1. Dr. Hugo A. Banda Gamboa
hbanda@ieee.org
Departamento de Informática y Ciencias de Computación
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Quito, 29 de Noviembre de 2007
4. Definiciones Básicas
La nano ciencia involucra la investigación para descubrir
nuevos comportamientos y propiedades de materiales con
dimensiones a escala nanométrica (1 a 100 nm).
La nano tecnología comprende las formas en las cuales los
descubrimientos hechos a nivel nanométrico, son puestos a
trabajar.
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5. La nano escala
Los materiales presentan propiedades diferentes a escala
nano:
Mejor conducción del calor o de la electricidad.
Más fuertes.
Diferentes propiedades magnéticas.
Mejoran las propiedades de reflexión de la luz.
Cambio de colores a medida que cambian de tamaño.
Mayor superficie disponible para interacción con otros
materiales.
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6. Materiales a Escala Nano en
Nuestro Entorno
Los científicos tratan de imitar los secretos de la
naturaleza para construir a escala nano y crear
procesos y máquinas.
Los investigadores han logrado copiar la nano
estructura de la hojas de loto para crear superficies
repelentes de agua, que se utilizan para la fabricación
de ropa a prueba de manchas, así como otras telas y
materiales.
Nuestros cuerpos y los de otros animales usan
materiales a escala nano, tales como proteínas y otras
moléculas para controlar muchos sistemas y procesos
internos.
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7. Materiales a Escala Nano en Nuestro
Entorno
Vivimos rodeados de materiales a escala nano. Están en el
humo, en la ceniza volcánica y en cualquier producto
resultante de un proceso de combustión.
Muchos materiales empezaron a ser utilizados por el ser
humano alrededor del siglo X. Con oro a escala nano se
decoraba piezas de vidrio y de cerámica.
Pero tomó diez siglos más, antes de que se pudieran
desarrollar microscopios de alto poder y equipo de
precisión para permitir la visualización y la manipulación
de materiales a escala nano.
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8. Nano Tecnología en Acción
En los últimos 20 años, los científicos han logrado
dominar las técnicas para trabajar con nano materiales y
lograr propiedades nunca antes visualizadas:
Vendas anti bacteriales para cubrir heridas, usan plata a
escala nano.
Un polvo seco a escala nano puede neutralizar toxinas
gaseosas o líquidas.
Baterías son fabricadas con nano materiales para proveer de
más energía, más rápido, con menos pérdidas.
Fabricantes de cosméticos y de productos alimenticios están
empleando ingredientes a escala para mejorar su efectividad.
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9. Nano Tecnología en Acción
Pantallas solares recubiertas con dióxido de titanio u
oxido de zinc a escala nano son transparentes pero
reflejan la luz ultravioleta .
Recubrimientos con materiales a escala nano agregan
propiedades anti reflejo y resistencia al rayado a gafas,
ventanas y espejos para vehículos.
En nano medicina, se están desarrollando nuevas
formas para diagnosticar y tratar enfermedades.
Estructuras especiales de nano partículas de oro han
demostrado su capacidad para destruir calóricamente
células no deseadas en nuestro organismo, como las
células cancerígenas.
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10. Nano Tecnología en Acción
Los dendrímeros son un tipo de nano estructura capaz de
detectar células enfermas, dosificar medicina, informar
acerca de resultados de una terapia, etc.
Membranas hechas con nano tubos de carbón o de dióxido
de titanio están siendo utilizadas para purificar, desalinizar
el agua y neutralizar bacterias como la e-coli.
Materiales hechos a base de nano tubos de carbón han
demostrado ser más fuertes con mucho menos peso por
unidad de volumen que materiales tradicionales.
Baterías solares y transistores con nano materiales
convierten y hacen uso eficiente de la energía.
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11. Impactos de la Nano Tecnología
Todas las tecnologías tienen impactos en nuestras vidas y
junto con los beneficios pueden haber riesgos.
De acuerdo con los expertos, el riesgo involucra dos factores:
peligro y exposición. Si no hay exposición aún los materiales
peligrosos no implican peligro.
Muchos fondos también se destinan a la comprensión de los
nano materiales y a la identificación de formas seguras de
manipulación de los mismos.
Investigación se realiza a nivel gubernamental y privado para
determinar la existencia de impactos no deseados por uso,
reciclaje o desecho de nano materiales.
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12. Conocimiento NBIC
Grado de Conocimiento NBIC en la
Comunidad Científica Ecuatoriana
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
Nanociencia
Nanotecnología
Biotecnología
Biomedicina
incluyendo
Ingeniería
Genética
Tecnologíade
laInformación
y
Comunicación
(TICs)
Informáticay
Computación
Avanzada
Ciencias
Cognitivas
incluyendolas
Neurociencias
Cognitivas
Muy Bueno
Bueno
Poco
Nada
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15. Convergencia nano-bio-cogno-socio-tecno
Sistema Codificación Procesamiento Replicación
Nano Materia
(Natural)
Átomos y
Moléculas
De Universo a
Átomos
Galaxia,
sistema
planetario
Bio Vida
(Natural)
ADN De células a
ecosistemas
Evolución
Cogno Pensamiento
(Natural /
Humano)
Cerebro Redes
Neuronales
Evolución -
Cultura
Socio Cultura
(Humano)
Gente Organizaciones Evolución -
Cultura
Tecno Tecnología
(Humano)
Artefactos y
Bits
Computadores Diseño -
Fábricas
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16. Motivación y Difusión
Estrategia nacional hacia la convergencia NBIC
Tecnologías convergentes y competitividad
Visión prospectiva de las tecnologías convergentes
Zonas de convergencia NBIC
Biomedicina en el futuro
Balance entre oportunidades e inversiones en NBIC
El impacto de NBIC en los negocios y en las economías
del futuro
Coherencias y divergencias en las mega tendencias de
la ciencia y la ingeniería
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17. Expansión del Conocimiento Humano
y la Comunicación
Mejoramiento del desempeño humano (oportunidades y
retos)
Mejoramiento del conocimiento y la comunicación
humana mediante la ingeniería de sistemas de sensores
Nanotecnología en la arquitectura de las futuras redes de
comunicación
Tecnologías convergentes en el conocimiento espacial
Tecnologías convergentes y el lenguaje visual
Mejora del desempeño humano cuando el computador no
es una herramienta sino un compañero.
(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 17
18. Mejora de la Capacidad Física y Salud
Humanas
La nano-biotecnología y la extensión de la esperanza de
vida.
La conexión nano-bio y su implicación en el desempeño
humano.
Terapia genética
Implicaciones del bio-informática.
Readecuación y sustitución sensorial.
Interacción cerebral.
Evolución cognitiva y desempeño humano.
La convergencia NBIC en las enfermedades, deficiencias e
incapacidades.
(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 18
19. Mejora del Desempeño Humano:
Marco Referencial Interno - Externo
Posición Relativa Áreas de Mejoramiento
Externa
(Fuera del cuerpo, en el
entorno)
Nuevos Productos.- Materiales, dispositivos y sistemas,
agricultura, alimentos
Nuevos Agentes.- Cambios sociales, organizaciones,
personas, robots, animales.
Nuevos Lugares.- Reales, virtuales, mixtos.
Nuevos Intermediarios.- Herramientas y artefactos
Externa
(Fuera del cuerpo, colectiva)
Interacción y creatividad grupal mejorada
Unificación del aprendizaje científico y la educación
Externa
(Fuera del cuerpo, personal)
Intermediarios.- Herramientas móviles, artefactos y prendas
de vestir
Interna
(Dentro del cuerpo, temporal)
Ingeribles.- Alimentos, medicinas.
Interna
(Dentro del cuerpo,
permanentes)
Órganos.- Implantes, sensores y efectores
Habilidades.- Aprendizaje, nuevos usos de lo viejo.
Genes.- Nuevas especies, desarrollo genético y celular
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20. Ampliación de la Productividad
Grupal y Social
Tecnologías convergentes en el conocimiento, interacción
y comunicación social.
Aplicaciones de la Ciencia Cognitiva para mejorar el
desempeño humano.
Ingeniería de la Mente para mejorar la productividad
humana.
Las tecnología convergentes y las ciencias ambientales
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21. Seguridad Nacional
NBIC en la política y estrategias del Ministerio de Defensa
Nacional.
Investigación del impacto de las NBIC en la seguridad
nacional.
La mejora del desempeño humano y la estrategia de
seguridad nacional
NBIC en la defensa nacional: Detección, protección de
amenazas químicas, biológicas, radiológicas y explosivas.
Impactos futuros de NBIC en la lucha contra el
narcotráfico y el terrorismo.
Educación y entrenamiento militar avanzado.
(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 21
22. Unificación de Ciencia y Educación
Combinación de NBIC y sociedad
Amplitud, profundidad y sectores académicos en NBIC
Sistemas complejos y principios de unificación.
Las tecnologías convergentes y la visión de la materia.
Tecnologías convergentes y educación para el
mejoramiento del desempeño humano.
Beneficios y riesgos potenciales de la convergencia NBIC.
(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 22
23. “La ciencia, el arte y las demás ramas
de la cultura sirven en la medida que
ayuden a resolver problemas de la
humanidad, a adecentar sus vidas, a
construir el azaroso orbe de la
dignidad humana.
La inteligencia es nuestro gran
recurso, nuestro gran riesgo y nuestra
gran esperanza”
José Antonio Marina. El Vuelo de la Inteligencia. Debolsillo, España, 2002.
23(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007
Conclusión
25. 1. Roco M. C. and Bainbridge W. S. Converging
Technologies for Improving Human Performance.
National Science Foundation, Arlington, Virginia, USA,
Jun 2002.
2. Nordmann A. Converging Technologies – Shaping the
Future of European Societies. European Communities,
Report 2004.
Referencias
25(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007
26. (c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 26
Hugo A. Banda Gamboa
hbanda@ieee.org