La nanociencia estudia objetos a escala nanométrica (1-100 nanómetros). Se describe brevemente la historia de la nanociencia y cómo ha evolucionado desde las ideas de Feynman hasta el desarrollo de microscopios que permiten manipular átomos individuales. Se explican algunas aplicaciones actuales y potenciales de la nanociencia en áreas como la electrónica, materiales, energía y medicina.

1. Una aproximación a la
utilidad de la Ciencia
NANOCIENCIA
La ciencia de lo pequeño
Belén Yélamos López
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I
Universidad Complutense de Madrid
www.bbm1.ucm.es/divul/divul.html

2. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
¿QUÉ ES LA NANOCIENCIA?
NANOCIENCIA: estudio del comportamiento y la manipulación de
materiales a escala atómica o molecular para entender y explotar
sus propiedades, significativamente distintas de aquellas
propiedades a mayor escala.
NANOCIENCIA
NANOTECNOLOGÍA: ciencia multidisciplinar referida a las
actividades científicas y tecnológicas llevadas a cabo a escala
ES EL ESTUDIO DE ÁTOMOS, MOLÉCULAS
atómica y molecular, así como a los principios científicos y a las
nuevas propiedades que pueden ser comprendidos y controlados
Y OBJETOS CUYO TAMAÑO SE MIDE
cuando se interviene a dicha escala.
SOBRE LA ESCALA NANOMÉTRICA (1-
NANOBIOTECNOLOGÍA: uso de los materiales y estructuras a
100 NANÓMETROS)
escala nanométrica en interacción con materia biológica
NANOMEDICINA: campo de la Nanobiotecnología con
aplicaciones directas en medicina, para el tratamieno de
enfermedades humanas, prevención o diagnóstico.
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3. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
PREFIJO “NANO”
10-9 (0.000000001) m
Milmillonésima parte de un metro
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4. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
Cucaracha
1000 micras
1 mm Grano de polen
100 micras
10 micras Molécula de aspirina
Pelo humano 1 micra
1000 nm
100 nm
Glóbulos rojos
10 nm
1 nm
1Å
0.1 nm
Nanocristales de cobalto
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5. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
ALGO DE HISTORIA…
Se crean los términos ELEMENTO y ÁTOMO
400 A.C.
DEMÓCRITO
RICHARD FEYNMAN (Premio Nobel de Física
1954 de 1965), en una charla titulada “Hay mucho
sitio por debajo”, destacó los beneficios que para
la sociedad supondría la capacidad de atrapar y
situar átomos y moléculas en posiciones
determinadas, con una precisión de átomos.
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6. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
Se estrena la película “VIAJE ALUCINANTE”
1966 (Richard Fleischer) que relata la travesía de unos
médicos científicos a través del cuerpo humano.
Estos científicos reducen su tamaño al de una
partícula y viajan hacia el cerebro para eliminar
un tumor. Más tarde apareció la película “EL
CHIP PRODIGIOSO” (Joe Dante) de parecido
argumento.
NORIO TANIGUCHI acuña el término
1974 Nanotecnología para diferenciar enre la
microescala (10-6 m) y la nanoescala (10-9 m).
Para él, la nanotecnología consistía en el proceso
de separación, consolidación y deformación de
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los materiales por un átomo o una molécula

7. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
Se inventa el microscopio de barrido de EFECTO
1981 TUNEL (Scanning Tunnel Microscope)
Heinrich Rohrer
Gerd Karl Binnig
Premios Nobel en 1986
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8. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
Descubrimiento de la estructura de los
1985 FULLERENOS o BUCKYBALLS
Se inventa el microscopio de FUERZA
ATÓMICA para manipular los átomos uno a uno 1986
mediante el contacto directo entre el sensor y el
átomo.
SUMO IJIMA descubre los NANOTUBOS DE
1991 CARBONO
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9. ¿Dónde podemos encontrar ejemplos de nanomateriales?
LED para
anuncios
Célula
fotovoltáica
Cartas
electrónicas
Mobiliario
Fibras textiles
Nanotubos
de carbono
Calzado
antiolor
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10. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
ELECTRÓNICA
ÁREAS DE
ENERGÍA MATERIALES
APLICACIÓN
MEDICINA
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11. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
NANOMATERIALES
Ya disponibles en el mercado…
Gafas que no se rayan Parabrisas autolimpiables
Equipamiento deportivo
Prendas textiles Productos cosméticos
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12. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
En desarrollo…
NANOTUBOS DE CARBONO: Son estructuras cilíndricas de láminas de grafito
• Tienen una dureza CIEN veces mayor que la del acero y a la vez SEIS
veces más ligeras
• Son conductores del calor tan eficientes
como el diamante
• Son conductores de la electricidad tan
eficaces como el cobre
APLICACIONES
• Sustitutos de huesos
• Aparatos basados en campos de emisión
• Supercondensadores
• Nanosensores
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13. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
En desarrollo…
NANOPARTÍCULAS: Partículas con una dimensión de al menos 100 nm
• Reflejan la luz en vez de absorberla
• Incrementa la relación superficie/volumen
APLICACIONES
• Biosensores
• Limpieza de sitios contaminados
• Cosmética: al tener una dimensión por debajo de la longitud de onda visible 13/27
hace que sean transparentes.

14. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
En desarrollo…
Nanorrobots viajando en una arteria
- Destrucción de tumores
- Destrucción de depósitos de grasa
para mejorar la circulación de la
sangre
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15. NANOTECNOLOGÍA: la ciencia de lo pequeño
Motores del tamaño de una molécula…
Isómero CIS Isómero TRANS
Luz UV
Reacción de Isomerización
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16. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
Motores del tamaño de una molécula…
Luz UV
160 s
12º
245 s
12º
640 s
12º
1.25 μl de diiodometano sobre una lámina de mica inclinada 12º
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Berná, J. et al. (2005) Nature Materials 4, 704.

17. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
NANOELECTRÓNICA
Nanocélulas de combustibles Chips más rápidos
Nanoelectrónica biomolecular:
Tarjetas de memoria ordenador de ADN
A T
Tinta electrónica
G C
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18. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
NANOMEDICINA
1. ADMINISTRACIÓN DE MEDICAMENTOS
2. REGENERACIÓN DE TEJIDOS
3. DIAGNÓSTICO Y MEJORA DE TÉCNICAS PARA LA
CURACIÓN DE ENFERMEDADES
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19. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
ADMINISTRACIÓN DE MEDICAMENTOS
Hay diferentes tipos de transportadores:
MICELAS NANOPARTÍCULAS LIPOSOMAS
C. CANCEROSAS
C. NORMALES
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20. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
ADMINISTRACIÓN DE MEDICAMENTOS
Tratamiento de tumores
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Kam, N., O’Connell, M., Wisdom, J.A., and Dai, H. Stanford University, U.S.A.

21. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
ADMINISTRACIÓN DE MEDICAMENTOS
Tratamiento de tumores: DENDRÍMEROS
AGENTE TERAPÉUTICO DETECTOR DE CÉLULAS
CANCEROSAS
INDICADOR DE LA MONITOR DE LA
LIBERACIÓN DE LA MUERTE CELULAR
DROGA
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22. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
ADMINISTRACIÓN DE MEDICAMENTOS
Tratamiento de enfermedades como el
Alzheimer, Parkinson, Huntington
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Victor F. Puentes et al., Nano Letters 6, 110 (2006)

23. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
REGENERACIÓN DE TEJIDOS
A. RECONSTRUCCIÓN MUSCULAR
B. REGENERACIÓN DE ESTRUCTURAS ÓSEAS
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24. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
DIAGNÓSTICO Y MEJORA DE TÉCNICAS PARA LA
CURACIÓN DE ENFERMEDADES
Diagnóstico in vitro Nano-imágen in vivo
Células cancerosas marcadas Ganglio
Sensor
- Biosensores
Matriz Marcador
- “Lab-on-chip”
Localización simultánea Localización de un
tumor de próstata
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25. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
NANOENERGÍA
Células solares
Baterías de larga duración Células de combustible “limpias”
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26. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
NANOENERGÍA
Lámpara “eternas”: LEDs
(Light-Emitting Diode)
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27. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
NANOENERGÍA
Almacenamiento y mejora de la producción de hidrógeno
TANDEM CELL
Transportes con hidrógeno
GLOBAL OBSERVER
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28. NANOCIENCIA: la ciencia de lo pequeño
PERO……
• Esperanzas no satisfechas
• Sociedad impaciente
• Inversiones arriesgadas
• Marcadores sí, ¿pero tratamientos específicos?
• Toxicología potencial
• Utilización inadecuada
• ¿Control del individuo?
• Exageraciones
Engines of creation. Eric E. Drexler
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29. MUCHAS GRACIAS!!!!