://www.unizar.es/ina/ina.htm ARAGÓN Instituto Universitario de Nanociencias de Aragón (INA) Universidad de Zaragoza + Gob. Aragón http://www.unizar.es/ina/ina.htm ASTURIAS Centro de Investigación de Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) Univ. Oviedo + CSIC + P. Asturias ASTURIAS Centro de Investigación de Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) Univ. Oviedo + CSIC + P. Asturias ANDALUCIA Centro Andaluz de Nanomedicina y Nanotecnología (BIONAND) de Málaga Junta de Andalucia ANDALUCIA Centro Andaluz de Nanomedicina y Nanotecnología (BIONAND) de Málaga Junta de Andalucia VALENCIA Centro de Tecnología Nanofotónica de Valencia (NTC) Universidad Politécnica de Valencia http://www.ntc.upv.es/index.html Instituto de Ciencia Molecular Universidad de Valencia http://www.icmol.es VALENCIA Centro de Tecnología Nanofotónica de Valencia (NTC) Universidad Politécnica de Valencia http://www.ntc.upv.es/index.html Instituto de Ciencia Molecular Universidad de Valencia http://www.icmol.es PORTUGAL-ESPAÑA Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología Braga (Portugal) MICINN (E) + MCTES (P) http://www.iinl.org/ PORTUGAL-ESPAÑA Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología Braga (Portugal) MICINN (E) + MCTES (P) http://www.iinl.org/ PAIS VASCO CIC Nanogune Gob. Vasco + Univ. País Vasco + MICINN http://www.nanogune.eu PAIS VASCO CIC Nanogune Gob. Vasco + Univ. País Vasco + MICINN http://www.nanogune.eu CASTILLA-LA MANCHA Instituto de Nanotencología, Nanociencia y Materiales Moleculares (INAMOL) Universidad de Castilla-La Mancha CASTILLA-LA MANCHA Instituto de Nanotencología, Nanociencia y Materiales Moleculares (INAMOL) Universidad de Castilla-La Mancha CENTROS DE INVESTIGACIÓN EN NANOTECNOLOGÍA

Notas del editor

  1. first transistor developed at AT&amp;T Bell Laboratories and unvieled in 1948. nanopartículas introducidas en las cremas solares son las responsables de absorber la radiación UVA. Dependiendo de la cantidad de tales nanopartículas, una crema solar atrapa una mayor o menor cantidad de radiación, dando como resultado la clasificación en factores de protección, óxido de zinc
  2. Aprovechar que sabemos mover y actuar con los atomos Whirlwind computer, the large-scale supercomputer of the 1950s and 1960s developed for automated strategic air defense applications. It could display real time video.
  3. el uso de MWCNT´s purificados mejora la transferencia de la señal eléctrica de estas redes, uno de los experimetos realizados consistio en cultivar células neuronales del cortex sobre islas de CNT, Tras 24 horas de cultivo se observó como las células neuronales se agregaban preferentemente a las islas de CNT, tras 96 horas de cultivo, se comprueba como se conectan las neuronas de las islas vecinas, que sobre los CNT las neuronas forman una red organizada.
  4. ASTM E-56 Technical Committee: Three subcommittees: E56-01:Terminology and Nomenclature (issued ASTM E2456, on-going work) E56-02: Characterization E56-03: Environment, Health and Safety ISO TC 229:WG1: Nomenclature group led by Canada WG2: Measurement and Characterization led by Japan WG3: Health, Environment and Safety led by USA Top 3 Standards Identified by ISO respondents: Standard for Toxicological Screening of Nanomaterials Standard for Determining Relative Toxicity/Hazard Potential of Nanomaterials (2 items under development) Standard for Controlling Occupational Exposures to Nanomaterials (1 work item under development) ISO/TC-229-OECD WPMN Coordination Papers: EH&amp;S monitoring techniques Engineering controls, PPE, etc. Epidemiological and environmental surveillance protocols ICON has established a virtual journal on their web site at: http://icon.rice.edu/virtualjournal.cfm NCL serves as a national resource and knowledge base for all cancer researchers to facilitate the regulatory review of nanotechnologies intended for cancer therapies and diagnostics. As part of its assay cascade, the NCL will characterize nanoparticles&amp;apos; physical attributes, their in vitro biological properties, and their in vivo compatibility using animal models. The time required to characterize nanomaterials from receipt through the in vivo phase is anticipated to be one year. NIOSH conducts workplace evaluations of nanomanufacturing facilities in an effort to addressing knowledge gaps, developing strategies, and providing recommendations. These evaluations are voluntary and requested by the facility.