1. Alumno: Alcides Alfredo Pino Acevedo

2. La nanoelectrónica (también conocida como nano electrónica) se refiere al uso de la nanotecnología en componentes electrónicos,
especialmente en transistores. Aunque el término nanotecnología se usa normalmente para definir la tecnología de menos de 100
nm de tamaño, la nanoelectrónica se refiere, a menudo, a transistores de tamaño tan reducido que se necesita un estudio más
exhaustivo de las interacciones interatómicas y de las propiedades mecánico-quánticas. Es por ello que transistores actuales (como
por ejemplo CMOS90 de TSMC o los procesadores Pentium 4 de Intel), no son listados en esta categoría, a pesar de contar con un
tamaño menor que 90 o 65 nm. A los dispositivos nanelectrónicos se les considera una tecnología disruptiva ya que los ejemplos
actuales son sustancialmente diferentes que los transistores tradicionales. Entre ellos, cabe destacar la electrónica de
semiconductores de moléculas híbridas, nanotubos / nanohilos de una dimensión o la electrónica molecular avanzada. El sub-
voltaje y la nanoelectrónica de sub-voltaje profundo son campos específicos e importantes de I+D (Investigación y Desarrollo), y la
aparición de nuevos circuitos integrados operando a un nivel Al comenzar el siglo XXI, la tecnología de la microelectrónica se
acerca a la frontera de los 100 nanómetros. Por debajo de los 100 nanómetros se hacen evidentes los fenómenos cuánticos que
determinan que los modelos para explicar el comportamiento de los dispositivos electrónicos tengan que basarse en las leyes de la
Mecánica Cuántica en lugar de los modelos de la Física Clásica utilizados en la Microelectrónica; esto, conjuntamente con otras
razones de tipo tecnológico y económico, lleva al surgimiento de una nueva etapa en el desarrollo de la Electrónica basada en la
Nanoelectrónica, la que se espera pasará a ocupar el papel protagónico en la fabricación de computadoras y en otras aplicaciones
en la próxima década. Hacia el 2020 aproximadamente, la microelectrónica deberá ser reemplazada, en lo fundamental, por la
nanoelectrónica para garantizar el desarrollo de los circuitos y los sistemas electrónicos.
En pocos años la microelectrónica se verá remplazada, paulatinamente, por la nanoelectrónica. Esto es debido a que las nuevas
aplicaciones requieren circuitos integrados cada vez con más funciones y, al mismo tiempo, de tamaño más pequeño. Esto hace
pensar solamente en la evolución de las aplicaciones y las dimensiones de las computadoras, la telefonía celular entre otras. La
obtención del genoma humano, lo que hace que se trabaje dentro de la medicina en escalas de nanómetros, unido a los avances
de la Informática son, entre otros, los grandes impulsores para el trabajo en nanoelectrónica.
Entre los más importantes avances científicos y tecnológicos que han permitido el surgimiento de la nanoelectrónica, se pueden
señalar la invención del microscopio de efecto túnel (STM) en 1981 y la puesta a punto, en esos años, de tecnologías como la
epitaxia de haces moleculares (MBE) y la fotolitografía de haces de electrones lo que posibilitó la obtención de capas cuasi-
monoatómicas de diferentes materiales semiconductores y delimitar estructuras nanométricas.

4. Como la continua miniaturización en la microelectrónica ya está comenzando a alcanzar los límites físicos, los
investigadores del sector están buscando nuevos métodos de fabricar dispositivos. Un candidato prometedor es
la técnica de origami de ADN (o papiroflexia de ADN), en la que hebras individuales de esta biomolécula se
autoensamblan en nanoestructuras de forma arbitraria. Sin embargo, la formación de circuitos enteros requiere
de la colocación controlada de estas estructuras de ADN sobre una superficie, algo que hasta ahora sólo ha sido
posible mediante técnicas muy elaboradas.
Ahora, unos investigadores del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf (HZDR por sus siglas en alemán) han
ideado una estrategia más simple que combina el origami de ADN con la formación de patrones
autoorganizados.
El método desarrollado por el equipo de Adrian Keller basa su sencillez en el hecho de que una vez se ha creado
la infraestructura necesaria, el resto del trabajo de montaje corre esencialmente por cuenta de la naturaleza.
Los físicos utilizaron esta técnica para producir tubos pequeños con longitudes de 412 nanómetros y diámetros
de 6 nanómetros. Estas estructuras se pueden utilizar como andamios para la fabricación de componentes
nanoelectrónicos, como por ejemplo nanocables.

5. Lo que parece una serie de dunas de arena, en realidad es más pequeño que un grano de arena. Gracias a las
interacciones electrostáticas de superficie, los nanotubos de ADN (mostrados aquí en rojo) se alinean a lo largo
del nanopatrón prefabricado sobre una superficie de silicio. (Imagen: Adrian Keller, Centro Helmholtz de
Dresde-Rossendorf)
Con el fin de alinear estos nanotubos sobre la superficie, los investigadores se basaron en un principio de
autoorganización que es bastante común en la naturaleza. Por ejemplo, el viento puede formar patrones
ordenados en la superficie de arena de una playa. En el caso de este trabajo actúan procesos similares. Keller y
sus colegas irradian con iones la superficie sobre la que quieren colocar las nanoestructuras. En este caso, la
superficie es la de las obleas de silicio con las que trabajan. La irradiación con iones hace que aparezcan
espontáneamente nanopatrones ordenados que se asemejan a dunas de arena en miniatura.
Mediante interacciones electrostáticas entre nanoestructuras de ADN cargadas y la superficie cargada, los
nanotubos se alinean por sí mismos en los valles entre las dunas.
A diferencia de estrategias anteriores, la nueva técnica es rápida, barata y sencilla.

6. La Start-up StoreDot, del departamento de Nanotecnología de la Universidad de Tel Aviv
Israel, ha presentado recientemente en la conferencia Think next de Microsoft, un
prototipo revolucionario que promete cargar la batería de un celular en sólo
segundos, este cargador esta basado en semiconductores construidos a partir de
péptidos, estos últimos estructurados por aminoácidos que son las unidades
constituyentes de las proteínas, en este prototipo, los péptidos se autoensamblan
espontáneamente creando estructuras nanometricas llamadas puntos cuánticos que
poseen interesantes propiedades piezoeléctricas, actualmente este prototipo tiene un
tamaño de un cargador de Portátil, sin embargo, sus creadores están trabajando para
reducir su tamaño, se espera su comercialización para el año 2016. A continuación un
vídeo en donde se muestra la carga de una batería de un Smartphone Samsung Galaxy S4
desde 0 hasta 100% en solo 30 segundos.
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Una de las grandes aplicaciones de la Nanotecnología es la generación de
energía, recientemente investigadores coreanos han descrito un trabajo muy innovador en la
que demostraron que es posible aprovechar la energía del sonido para generar energía
eléctrica, y esto basado en que el sonido en el fondo es una forma de energía mecánica que
viaja a través de la materia como una vibración en forma de onda, y para poder aprovechar
esta energía mecánica, utilizaron nanogeneradores basados en nanocables piezoelectricos de
oxido de zinc, que tienen la particularidad de poseer una mayor sensibilidad, para así poder
captar estas pequeñas vibraciones asociadas al sonido.

8. El estudio de células individuales, es de gran importancia en biomedicina, ya que existen
muchos procesos y propiedades a nivel bioquímico, electroquímico, mecánico y térmico, que
pueden ser seguidos en tiempo real, recientemente en una publicación en la revista Nature
Nanotechnology, investigadores españoles han logrado por primera vez introducir un chip
electrónico con sensores dentro de una célula viva, en este caso para medir la presión
intracelular.
El diseño del chip intracelular comprende un sensor mecánico rodeado por 2 membranas
separadas por un espacio vacío, estas membranas actúan como espejos de reflexión
paralelos, que constituye un resonador de Fabry-Perot, de forma tal que la presión externa
desvía las membranas y los cambios de intervalo que a su vez, modifican la intensidad de la
luz reflejada en el centro de las membranas.
Es importante destacar que estos chips intracelulares no producen daños en las membranas
celulares preservando la integridad de estas, manteniéndose las células sanas y viables
capaces de funcionar normalmente. A continuación un vídeo en donde se muestra una célula
con un chip intracelular en su interior, en donde se aprecia como ésta se divide en forma
normal.
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9. Científicos Israelíes de la Universidad de Tel Aviv, han desarrollado un detector de
bombas explosivas, basado en Nanotecnología, que es mil veces mas sensibles
que el olfato de perros adiestrados, este detector es capaz de percibir distintos
tipos de explosivos, además de múltiples compuestos químicos y biológicos.
El dispositivo consiste en un Chip que posee una matriz de nanocables de
Silicio, recubiertos por un compuesto orgánico del tipo amina, el cual se une
directamente con las moléculas del explosivo, al unirse esto provoca un cambio
en la conductancia de los cables.

10. El Carbono se encuentra en la naturaleza en diversas formas alotrópicas, dentro de ellas
tenemos al Grafito, Diamante, Nanotubos de Carbono, Fullerenos y Carbinos, El Grafito
esta compuesto por una serie de capas de estructura laminar plana (bidimensional) con
espesor de un átomo, estas capas constituyen el Grafeno, en estas capas el carbono
posee una hibridación sp2 que trae como consecuencia que su estructura sea un arreglo
hexagonal similar a un panal de abejas, y esta estructura particular es la que confiere las
propiedades mecánicas, químicas, electrónicas exepcionales con aplicaciones en todas
las áreas, por lo que se le ha llamado el material del futuro, dentro de las miles de
aplicaciones, recientemente un grupo de investigadores logró generar corriente eléctrica
utilizando Grafeno, para ello hicieron circular agua con iones cloruro sobre la estructura
laminar del grafeno, de tal forma que estos sufrieron un proceso de adsorción sobre la
superficie, y el arrastre de estos iones adsorvidos en la dirección del flujo, generaron una
diferencia de potencial, si bien esto se había logrado con Nanotubos de Carbono, con
Grafeno el proceso es mucho mas eficiente, se espera a futuro desarrollar grandes
superficies recubiertas con grafeno en las que circule algun líquido iónico, y asi generar
grandes cantidades de energía, el tiempo dirá si esta fuente energética sea la energía del
futuro. A continuación un video general sobre el Grafeno y sus aplicaciones.
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11. Según la Nanotechnology in Agriculture and Food un alimento es un nanoalimento cuando para su
fabricación se utilizan herramientas o procesos nanotecnologicos o bien incluyen
nanoparticulas, todo esto en cualquiera de las etapas de su desarrollo, ya sea el
cultivo, producción o bien el empaquetado.
Una de las aplicaciones consiste en el desarrollo de nanocapsulas para la liberación controlada de
alimentos dentro de nuestro cuerpo, otra aplicación es el desarrollo de nanopartículas con
aromas, sabores y otras características específicas, también se tiene el desarrollo de
nanomateriales inteligentes para la protección ante los agentes ambientales externos, cuyas
estructuras poseen nanosensores que permitan percibir los cambios ambientales y así auto
modificarse en función a estos cambios.
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